分布式发电对配电网继电保护的影响论文_刘文静

分布式发电对配电网继电保护的影响论文_刘文静

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摘要:我国的电力发展迅速,分布式发电的发展也日新月异。迫于一次能源逐渐枯竭的压力和人类对环境保护的日益重视,分布式电源由于其环境友好性和接入配电网的灵活性,越大越受到人们的重视,具有很好的应用前景。然而,分布式发电接入,会改变配电网原有的结构方式和潮流分布,对现有配电网的电流保护造成严重影响,因此,计算DG接入配电网的故障电流,研究含分布式电源的配电网继电保护配置方案具有很好的研究意义和实用价值。关于DG接入对配电网继电保护的影响已有不少文献报道过,并进行了大量的研究工作。普遍采用的方法就是将DG等效为恒流源和恒压源,这样大大简化了含DG配电网的故障电流计算模型。然而,随着DG接入容量的逐渐增加,为了保证配电网故障下的安全稳定性,中国、德国等多个国家已对DG接入配电网提出了新的要求,当配电网发生故障时,DG不应立即退出运行,应持续运行一定的时间,并要求根据并网点的电压幅值提供相应的无功功率。此时,将DG等效为恒流源和恒压源将无法提供无功功率。

关键词:分布式发电;配电网继电保护;影响

引言

分布式电源(DistributedGeneration,DG)一般是利用风能、太阳能等绿色清洁能源发电,因低碳环保得到政策支持,其容量和投资小,发展快。分布式电源一般就近在用户端进行布置,具有不少优势:能降低线损,能源可利用效率高;为电网末端提供电压支持,提高电能质量;电网故障时,部分配电网利用微网运行来给重要负荷供电,提高了系统供电的可靠性。但是,常规配电网是单电源的放射状链式结构,正常运行时的潮流和故障电流方向单一,分布式电源接入后,配网的潮流可能会双向流动,短路时短路电流分布将发生变化,另外,可再生能源具有不确定性,这些都会导致配电网出现继电保护误动或拒动等问题,甚至会影响到配电网的安全运行。随着分布式电源接入规模的扩大,有必要分析其对配电网的继电保护及自动化装置的影响,确保配电系统安全可靠稳定地向用户供电。

1分布式发电的特点

分布式发电具有特殊的特点,因为分布式发电自己的特点,才会受到电网继电保护的重视,所以,接下来就谈谈分布式发电的特点。

1.1 分布式发电具有重要的高效性特点

在进行的分布式发电中,电流在其中起到了很大的作用,当分布式发电进行工作的时候,分布在电网中的电流就会知道哪里出现了问题,哪里还是完好无缺的,这样就可以知道工人需要去修理哪里,哪里是不需要修理的。所以这样的话,分布式发电就可以具有高效性的特点,更好的发展电网中的不足之处,并且可以定向的以及更好的进行维修。

1.2 分布式发电具有环保性的特点

分布式发电中,可以把不必要的工作去掉,这样的话也可以让电网继电保护状态做到最好。所以这种情况下,分布式发电可以让不必要的工作去掉,就具有了环保的特点,这是现代化时代的主题,人人都在提倡环保,每个人都做到了,这个社会就会更加的和谐和稳定。当然了,电网继电保护是一个巨大的工程,分布式发电让这个巨大的工程有了环保的特点,就非常的符合现代化的需求了。

2分布式发电对配电网继电保护的影响

2.1 线路保护问题

馈线是配电网中的一个术语,可以指与任意配网节点相连接的支路,可以是馈入支路,也可以是馈出支路。传统的电力传输形式是以电力企业通过配电网统一供电的方式完成电压的变电调节和电力传输工作。基于分布式发电结构自身的特点,通常分布式发电带来的影响主要包括两大方面。一是使得线路保护动作的灵敏性大幅度下降。继电保护是一种自动触发装置,当感应系统监测到线路故障问题时,会及时做出相应的断电保护反应。而在分布式发电结构下,反应的时间有所增加,易出现安全隐患问题。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二是分布式发电形式可能会使馈线保护出现误动作,即对故障情况判断失误,在电力系统正常的运作状态下出现误跳闸情况,给用户的日常使用造成不便。

