谈分布式发电对配电网继电保护影响

发表时间:2020/9/3   来源:《中国电业》2020年第9期   作者:王超
[导读] 伴随着我国经济建设和科学技术的飞速发展,人们对电能的需求量越来越大,

        摘要:伴随着我国经济建设和科学技术的飞速发展,人们对电能的需求量越来越大,对电力系统的要求也就更高。为了适应新时代的发展,充分满足电能源越来越高的需求,促使电力系统不断地进行改革和升级。在电力系统中,配电网继电保护装置占据着十分重要的地位,而在配电网继电保护装置中,分布式发电对其影响有十分重大。分布式发电是一种顺应时代发展的现代化、高科技的新型发电技术,这项技术不仅给电力系统中的配电网继电保护带来了一定程度的影响,还具有效率高、环保节能的特点,从而实现对电能的环保节能。本文主要针对电力系统中分布式发电对配电网继电保护系统带来的影响进行详细分析,并对其发电优势进行探讨,以期能够推动电力系统的一定程度上的优化升级,进而促使对分布式发电应用的普及和推广。
        关键词:分布式发电;配电网;继电保护;影响
        近年来,分布式发电得到了快速的发展,伴随着分布式发电的广泛运用,其不足之处也逐渐显现出来,其中较为严重的就是:大规模的采用分布式发电,会对配电网的整体结构产生严重的影响,会导致配电网中的电流和电压不断变化,难以控制。配电网中的继电保护系统可以确保电压和电流的稳定,能够大大的减少分布式发电对配电网的影响,本文主要阐述分布式发电对配电网继电保护的一些影响和应对方法。
1. 分布式发电概述
1.1 分布式发电方式
在电力工程上,为方便起见,通常简称分布式发电为 DG,具体的含义是指,在相关用户的周围,通过将上千瓦或者数百兆瓦的功率优化成小型的模块,形成可控性较好的高效可靠的发电单元。微型的燃气轮机、风力发电以及生物质能的发电等是分布式发电的主要方式。分布式电源是分布式发电系统中的重要结构,其作用在于提高能源的利用率,降低能源的损耗情况,从而实现环保的目的。因此在实际应用中使用的分布式电源对配电工作具有直接影响。通常情况下按照材料和用途,可以将分布式电源分成以下几类:复式的发动机和燃料电池通常以化石材料为能源,风力发电机、水利发电机以及太阳能光伏发电机等方式则利用可再生资源。
1.2 分布式发电的优势
        相对于传统的供电方式,分布式发电在整个配电系统中的优势主要体现在以下几个方面:第一,使用分布式发电,电力更加稳定;分布式发电实现冷热联产的效果较好;分布式发电技术可以很好地保护环境,提高能源的利用率;第二,分布式发电技术的经济性较好,通过避免架设相应的配电站和输电线路,节约资源;第三,分布式发电在电路运行的稳定性更好,配电系统出现故障时,分布式发电系统仍然能够正常运行,降低电路问题对整个电路系统的影响。除此之外,分布式发电技术还具有调峰作用,可以有效减少整个配电系统的压力和困境,缓解电力系统巨大的电荷功率。分布式电流技术的引入会在一定程度上影响配电系统的电流大小和分布,对整个配电系统电流的稳定性也有一定影响,因此需要对其进一步研究,保证电力供应。
2. 配电网继电保护装置
        一般的配电网多为辐射状网络,其优点是整体结构比较简单,运维方便、可靠。继电保护装置与配电网有着直接的联系,是整个配电网中必要的组成部分,起着不可或缺的作用。例如:变电站中母线附近的断路器位置是配电网继电保护中最为重要的地方,主要是对定时限电流、瞬时电流以及过电流这三段电流实施保护,过电流以及定时限电流的速断保护都能够很好的保护线路电流正常,然而瞬时电流却不可以。现如今很多配电网络将过电流保护装置和瞬时电流速断保护装置和二为一,并采用三相一次重合闸方式来进一步保护线路电流正常,三相一次重合闸能够在电路出现故障的时候及时恢复电力供应。
3. 分布式发电对配电网继电保护的影响
3.1对保护装置的影响
        在配电网络中增加分布式发电技术的应用之后,一旦线路出现故障,就会造成线路保护装置所测到的短路电流会增大或减小,影响配电网的正常运行及保护动作灵敏度,不利于保护定值的选择,降低了配电网运行的稳定性与可靠性。此外,当发生主变故障时,根据分布式电源接入位置的不同,故障点上下游的短路电流也会有一定程度的增加或减少,这对于保护策略以及保护定值的选择,也是一个不可忽视的问题。


