（国网沧州供电公司 河北沧州 061001）
摘要：分布式电源接入配电网后，改变了配电网的单一辐射式网络结构，使得传统的故障定位方法不再适用。文章在分析了常用故障定位方法优缺点的基础上，针对常用故障指示器无法定位含分布式电源的配电线路故障区域提出了一种基于配电网自动化故障指示器的故障定位新方案。该方案原理简单、判断快速、准确可靠, 并且在已有的配电网，上易于实现。
关键词：分布式电源；配电网；故障定位；准入容量
引言
分布式电源(Distributed Generation，DG)是指利用可再生能源发电的新型独立小电源，其发电容量小(一般小于50MVA)、分散方式布置在用户附近、供电灵活、与环境兼容，因此DG作为一种新能源得到了广泛应用，成为国内外解决能源和环境问题的研究热点。但是，DG的大量接入配电网改变了配电网原来单一电源、辐射型的结构，并使得系统的潮流重新分布，尤其当发生短路故障时，故障电流的大小和流向都会发生很大变化，这给配电网的继电保护带来了很大影响，难以用原有的方法进行故障定位，严重影响了配网的供电可靠性。
1 DG对配网传统故障定位策略的影响
1.1 DG的短路计算模型
DG接人配电网会增加短路点的故障电流,影响配电自动化保护装置的正常工作。根据并网类型的不同，可将分布式电源分为旋转并网型和逆变并网型。旋转并网型DG输出的短路电流一般不超过其额定容量的10倍，逆变并网型DG输出的短路电流不超过其额定容量的1.5倍。为简化计算,本文将旋转并网型DG用电压源串联电抗的形式来等效，采用不同电抗值来等效不同容量的分布式电源102191。接人配电网的分布式电源容量较小,故障电流衰减较慢,在计算短路电流时短路电抗采用分布式电源的次暂态电抗值。光伏、蓄电池等分布式电源一般通过PWM逆变器接入配电网,逆变器输出功率受外部环境变化影响。考虑到故障暂态过程比外部环境变化要快的多，可以假设发生短路故障时外部输入能量恒定，此时逆变型分布式电源维持恒功率输出状态4,本文采用中逆变型分布式电源的等效方法。逆变器直流侧接有稳压电容,电网侧接有滤波电感。
1.2 DG的并网方式
各类分布式发电电源所采用的能源不同，各类能源自身的特点不一决定了其电源的输出形式不同，实际使用中一般将分布式电源按其并网模式分为三类。直接并网，部分分布式电源发出工频交流电，符合大电网中的电能质量要求，对于这类发电装置通常使用直接并网方式并入电网使用。这类并网方式主要出现在笼型感应电机为主的风力发电机或者传统的小功率的同步发电机。逆变器并网，其余的大部分分布式电源由于其能源来源波动性大等特点，发出的电能并不是工频交流电，需要先转化为工频交流电在并入电网。这些分布式电源通常采用电力电子装置完成转换过程，我们称之为逆变型分布式电源。具体的逆变过程有两种。其一，直流型电源。有燃料电池、光伏电池、太阳能电池及储能电容等，这些直流电源的共同点是将化学能、太阳能等能源转化为直流电，然后经过逆变器装置并入电网。其二，交流-直流-交流型电源。这类电源主要有微型燃气轮机、变频风力发电机等，发出的交流电能不是频率为 50Hz 的电能或者不能发出稳定频率的电能。要使发出的电能能够并入电网，需要先将发电机输出的交流电经整流装置变为直流电，再经逆变器装置转化为工频交流电之后并入电网，以控制电源的输出频率保证电能质量提高供电可靠性。
2 DG接入条件下的故障判断方法
在配电线路上，发生故障时，由于分布式电源的存在和其所处位置的不确定性，对故障区域进行定位时须加入故障电流方向的判断。 为了配合主站系统的馈线自动化功能，配电终端在采集开关信息时，须将功率流动方向以正负值的方式上送给主站系统，当发生故障时，配电终端就地对故障电流方向进行判断并以遥信方式上送主站。主站系统接收到配电终端上送的正、反向故障信号，结合故障发生前的配电线路拓扑，即可快速定位故障区域。 判断方法为：根据配电线路上开关之间的连接关系，以检测到故障电流的开关为边界，将配电环网线路划分为多个区域 ，判断各区域边界开关故障电流的方向是流入该区域还是流出该区域，逐个区域进行检查， 若某区域只有流入的故障 电流，没有流出的故障电流，则该区域为故障点所在
区段。此判断方法涵盖了传统馈线自动化技术，既可以定位单电源、潮流单向流动网络的故障，也可以定位多电源、潮流双向流动网络的故障，对配电网络运行方式的变化有着很强的适应性，同时在部分故障信息缺失的情况下，还有较强的容错性。
3 能源智控系统实现功能
能耗数据统计分析功能，能源管理中心系统应能对用能单位的能耗数据实现按时间、能源类型等多维度进行统计、对比、趋势分析。能源利用状况报告自动上报功能，系统实现自动生成能源利用状况报告，并按要求实现自动上报到相关政府能源主管部门系统平台。重点设备能耗定额设定及分析功能，能源管理中心系统实现重点用能设备的能耗数据采集、分析功能，并以此为基础制定重点耗能设备的定额，帮助企业对该设备进行管理与优化使用。产品定额设定及分析功能，能源管理中心系统应能够根据企业实际能耗数据和产品产量数据自动地计算主要产品单耗，并以此为基础制定合理的产品能耗定额，帮助企业进行能源消耗的分析考核等。能耗数据备份功能，企业内部应有相应的设备或者外置存储器保存备份各种能源的数据，以达到数据安全的目的。研究分布式电源接入的配电网保护方案，是保障供电可靠性及安全稳定运行水平的重要手段。本文在分析分布式电源接入对原有保护影响的基础上，对含分布式电源的配网保护改进方案做了综合研究，主要包括：(1)限制分布式电源的准入容量；(2)改进的自适应保护方案；(3) 基于通信技术的故障定位；(4)孤岛检测；(5)孤岛划分，并指出了各方案的优缺点及发展方向。其中，方案(1)从限制分布式电源对配电网影响的角度出发，不改变原有保护，经济性好，但适应性差，需要与其他方案相结合，从而提高分布式电源的准入容量；方案(2)加装少量元件，并对原有整定方案进行了调整，易于实现，但不能完全兼容分布式电源灵活的运行方式；方案(3)依靠通信手段，准确性高，全面性强，但成本较高，过于依靠通信设备，保护的可靠性和快速性可能随电网规模的变大而下降；方案(4)考虑了不可控孤岛运行情况，通过快速检测并将其消除来保障系统安全；
结语
提出了在分布式电源接入条件下，准确定位故障区域的简单方法，并对分布式电源条件下快速恢复供电的计算方法进行了研究，通过实际算例表明，所述方法正确有效，可以适应分布式电源条件下的馈线自动化需求。本文提出的优化模型研究不需要借助通信手段的自由消纳方式下配电网接纳分布式电源的准入容量。随着储能装置以及电动汽车大规模接入配电网，后续将进一步研究借助通信系统协调控制下的分布式电源可接入容量值，为电力系统运行人员提供更为全面的参考。
参考文献
[1]何桂麟.农村配电网故障定位适应性研究[J].机电信息,2020(02):10-11.
[2]刘玉宝.配网自动化故障定位问题的研究及应用[J].通信电源技术,2019,36(12):52-53.