分布式电源对配网继电保护的影响

分布式电源对配网继电保护的影响

(国网浙江杭州市萧山区供电公司浙江杭州311200)

摘要:目前,我国经济的快速发展,能源的需求量持续不断地增加,就会造成能源的紧缺和环境的污染,正是因为这样,社会越来越关注环保和节能减排。而分布式电源能够实现废物的重复利用,是一种环保而且经济的能源系统,除此之外,还可以应用可再生能源进行发电。虽然分布式电源接入到配电网中可以提高配电网的安全和可靠,然而还是存在一定的不利影响。因此,在相关人员进行分布式电源接入时,一定要对配电网系统予以适当而充分的分析,然后利用不同的措施将那些不利影响消除掉,唯有如此,才能够有效提高我国配电网的安全性等。

关键词:分布式电源;配电网;继电保护

1分布式电源

所谓的分布式电源就是指一种新型的电力电源技术,其出现与发展是经济社会可持续发展与科学技术进步的必然产物。电源通常情况下都可以有效地利用太阳能、天然气、沼气、水能等清洁能源进行发电。分布式电源还有一种作用就是可以将一些其他的系统所产生的废能加以利用,并转化为热能和电能。同样,分布式电源具有很多的优点,比如经济实惠、安全可靠、可靠性强等。电力系统的健康发展在很大程度上依靠分布式电源,原因是,在大部分情况下,城市中多安装分布式电源,因此天然气和柴油被广泛地运用在分布式电源中。

伴随着经济的快速发展以及人类文明的不断提高,人们对能源的需求也越来越大,进而导致了能源也变得紧缺起来,因此每个国家都在尽最大的努力积极研究新的能源。就是由于这个原因,从而推动了分布式电源的发展。在我们国家,现在配电网中最常用的就是分布式电源,但是如果将分布式电源运用进配电网中,就会使配电网中的继电保护受到严重的威胁。它会造成供电系统的结构改变,进而使继电网的继电保护失效等,因此我们必须要仔细地研究关于分布式电源对配电继电网保护的不良影响。

2配电网继电保护的基本要求

配电网是为人们提供电能使用的主要输送途径,运行的过程中也会受环境、自身以及设备等方面的影响而发生故障或运行异常。如果发生故障的话,那么电力系统的故障电流会过大,对一些设备以及线路都造成极大的影响,不仅影响了正常的供电工作,故障甚至进一步扩大化,造成电压崩溃、系统震荡等严重事故;如果继电保护出现运行异常的话,那么对电力系统中的各个电气元件可能会造成一定的危害,当然,在这种情况下并没有发生配电网故障运行,如,配电网的过负荷、过电压、系统震荡等,继电保护的工作异常将已经发生的配电网故障认为是无故障运行,如果不能及时对其采取有效措施的话,对配电网运行的稳定性、安全性以及可靠性都会造成严重的影响。因此,必须要保证配电网中采用继电保护装置,而且要保证继电保护装置能够正常运行,这样才能对配电网起到一定的保护作用,才能保证配电网运行的安全性、可靠性以及稳定性。

3分布式电源对继电保护产生的影响

传统的配电网络结构呈现放射性、单电源特征,组成结构简单、维护方便,一旦出现故障继电保护装置也能及时进行处理。然而在接入分布式电源后,使原有的配网结构发生变化,导致继电保护设备配合存在一定难度,分布式电源对配电网继电保护的影响主要包括以下几方面。

3.1电流保护

将分布式电源接入配电网后,供电系统就形成了多电源供电,若在母线的末端出现故障,原有配电网和分布式电源都会出现短路,然而为了保护配电网,继电保护装置会自动切断故障了,然而若原来配电网的短路电流急剧增加,超出装置的最高限值,就会造成其他装置切点线路,进一步扩大了故障范围。若在母线中间出现故障,虽然分布式电源和原配电网的电流没有明显变化,但由于分布式电源的电压比原配电网电源小很多,若为故障点提供多长时间的电压,就会造成线路电压急剧下降,导致配电网局部崩溃,如果没有及时对其进行处理,就会导致整个电网难以正常运行。