3.2分布式发电对短路电流的影响
        在电网运行过程中出现故障的时候,配电网会有一段较大的冲击短路电流的进入,这股电流的电压数值远远超出了配电网短路时所产生的短路电流数值标准,这股电流的进入将会对整个配电系统造成极大的影响与损坏,而正常运行中的保护装置的逆功率继电器也会随着这股电流的冲击而无法正常工作,进而导致配电系统的稳定性与安全性得不到有效的保障,影响日常的电力供应。
3.3灵敏度降低
        分布式发电系统的运行需要与主电路连接,而当二者进行连接之后,运行过程中发生的故障电流会从两方面提供,分别为: 原系统和分布式发电系统。这就存在保护值不变的情况下,保护装置只能感应到原系统的故障电流问题,保护装置无法达到预期保护效果,灵敏度下降,分布式发电的容量大小是保护装置灵敏度最为直接的影响因素。分布式发电在使用初期就显现出其对电路保护装置的影响,通过减少分布式发电与电路的连接来减少这种影响,但是二者通常是采用微网的方式进行连接。
        微网是可以并网运行或独立运行两种方式的系统,微网系统虽然是分布式发电系统和主系统常用的连接方式,但是它的使用会导致配电网的稳定性降低,从而加大了电网出现故障的可能性,电网电压也可能受到影响而产生较大波动。与此同时,电力系统中原来的保护装置也会受到影响,故障电流的排除和分析能力都会降低,无法起到预期的保护作用,无法确保电网安全稳定地运行。
        配电网电压受到分布式发电系统的影响,分析原因可以总结为以下两种情况,①分布式发电传输功率具有不确定性,不管是在正常运转还是停止运转的情况下,这种情况导致分布式发电设备与配电网无法进行有机配合,进而对电压的稳定性造成很大程度的影响,对于用户来说也会存在用电安全的隐患; ②分布式发电系统在接入时就会对电压造成影响,可能会产生电压不稳定的现象,在这种情况运行发电系统,必然会对整个发电系统造成不良影响,对整体的安全性、稳定性和可靠性都会产生不良影响。
3.4对熔断器保护装置的影响
        当线路分支线发生故障时,接于熔断器保护的上游的分布式电源会使支线短路电流增大,导致熔断时间缩短,降低了保护的可靠性,使熔断器无法成功躲避瞬时故障,在第一次故障发生时就发生熔断。根据相关电力保护要求的规定,电网运行的过程中不能对熔断保护设备产生影响,否则会出现安全事故、意外停电等现象。故为了适应上述情况,应选择额定工作电流较大的熔断装置,保证其在瞬时故障中发挥应有的作用。
4. 对配电网保护装置影响的应对策略
4.1分布式发电使用频次的控制
        在实际生活中,如果说不适用分布式发电是难以实现的,但是可以对其使用频次进行合理控制,虽然分布式发电具有多种优点,越来越多地被人们接受和认可,需求度也在不断升高,但是它的缺点也是显而易见的,在条件允许的情况下可以减少分布式发电系统的使用频次。以此来减少分布式发电对配电网继电保护装置的影响,虽然这种方法在现实中不容易实现,但也是一种降低影响的方法。
4.2加大监控力度,加大故障反应力度
        在出现故障的时候,要及时对故障位置进行确定,查清出现故障的原因,切断故障位置的电力传输,并及时对故障进行处理,尽可能的减少对电网的损坏,恢复正常的电力供应。
5.结语
        通过以上对分布式发电在配电网继电保护系统中的影响进行分析,加深了人们对此问题的认识,为以后电力系统的研究和发展提供了有效依据,并为推动整个电力系统的高效环保运行提供了有效保障。
参考文献
[1] 李志刚.分布式发电对配电网继电保护的影响分析 [J].中国电力教育,2012,15(30):137-138.
[2]高向.县域配电网继电保护选型与配置[J].电子世界.2017(16):74-74.
[3]靳勇.分布式电源接入对配电网继电保护的影响[J].山东工业术 ,2016(12):23.
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