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摘要：深入的研究分布式电源对配电网继电保护的影响，对配电网的安全运行有着非常重要的现实意义和应用价值。论文在分析传统配电网继电保护原理的基础上，对分布式电源配电网继电保护装置的影响和对策进行了研究。
关键词：分布式电源，配电网，继电保护
0 引言
近年来，分布式电源作为一种高效、环保、灵活的新型发电技术，在世界范围内得到了快速发展。随着分布式电源的接入,配电网也不再是单电源、单向潮流的辐射式网络,而是变为一个电源和用户互相交联的复杂网络，对原配电网中继电保护产生了较大的影响。
1.分布式电源对配电网继电保护的影响
随着分布式发电技术的快速发展，将会有越来越多的分布式电源接入配电网，分布式电源接入配电网后，会对原有的配电网继电保护产生影响[1]。由于分布式电源的分流作用，故障发生后原保护安装处的电流可能增大，也可能减小，会对三段式电流保护整定与动作时序配合的影响，造成原电流整定值失效，如果电流过大，可能会使上一级线路和下一级线路的保护同时动作，保护时限也将去去作用。
分布式电源的接入位置、电源容量不同均会对配电网继电保护产生影响。分布式电源越靠近短路点，对电流保护的影响越大；分布式电源容量越大，发生故障瞬间便会产生越大的短路电流。并且分布式电源会对配电网自动化装置产生影响，特别是对于自动重合闸，当配电网接入分布式电源时，一旦发生故障，分布式电源就会向故障点提供故障电流，而如果在这个时候进行重合闸，极有可能引起故障电流跃变，使故障点电弧重燃。另外，此时重合闸两侧均有电流，还可能造成非同期合闸。
2.分布式电源对配电网继电保护改进对策研究
针对分布式电源接入对配电网继电保护造成的不利影响，可以通过以下几种措施改进。
2.1 对电流保护进行改进
对于传统的配电网，一般会配置电流保护加重合闸配合，但是当分布式电源接入后，可以对原电流保护进行改进，以适应加入分布式电源的配电网结构。根据故障发生位置的不同，可以对含分布式电源的配电网各级电流保护进行了重新整定，时间上也做适当的配合，该方案只适合很少的分布式电源接入配电网使用，并且需要分布式电源输出稳定。将速断电流保护、定时限电流速断保护和反时限过电流保护相互配合也是一种方法[2]，主要思想是利用三种保护相互协调以减少故障的切除时间，在该方案中，如果分布式电源的输出量增大时，对故障电流的助增作用会增强，这样也会对三种保护配合方案产生很大影响，可能导致方案失败。也有提出使用限流电抗器来减少故障时分布式电源供给的短路电流。在分布式电源的并网线上串联电抗器，在配电网正常运行时，负荷相电流相对较小，电抗器不会有较大的压降，但是当线路发生故障时，电流突然增大，电抗器的作用就是把该电流限制在安全值以下，这样便可减轻分布式电源供给保护装的电流，同样地，该方案也有缺陷，分布式电源接入不能过多，容量不能过大，而且分布式电源之间相互影响，这样就很难确定引入分布式电源的串联电抗器的阻抗值。
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上述方案都是对原有电流保护方案的改进，不需要对配电网进行大的改造，但是由于配电网线路比较复杂，在对电流保护进行整定时会非常复杂，时限配合起来也会非常困难，有时甚至会无法实现，而且当分布式电源接入量大时，上述方案适应性并不好。
2.2 距离保护的应用
距离保护受系统运行方式的影响非常小，而且其自身就带有方向性，那么如果将距离保护运用到含分布式电源的配电网中时，便可以解决由分布式电源带来的一系列问题[3]。该保护方案在分布式电源含量少时，可以有效的解决问题，但是分布式电源容量比较大时，在分布式电源接入点上下游处保护检测到的短路电流的，分布式电源接入点上游处检测到的短路电流大于故障电流，所以在该处的保护不能准确反应发生故障的位置，因此，尽管距离保护不受系统运行方式的影响，并且自身具有方向性，但是也不能保证对所有的配电网短路故障做出正确的反应，在该文献中还重点提出，短路点的过渡电阻会对距离保护产生严重的影响，为了解决这个问题，采用多边形特性距离继电器，但这样会使配电网整定起来更加复杂。
2.3 基于广域网的自适应保护方案
近年来，国内外专家提出一种依靠广域信息的自适应保护方案[4]，主要思想是通过测量分散装置的电气信息量，并对这些电气量进行相互比较，这样便可准确对故障进行定位，进一步排除故障。首先把整个配电网分成若干个区，每个区由一个或几个主断路器与主电网连接，这些断路器在接到信号后要能够重复分断和重合。主保护安装在靠近电源一端，主要借助计算机来存储和分析数据、并且根据分析结果判断故障类型和区段，随后主保护会向相应的断路器发出跳闸信号以隔离故障区段，同时断开故障区域内的分布式电源，而其它区域则继续运行。此方案能有效地将故障从配电网中切除，能够克服接入配电网的分布式电源对传统配电网的影响，也不需要保护装置间进行定值和时限上的配合，但该方案同时要切掉故障区域内的所有分布式电源，这样就发挥不出分布式电源接入配电网的优点。同时该方案的经济性较差，需要大量的前期投入，而且原有的电流保护基本没用，造成浪费，安装维护也会很困难。所以该保护方案要要想实际应用于配电网，还需要做进一步的改进，以满足继电保护的选择性和供电的经济性。
3.结语
分布式电源的快速发展会对配电网继电保护造成一定的影响。本文分析了分布式电源对电网造成的影响及策略，认为改造配网保护的硬件设施的改造投资不宜过大，尽量采用简单、可靠的保护原理，满足配电网中接入分布式电源后的继电保护需求。
参考文献
[1]苏玲,张建华,王利等.微电网相关问题及技术研究[J].电力系统保护与控制, 2010,38(19):235-239
[2]张喜平，梅柏杉，胥杰等.大型光伏发电系统的并网控制技术[J].上海电力学院学报，2011,27(6):554-558
[3]何志勤，张哲，尹项根，等．电力系统广域继电保护研究综述[J]．电力自动化设备，2010,30(5):125-130
[4]唐亮.分布式电源的分类及对配电网的影响[D].合肥工业大学,2007
作者简介
张海 (1988.02—) 男，山东省济宁市人，硕士研究生，电力调度员。
论文作者:张海,魏春雪,韩建伟,冯杰,梅岭
论文发表刊物:《电力设备》2016年第3期
论文发表时间:2016/6/1
标签：分布式论文; 电源论文; 电流论文; 配电网论文; 故障论文; 方案论文; 继电保护论文; 《电力设备》2016年第3期论文;