3.2继电保护拒动、误动

对原配电网来说,电力系统的潮流是单向的,即若系统出现故障,故障电流是从配电网系统电源侧流向故障点,这是影响故障电流的因素主要为流过线路的阻抗。若配电网中接入分布式电源,系统出现故障时,线路上就会出现额外的电流源,会对整个继电保护装置的灵敏度造成影响,使其出现拒动、误动等误动作,难以起到有效的保护作用。

3.3电力系统潮流非单向性

原有的配电网系统属于单电源系统,组成结构呈现辐射状,由电力系统侧流向负荷侧,若在配电网中接入分布式电源,就会形成多电源网络,在配电网正常运行情况下,若整个系统出现供需不平衡,就出现反向潮流现象,若此时仍然采用原有的继电保护装置,可能会导致继电保护动作出现异常。同时,若整个系统供需达到平衡,然而分布式电源由于受到地域、环境等方面的影响呈现一定的间歇性,对其变化极难预测,此时会导致系统潮流由正向变为反向,使整个系统继电保护出现误判。

3.4保护选择性改变

由于传统配电网采用单侧电源供电,因此配置的继电保护装置通常不具有方向性,若在配电网中接入分布式电源,就会导致整个配电网存在多个电源,一旦系统出现故障,就可能原有的继电保护装置的保护失去选择性,造成误动作。

3.5重合闸失败

对于原有配电网来说,其属于放射性结构,采用单侧电源供电模式,系统故障被切除后,三相一次重合闸能够有效重合,几乎不会对整个供电系统产生较大冲击,确保了整个继电保护系统的可靠性。然而如果接入分布式电源后,系统存在多电源供电,会导致重合闸难度加大,甚至出现重合闸失败。主要表现以下三方面:①分布式电源孤岛运行。当配电网系统中接入分布式电源后,一旦系统出现故障,继电保护只能隔离故障点和主电源,而分布式电源仍然没有和配电网隔离,能够持续供电,这就形成由分布式电源独立供电的孤岛,会导致重合闸难度增加。②非同期合闸。分布式电源出现孤岛后,系统功率出现较大变化,同时分布式电源与主电网可能不再同步,这就造成故障后三相一次重合闸时难以满足同和条件,此时的非同期合闸,会给整个配电网系统造成冲击,巨大的电流波动可能导致继电保护系统再次跳闸,导致重合闸失败。③故障点拉弧。在有分布式电源接入的电网中,继电保护动作只能隔离故障点和主电源,此时分布式电源仍能持续供电,这就导致故障点拉弧,极易造成故障扩大,从瞬时性故障转变为永久性故障,导致系统重合再跳开。

3.6孤岛和反孤岛保护

如果系统出现故障的位置处于分布式电源的上游,就会出现虽然保护动作隔离故障点和主电源,但此时分布式电源仍在供电,使得系统中出现孤岛运行,而系统是不允许出现孤岛运行的,因此必须对此种情况采取保护策略和措施,即所谓的孤岛保护。反孤岛保护是为了避免孤岛运行而导致的人身和设备出现安全问题。

4结语

实践证明分布式电源在使用的过程中,能源利用率极高,而且,对环境产生的负面影响也极小,能够有效地提高能源供应的可靠性以及经济效益。当然,分布式电源作为配电网中的新型供电模式,在未来的发展中也是电力系统中广泛应用的一种电源供电模式,通过文章对分布式电源对配电网继电保护的影响分析,也针对各类影响因素提出了解决方案。

参考文献:

[1]许琴.含小容量分布式电源的配电网区域继电保护研究[J].电工技术,2014(03).

[2]陈建杰,郝永晶,纪元,高亮.分布式电源对配电网继电保护影响的仿真与分析[J].上海电力学院学报,2014(01).

[3]张继明.分布式发电对配网保护的影响分析[J].中国电业(技术版),2013(12).

[4]荆江平.分布式电源接入对配电网线路保护的影响及对策研究[J].电工电气,2013(12).

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