微电网继电保护的研究与应用 姜凌霄

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:姜凌霄
[导读] 摘要:微电网也被称之为微网,指的是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组合而成的小型发配电系统。
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        摘要:微电网也被称之为微网,指的是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组合而成的小型发配电系统。而继电保护则是在供电过程中对电力系统可能出现故障情况进行检测、报警或者将故障的那部分电路进行隔离的一项电力安全系统。为了保证日常供电过程中的稳定度和安全程度,我们都采用微电网继电保护装置,以此来保证供电过程的顺利和安全。
        关键词:微电网;继电保护;应用分析
        在日常的社会供电过程中,我们需要通过电缆这一媒介将供电站和社会用户连接起来,但是在线缆将电在运输传递的过程中,难免因为发热等原因造成电力损耗,或是因线路老化等原因受到损耗,一旦线缆断裂,难免会造成伤害。所以,根据现今的国情和基于社会大众的需求,微电网继电系统保护的研究走进大众视野。微电网的提出其主要的目的是实现分布式电源的高度有效且灵活的利用,从而解决有关于分布式电源并网的相关问题。
        1微电网
        现今我们所说的微电网研究主要是依托于传统配电网的基础上研究的,我们在微电网与配电网直接连接一个公共点。与传统的配电网相比,微电网的优点是容量小,可以在电子器件受限制的条件下,在微电网内部短路情况下能够供恒定的故障电流,其次,微电网的灵敏度也是高于传统的配电网,并且,微电网其自身具有的环保性也是符合近几年来国家所提倡的“绿色行动的”。在现今,我们处于社会飞速发展的阶段,社会用电量急剧增加,供电系统在复杂的社会环境和人民日益增长的需求中进行超负荷的供应,很多隐藏问题激增,而微电网的出现,一定程度上缓解了人民大众与供电方面的矛盾,是社会发展,科技进步的产物,也是解决社会矛盾的一种有效措施。微电网的主要特点:独特性:是一个单独的,小型供电系统,其独具有灵活性和可调节性。可控性:可选择方式进行运行,供电过程中的安全可得到有力的保障。交互性:与主网相互支持多样性,有不同的微电源组成。独立性:可单独运行,一定条件下能够保证本地居民的用电需求。
        2微电网的发展现状况及其与继电保护之间的联系
        目前微电网在国内的发展处于探索阶段,其原因如下:
        ①缺乏统一、规范的微电网体系作为技术标准和规范。
        ②电力电子技术在微电网中利用率不高,微电网的发展与电力电子技术的发展有着密切相关的联系,利用率不高,应用水平低直接影响到微电网的发展。
        ③微电网的保护控制技术处于初级阶段。微电网的保护控制技术与继电保护息息相关,经研究探索发现,继电保护能够在微电网发生故障的过程当中,切断发生故障的主要部位,以免造成严重的停电事故,同时保障微电网的继续运行。
        3微电网继电保护的方法研究
        3.1微电网继电保护主要面临以下几点问题:
        ①分布式电源三种形式的短路特性不同,受其短路特性的影响,故障电流的大小有所不同,而微电网运行中发生故障与故障电流的大小有着密切的关系。
        ②配电系统在微电网运行过程中发生故障会产生巨大的电流差,从而对继电保护造成影响。
        ③在微电网中同时存在重合闸和电源时,避免同期合闸现象的发生。
        ④使用备自投装置过程中,要先于区域模式切换动作,并且确保在分布式电源下其处于有效的状态。
        ⑤在逆变器电源作为主电源的情况下,故障切除一定要及时,以防停电事故的发生。若故障发生在微电网运行范围之外,为防止继电保护对其进行无作用的切除,切换其动作状态,使元件正常运行。
        3.2为解决这些问题,经研究发现以下几种办法对解决问题有所帮助:
        ①过电流保护法。过电流保护法是为了防止电流过大而使电网发生故障,其主要应用于大型电网中,由于大型电网中电流是定向运行,在每一个保护环节中为其设置电流的最大限度值,让电流的最高值不超过设定的限度,从而保证了电流运输的最高功率。

但在微电网中并没有确定的电流方向,若需要通过大功率的设备,必须改进输电系统,大型电网中采用的方式运用在微电网中效果甚微,目前还在处于研究之中。
        ②差电流保护法。与过电流保护法相比较而言,此种方法在微电网继电系统中应用较为广泛,原理相对简单,并且能够有效消除电流的不平衡。此外,差电流保护法还能够及时发现不同区域中存在的问题,及时解决,避免大规模事故的发生。
        ③电压扰动保护法。通过对分布式电源电压的变化进行分析从而判断故障的发生地点,进而进行解决,其受条件的限制,需要进一步进行探索研究。
        ④方向纵联保护法。通过观察不同线路之间的运行信息,进而进行比较,从而得出发生故障的位置以及发生的问题,进行解决。只需通过观察就能解决问题,因其操作简便获得广泛的应用。
        4微电网继电保护的研究与应用
        结合当前的时代发展背景,微电网继电保护的研究方向主要有以下两种:
        ①运用电路保护的基本原理,将传统的方法运用到微电网继电保护中。
        ②以通信设备和智能系统作为基本条件,构建自动化水平超前的全智能监控系统。
        第一种研究方向主要是利用过电流保护法的相关原理,该种方法成本较低,原理简单,并且能够与微电网多种运行方式相适应,但其也存在一定的缺陷,研究成果发现其具备一定的局限性,过电流保护采用限流器会限制电流的灵敏度,使一定的电力资源浪费,不能很好的达到预先设想的效果。同时,故障电流与正常运行时电流之间的差距是无法预测的,即便采用限流器也会发生事故现象的发生。因此在该种研究方向上,必须多进行实践,尽可能地将其所存在的问题进行解决。
        第二种研究方向需要运用现阶段先进的设备和技术手段,建立全智能监控系统,自行对微电网实施实时保护。就目前而言,广域继电保护系统从众多安全保护系统中脱颖而出,其主要有以下几点优点:
        ①能够同时采集不同区域地点的信息,并且能够利用差点保护法的原理,消除电流之间的不平衡,使微电网中电流运输更加平衡稳定。
        ②具有完备的硬件系统,不需要再进行构建。
        ③能够实现对信息的搜寻和整合,对整合好的信息进行更为具体的分析,及时找出故障所在。
        ④可靠的通信设备,广域继电保护的通信状况良好,信号稳定。
        ⑤能够利用互联网采集数据,分析数据进而掌握微电网运行的详细情况。
        广域继电系统与其他保护系统相比较而言存在着一定的优势,但在这个飞速发展的时代,其也需要进行进一步的研究,使其更加完善,功能更加齐全,达到微电网继电保护的目的。
        结语:
        随着社会的发展,电越来越成了必需品,电力消耗越来越大,电力负荷也在不断增加的时期,微电网的出现就一定程度缓解这一矛盾。微电网主要是由分布式的新能源和就近负载组成的,微电网是对可再生资源充分利用的过程,有效的解决了长距离运输电过程中产生的电能损耗和线路损耗问题,不仅保障了供电的质量水平,还节省了投资。时代不会停下进步的脚步,电力作为社会前进的能源动力,如何高效的运用是这个时代的问题,微电网继电保护作为这个时代必然的产物,是对电力更好更稳的传输的纽带。微电网的应用会随着社会的发展而越来越广泛,必会受到更多人的喜爱。
        参考文献:
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        [2]赵上林,吴在军,胡敏强,等.关于分布式发电保护与微网保护的思考[J].电力系统自动化,2010,34(1):73~77.
        [3]王成山,孙晓倩.含分布式电源配电网短路计算的改进方法[J].电力系统自动化,2012,36(23):54~58.
        [4]郭建勇等.微电网继电保护的研究与应用[J].电力系统保护与控制,2014,10:135-140.
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