2.2 自动重合闸问题

自动重合闸是配电网中必备的一项功能措施,主要指瞬时间的电压流通过大,继电保护自动启动跳闸程序,在较短的时间内使电路恢复连接,从而保证城市用电的安全性与稳定性。当电力企业决定使用分布式发电方式进行供电工作时,会导致自动重合闸使用功能发生故障。这主要是因为一旦电路由于短时间内电流及电压过大导致继电保护启动跳闸程序后,分布式发电状态下电路内部的运行系统会出现电压不稳定情况,导致无法实现自动重合闸。此外,这种不稳定状况下还可能发生一些安全事故,如继电保护自动断开的连接可能会有一定的概率重燃,进而完全击穿整个绝缘体。

3分布式发电对配电网继电保护的影响优化

3.1智能化处理方式

在传统的配电网检修工作中,通常由员工在户外对各个线路进行人工检查工作,观察有无运行风险。一般的故障处理工作是在故障发生后才由员工进行维修,这种情况下故障问题通常不是一个故障点,而是整个供电区域。尤其是在分布式发电形势下,要想解决其对配电网继电保护的影响,需要实时监控线路运行的稳定状态。这涉及到智能化设备的应用,如感应设备。在线路中安装相应的感应器,然后将相关信号与核心计算机系统连接起来,电力企业可以远程实时观察线路运行是否存在异常问题,并可以手动采取一些断电操作,以便在故障发生的第一时间控制故障问题,以免故障影响到其他线路的正常运行状态。这是目前各个电力企业针对分布式发电形式的弊端应用比较广泛的一种解决措施,但是这项措施需要充分考虑电力企业的经济成本因素,以此确保电力企业经济的平稳运行。

3.2改进措施

分布式电源接入配电网后,原来的单辐射网络结构变成双电源或者多电源网络,当分布式电源容量相对较大,提供短路电流较大时,为了防止继电保护装置因反方向的电流而产生误动,可以考虑在保护装置加装方向元件。同时还要综合考虑成本因素。当分布式光伏接入后,整定时考虑其助增和分流影响,需要对分布式光伏所在馈线的相邻馈线以及上游馈线保护定值进行调整,这样才能保证对系统可靠的动作。分布式电源接入配网后,配网出现故障时,当系统电源和分布式电源被断路器切除后,两侧可能出现一个相角差,当差值达到一定的界限后,自动重合闸会造成强大的冲击电压或者电流,破坏重合闸的运行状态。为此,如果在分布式电源侧配置重合闸功能,重合闸装置需要配置检同期功能,保证重合闸成功率。

3.3分布式发电支路保护

电网中的电流非常巧妙,有的是总电路上的电,而有的就是分支路上的电,比如在每家每户中就是总电路,而一个家庭中的电视电饭锅就是支路。在这种情况下,分布式发电对支路具有一定的保护作用,可以更好的影响到电网中的电流。熔断器能够对线路中的分支线路进行有效保护,一旦支路中流经的电流过大,且这种电流不被线路所允许时,熔断器就会将熔体熔断,进而对故障线路进行保护。

结语

分布式电源大规模发展对附近配电网带来影响,接入的配网运行方式、短路电流分布也发生变化,导致配电网出现继电保护误动或拒动、重合闸失败等,本文结合案例探讨实际配电网中光伏电站的继电保护配置改进方案,保障配电系统安全可靠地运行。

参考文献:

[1]钱科军,袁越,等.分布式发电的环境效益分析[J].中国电机工程学报,2008,28(29):13-14.

[2]石军峰,刘洪晴,马东.DG接入容量对配电网电流保护的影响[J].电子质量,2016(8):14-18.

[3]徐丙垠,张海台,咸日常.分布式电源对配电网继电保护的影响及评估方法[J].电力建设,2015(1):142-147.

论文作者:刘文静

论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/22

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