薛鹏飞
国网山西省电力公司太原供电公司 山西太原 030012
摘要：随着我国经济的迅速发展，能源和环境问题日益突出。我国新能源发展大都采用大容量集中并网、远距离输送方式，但由于我国负荷和新能源地理分布的原因，集中并网远距离输送的不足越来越明显，尤其是近年来越来越严重的消纳问题。因此，分布式新能源并网受到了越来越多的关注与重视。但是 DG 接入电网后，原有的单点辐射网络转变为多端供电网络，引起了潮流方向的变化，带来了一系列问题，其中继电保护产生了相应的影响。
关键字：新能源发电并网；继电保护
1 新能源发电并网的特征和类型
1.1 新能源并网发电的特点
新能源发电对于解决传统的能源稀缺问题和保护生态环境具有十分重要的意义，但是与传统的能源发电相比来说，新能源本身具有间歇性特点。风能和太阳能在作为主要发电能源时，发电设备对于风能和太阳能的需求量是十分巨大的。但是特殊季节或者天气情况下光照和风力往往会出现变化，这就会很大程度上导致发电设备无法满负荷运行，也就意味着无法制造出大量的电能来输送到公共电网中，最终对整体的电动质量产生不利影响。
1.2 新能源并网发电的类型
随着经济社会的迅速发展，传统的能源发电给人类社会生态环境造成了严重的破坏。因此新能源发电逐渐成为新的环保趋势，能源并网发电形式也逐渐得到了推广。目前阶段新能源并网发电的类型主要有风能发电、太阳能发电以及水力发电等。随着科技条件的不断进步，更多类型的新能源发电形式也会逐渐出现，这些都对人们的生活和社会进步产生了十分重要的影响。
2.新能源发电并网对配电网继电保护的影响
2.1 新能源发电并网并网后 I、II 段电流保护动作情况
2.1.1 新能源发电并网并网下游馈线故障
图为含新能源发电并网的配电网典型结构，当新能源发电并网并网下游馈线发生故障，即线路3-4 末端发生三相短路故障时，分析各线路流过的短路电流随新能源发电并网并网容量改变的变化规律；然后分析线路3-4之间的短路位置变化时各线路流过的短路电流的变化规律。新能源发电并网并网下游馈线故障时电流不流过相邻馈线，所以故障电流基本不变，对相邻馈线保护没有影响。新能源发电并网并网下游馈线由系统电源和新能源发电并网并网共同提供短路电流，且随着新能源发电并网并网容量的增加，下游馈线的短路电流不断增大，提高了该馈线保护的保护范围，严重时可能延伸至下一条线路，导致保护误动作。新能源发电并网并网上游馈线短路电流先减小后增大，在新能源发电并网并网容量为 0-28MVA 时，上游馈线的短路电流不断减小，新能源发电并网并网容量大于 28MVA 时，由于新能源发电并网并网的反向提供电流作用，上游馈线的短路电流不断增大。故障越靠近母线2，线路 2-3的保护感受到的短路电流越大，保护II段可能产生误动情况。新能源发电并网并网下游馈线故障后，随着短路故障点距离母线越来越远，下游线路，新能源发电并网并网和上游线路的短路电流逐渐减小，而相邻馈线的短路电流基本上没有变化.
