逯昊林
内蒙古电力（集团）有限责任公司薛家湾供电局
摘要：分布式电源拥有调峰好、损耗小等优势，但在接入配电网后会导致无法适应传统电流保护的情况出现。基于此，本文将简单分析分布式电源对配电网的影响，并深入探讨含分布式电源的配电网自适应保护方法，希望研究内容能够给相关从业人员以启发。
关键词：配电网；分布式电源；自适应保护
前言：随着电力工业的快速发展，大电网与分布式电源的结合开始引起业界重视，但对于以配电网接入为主的分布式电源利用来说，原有保护误动、拒动等故障很容易出现。为保证配电网在接入分布式电源后的安全稳定运行，正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在。
1.分布式电源对配电网的影响
配电网受到的分布式电源影响较为深远，本节将围绕两方面分析这种影响，包括相邻馈线电流保护和配电网继电保护。
1.1影响相邻馈线电流保护
对于开环运行的配电网，科学配置的自动重合闸装置极为关键，这直接关系着瞬时故障的及时切除和正常供电的快速恢复。图1为配电网接入分布式电源的典型结构，结合该图进行分析可以发现，S1系统电源接入于母线A位置，辐射性供电能够由此实现，SDG分布式电源接入的电源连接在母线B位置，如三相故障出现于D、E位置处，此时存在小于线路阻抗的Zs等效阻抗（S1），短路电流会导致AE线路集中出现电压降落，显著变化此时未在母线A位置出现，较小短路电流因分布式电源产生不会显著影响相邻馈线。但如果存在较高渗透率的分布式电源接入，下级线路故障很容易发生，保护选择性丧失问题会随之出现，失效的保护4会因此出现[1]。
图 1 配电网接入分布式电源的典型结构示意图
1.2影响配电网继电保护
仍基于图1进行分析可以发现，如三项故障出现于B、C位置，系统电源和分布式电源同时提供故障点短路电流，电压存在一定提升的母线B会因此出现，此时短路电流在系统电源提供下会出现一定下降，较少短路电流会在保护3位置检测到，灵敏性出现一定降低的保护3很容易引发拒动问题，无法较好保护BC线路。对于保护3来说，如分布式电源出现退出允许或出力减少，输出功率减少会导致同时提升的装置保护灵敏性出现，丧失选择性故障会因此发生，保护4则会同时出现保护灵敏性下降问题，保护失效故障自然会随之出现[2]。
2.含分布式电源的配电网自适应保护方法
为适应分布式电源影响，自适应保护方法的优选极为关键，本节将围绕三方面进行探讨，包括计算方法、自适应保护、随机性特点应对。
2.1计算方法
含分布式电源的配电网自适应保护需要结合分布式电源特性和配电网故障电流特性，如设法实现保护整定值基于分布式电源接入容量自动调整，由此计算各支路三相短路电流，保护自适应整定即可顺利实现。
在计算三相短路电流的过程中，对于出现三相故障的配电网，在PQ控制方法下，设故障点电流、系统侧等效电源、系统侧电势分别为If、G、E，分布式电源容量、接入分布式电源位置母线电压分别为S、U，可采用如下公式进行计算：
（1）
式中的ZL、I1、I2分别为短路点与接入分布式电源位置的等效阻抗、供给侧短路电流、短路电流（分布式电源提供）。现阶段逆变类分布式电源属于接入配电网的主流，故障后输出电流在控制策略作业下能够控制在1.2~2p.u区间。在故障位置、过渡电阻等因素影响下，瞬时功率增大情况会在PQ控制策略下出现，恢复至给定值需要耗费1~2个周期，因此存在：
（2）
2.2自适应保护
基于传统的配电网保护方案进行分析可以发现，计算电流速断保护整定值需要结合可靠系数和路末端三相短路电流，该计算需要在最大系统运行状态下开展。在接入分布式电源后，电源接入容量受到的自然因素影响也需要得到重视，对于不断变化的分布式电源容量，配电网保护会因不断改变的短路电流而无法适应，因此需要保护配置需要在接入分布式电源位置的上游进行针对性强化，对于改变的电路结构，具体可应用双电源供电保护，考虑到分布式电源还会对接入位置下游造成影响，自适应的保护整定调整也需要设法实现。
对于主保护整定，为实现自适应调整，需要设定为系统侧等效阻抗，此时存在最大的系统运行方式，等效阻抗对应最小运行方式。将和在最大运行方式下带入，最大故障电流能够顺利获取，即：
（3）
式中的、、分别为保护3对应的速断保护可靠系数、速断保护可靠系数、最大故障电流、保护整定值。
对于后备保护整定，其能够保证保护2（接入位置上游）能够在保护3拒动（接入位置下游）时发挥后备保护作用。结合上文分析可以了解到，分流作用下的保护2仅能够感受到较小短路电流，这种分布式电源影响使得DE故障无法切断，因此后备保护整定需要重新进行。需基于最大系统运行方式为前提，设定系统侧等效阻抗、对应等效阻抗分别为、，之后将和代入，后备保护整定将顺利完成，具体能够得到：
（4）
式中的、分别为保护2对应分支系数、保护整定值，其中的分支系数指的是系统侧故障电流在三相短路故障发生在母线E处时与短路电流的比值。
2.3随机性特点应对
对于分布式电源的实际接入来说，还需要关注其随机性特点，时间变化导致的容量波动属于关注焦点。为更好实现自适应保护强化，还应科学设定整定判据，保证自适应重新整定能够在设定要求满足时实现，自适应保护调整频繁开展的问题能够有效规避，更高可靠性的配电网也能够顺利获取。为应对随机性特点，可提出分布式电源接入后配电网的适应保护流程，由于存在不变的短路电容，分布式电源出力会直接导致配电系统短路电流受到影响，因此重新整定判据可基于出力设定。具体实践中，可基于分布式电源出力S分析实时出力，S基于上次整定获得，线路末端短路电流可由此针对性进行计算，如和，如存在超出一定范围的变化数值，重新整定需立即进行，具体范围可设定为，以此保证的电源处理能够在整定后实现，整定判断观测也需要在之后重新进行。
结论：综上所述，分布式电源会对配电网自适应保护带来较大挑战。在此基础上，本文涉及的计算方法、自适应保护、随机性特点应对等内容，则提供了可行性较高的自适应保护优化路径。为更好应对分布式电源带来的影响，不同控制方式的科学应用、分布式电源种类变化影响应对也需要得到重视。
参考文献：
[1]高生凯，曹炜，张旭航.一种改进型配网自适应过流保护方法[J].电力系统保护与控制，2021,49(07):110-119.
[2]张安龙，李艳，黄福全.基于动态拓扑分析的配电网自适应保护与自愈控制方法[J].电力系统保护与控制，2019,47(11):111-117.