内蒙古电力（集团）有限责任公司薛家湾供电局 内蒙古鄂尔多斯 010300
摘要：随着经济和各行各业的快速发展，我国经济发展迅速，使得电力需求不断上升，然而伴随着能源紧缺、环境污染严重等现状，使用清洁能源发电属于今后的重点研究对象。分布式光伏发电系统通过利用太阳能，能够节约资源、保护环境，所以光伏产业具有蓬勃的发展。然而分布式光伏发电系统就地并网使得电力结构发生变化，不可避免的对配电网继电保护造成一定影响。所以文章将主要对其影响进行分析，从而有助于优化继电保护装置。
关键词：分布式光伏发电系统；并网；继电保护；配电网
引言
配电网是由分布式电源、各形式负荷、储能设备及其他可控资源共同组成的微网系统。传统主动配电网分布式电源规划存在配置目标单一、经济性较差的问题。为了提高主动配电网供电的经济性及可靠性，增加分布式能源利用率，基于负荷预测，采用储能系统与分布式能源联合选址定容的方式，通过需求相关性分组及多时间点法预测负荷，在综合分析储能系统调峰、新能源发电成本及线路损耗等因素对局域配电系统影响的基础上，建立以功率平衡为约束条件的多目标优化模型。
1分布式电源
所谓分布式电源就是一些满足周围小负荷用电需求的小型电源，具有装机容量小，环境影响小，灵活性好的特点。分布式电源还具有方便边远偏僻地区用电、减少输配电成本、缓解大电网供电压力等种种优点。目前太阳能光伏发电、风力发电、燃料电池、微型燃气轮机、生物质能发电等都可实现并网运行。其中应用范围最广、并网规模较大的主要是光伏发电和风力发电。我国风力发电并网容量居世界首位，截至2019年底，已突破2．1亿千瓦，占总发电量的比例达5．5%，并且风电规模的增长速度远高于其他形式的发电规模增速。以下主要是基于光伏发电和风力发电进行研究。
2分布式光伏电站与低压配电网同规划的重要性
分布式光伏电站接入低压配电网后，原电网潮流将发生明显改变，电压分布、线损能耗等均会发生明显转变。尤其是在逆变整流过程中，光伏发电中电流信号、逆变谐波等均会影响低压配电网的安全性、可靠性和稳定性，如：（1）对电能质量的影响。受光照因素的影响，分布式光伏电站运行过程中通过逆变器后的电压容易产生波动，尤其是在光照强度变化较为显著的区域，发电过程中的有功功率和无功功率差异较大。而低压配电网电压一般较为稳定，一旦分布式光伏电站接入，就很容易出现由接入电压波动、负荷不匹配等造成的电压失衡。（2）对线路损耗的影响。分布式光伏电站接入过程中，如果不能就地平衡消纳，而需要通过低压配电网主干母线传输至变压器高压侧，就较容易影响原台区低压配电网母线电压分布情况，致使配电网线路电流发生改变，尤其是在接入点区域，流通电流明显加大，线路有功损耗和无功损耗也会呈增加趋势，难免造成一定的电能损失。（3）对线路检修的影响。分布式光伏电站并网接入后，当配电网发生故障或检修时，分布式光伏电站发电可能与附近的负载形成一个孤岛供电系统，如果这个孤岛不正常的话，会给运维人员的安全造成风险，不利于保障配电网的可靠性。因此，必须做好分布式光伏电站和低压配电网同规划工作，从分布式光伏电站特性和接入后的各项问题出发，统筹规划、优化协调，才能够从根本上保证低压配电网的安全效益和经济效益。
3分布式光伏发电系统就地并网对配电网继电保护的影响
3.1影响自动重合闸
当前我国配电网的线路结构方式使用的是单侧电源，如果电路在运行过程中出现短路故障，自动重合闸将会立即关闭，于是就会切断故障点的供电，此方式能够起到对配电网的保护作用，避免了配电网运行受到影响。
但是分布式光伏发电系统就地并网之后发生问题，并且该问题出现在配电系统和光伏电站之间，如果自动重合闸没有将光伏电站和故障点之间的短路电流进行切断，那么分布式光伏发电系统就会将故障电流传输到故障点，就会造成电弧重燃现象，使得自动重合闸不能进行合闸动作，于是就会造成整个配电网出现严重事故，还会影响到光伏发电。所以为了降低这种影响带来的严重后果，需要及时的切断配电网中光伏电站，并且在自动重合闸开始动作之前将其切断，然后还需要将反孤岛保护设置在分布式光伏电站端。
3.2导致电压波动和闪变
光伏电站的输出功率随天气的变化而变化，当输出功率突变时，会造成配电网线路电压波动和闪变；光伏电源在并入与退出配电网系统的瞬间，输出功率的突变也容易引发配电网系统的电压发生波动与闪变。其产生的影响大小与光伏电站的容量、并网位置密切相关。光伏电站并网后，线路电压有所提高。当并网容量超过线路最大负载或线路低谷负荷运行时，线路末端电压将超出规定范围，影响电网安全运行。在配电网中，电压随着负荷的变化而变化。而光伏电站并网后，负荷潮流方向也会不断变化，电压高低更加不易掌控和调整。
3.3引发保护误动作
配电网系统继电保护装置一般不设置定向组件，而当接入了光伏发电站的配电网系统出现故障，且故障点处于光伏电站上游时，受光伏电站的影响，继电器系统的下游保护装置的电流将增加，如果保护阈值始终不变，将会引发光伏发电站上游保护误动作。例如，光伏电站ＰＶ１接到馈线的ＢＣ部分，而馈线ＡＢ部分Ｋ３出现故障，则ＰＶ１提供的反向故障电流将经过保护装置Ｒ２。由于大多数常规馈线保护装置都没有方向判断组件，因此在ＰＶ１容量足够大时，反向故障电流可能超过保护装置Ｒ２的电流保护整定值，引起保护装置Ｒ２误动作。
4防范措施
4.1加强光伏电站运行控制，完善配电网继电保护
在并网前，详细了解光伏电站发电情况，对其投入、退出以及其功率方向等进行规范、控制和掌握。并网后，当渗透率小于20%时，一般不需要调整配电网继电保护的整定值，当渗透率大于20%时，要根据短路电流的大小来调整继电保护的整定值。此外，要完善光伏电站自身的保护，配置电压、频率和过电流保护，必要时配置逆功率保护。
4.2提升电能质量
为进一步提升分布式光伏电站与低压配电网同规划效果，在并网接入过程中应选用分布式光伏电源与静止型无功补偿装置（SVC）来实现电能负荷调节。SVC能够有效消除分布式光伏电站接入后的无功功率，若无功功率波动，该装置可通过负反馈调节实现无功功率补偿，从而降低分布式光伏电站接入后各节点的电压偏差，从根本上提升低压配电网并网运行中的电能质量。除此之外，在规划设计的过程中还需要做好潮流计算，利用半步变量潮流推算法确定分布式光伏电站接入后系统的潮流波动情况，并对可能出现的潮流变向引起的各项问题进行针对性防护和处理，减少由潮流引起的低压配电网故障。
结语
光伏发电站接入配电网会改变配电网结构，导致原有配电网保护配置无法满足要求，为提高主动配电网供电的经济性及可靠性，增加分布式能源利用率，文中对电源规划方法进行了研究。通过需求相关性分组预测负荷，并基于预测结果规划分布式能源，同时充分分析线路损耗、分布式能源发电成本、储能系统运行的经济性等因素，实现储能系统各分布式电源的选址与定容，为主动配电网扩容及规划提供了理论依据和方法。
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