2.1.2 新能源发电并网并网上游馈线故障
当分布式电上游馈线发生故障，即线路2-3 末端发生三相短路故障时，分析各线路流过的短路电流随新能源发电并网并网容量改变的变化规律；然后分析线路2-3之间的短路位置变化时各线路流过的短路电流的变化规律。 新能源发电并网并网上游馈线故障时电流不流过相邻馈线，所以故障电流基本不变，对相邻馈线保护没有影响。当新能源发电并网并网上游馈线故障，系统电源和新能源发电并网并网共同向短路点提供短路电流。随着新能源发电并网并网容量的增加，新能源发电并网并网 的短路电流大幅度上升，导致短路点的短路 电流明显增大，电压会有所升高，进而使得系统电源供出的短路电流有所减少。上游线路流过来自系统电源的短路电流会随着新能源发电并网并网容量的增加而不断减小，当新能源发电并网并网容量升至55MW时线路2-3上的电流保护II段可能发生拒动，新能源发电并网并网上游馈线故障后，随着短路故障点距离母线越来越远，上游线路和新能源发电并网并网的短路电流逐渐减小，而下游馈线的短路电流小幅度降低，相邻馈线的短路电流小幅度升高。
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2.1.3 新能源发电并网并网相邻馈线故障
当新能源发电并网并网相邻馈线发生故障，即线路1-5末端发生三相短路故障时，分析各线路流过的短路电流随新能源发电并网并网容量改变的变化规律；然后分析线路1-5之间的 短路位置变化时各线路流过的短路电流的变化规律。新能源发电并网并网相邻馈线1- 发生短路故障时，流过故障线路的短路电流较新能源发电并网并网接入 有所增加，提高了该线路保护的灵敏度，保护可以可靠动作。但新能源发电并网并网上游保护将流过来自新能源发电并网并网的故障电流，若此电流足够大，可能导致保护误动并切除本线路，形成电力孤岛。新能源发电并网并网相邻线路1-5 故障时，新能源发电并网并网上游线路流过新能源发电并网并网 故障电流，保护不应该动作。但当新能源发电并网并网容量升至 36MVA 时，上游线路保护 II 段会发生误动，当新能源发电并网并网升至 65MVA 时，保护I段会发生误动。新能源发电并网并网相邻馈线故障后，随着短路故障点距离母线越来越远，上游线路和新能源发电并网并网的短路电流逐渐减小，而下游馈线的短路电流小 幅度升高，相邻馈线因为是故障区段，其短路电流很大但逐渐减小。
2.2总结
（1）新能源发电并网下游故障时，相邻馈线保护不受影响，上游馈线短路电流随着新能源发电并网容量的增加电流先降低后升高。当接入配电网的新能源发电并网并网使上游馈线短路电流明显减小时，则原保护 II 段会发生拒动现象。新能源发电并网上游和相邻馈线故障时，新能源发电并网并网输出电流反向流至故障点，随着新能源发电并网容量的增加，新能源发电并网并网提供的反向电流可能增加至保护 II 段误动作，容量更大时甚至会使保护 I 段误动作，应当配置方向元件并且增加保护的自适应性能。
3.新能源发电并网继电保护配置原则与整定方案
继电保护的整定应满足选择性、灵敏性以及速动性。针对新能源发电接入配电网后，由于其较为灵活的运行方式给传统三段式电流保护带來的问题，下面提出一套将距离保护和电流保护相结合的配电网继电保护配置与整定原则：
（1）当新能源发电接入后，保护安装处的三段式电流保护仍能满足灵敏度要求的，仍然按照传统的阶段式电流保护整定原则进行整定。整定过程应充分考虑选择性与灵敏性，并具备躲最大负荷电流的能力。电流速断保护按照躲开线路末端故障时最大短路电流整定(可靠系数取1.3)；限时电流速断保护一般按躲过相邻线路瞬时电流速断保护的最大动作电流来整定(灵敏系数不小于1.3)；过电流保护一般按躲过线路最大负荷电流整定。
（2）当新能源发电接入后，保护安装处的三段式电流保护无法满足灵敏度要求的，改为装设距离保护。距离保护同样采用阶梯延时配合的三段式配置方式，距离I段保护按照躲过本线路乂端短路时的测量阻抗整定;距离II段与相邻线路的距离I段相配合，或与相邻变压器保护相配合，整定值取两者中较小的一个；距离III段应与下级线路的II段或者III段配合，或与相邻下级变压器的电流、电压保护配合，或按照躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，最终整定值取王者中最小的一个。
（3）新能源发电并网点上游的线路末端在需要时应加装保护装置，保证全线任意位置故障都能完全切除；同时并网点上游的保护安装处应考虑配置方向元件，防止本线路保护反向误动。
总之，含新能源发电的配电网继电保护整定原则，在尽量不改变原有电流保护的情况下，在灵敏度不足的保护安装处改装受系统运行方式影响较小的距离保护，同时在需要的位置加装方向元件，并根据新能源发电的接入容量大小决定是否在位于并网点上游的线路末端加装保护设备。
4.结束语
含新能源发电接入的配电网传统保护策略还存在着许多亟待解决的问题，由于新能源发电运行工况随时会发生变化,而短路输出电流的大小也会随之改变。新能源发电故障初期和故障稳态输出的短路电流大小也不相同，所以通过传统的保护方式很难找到一套能够适应各种新能源发电接入类型、位置与容量的保护方案。
参考文献：
[1]田书,刘颖,梅小丽.新能源发电并网对配电网电流保护影响的研究.工矿自动化,2017(10)：43
[2]赵毅,孙文瑶,许傲然.新能源发电并网对配电网影响的研究[J].沈阳工程学院学报,2018,8(1):11-13