分布式发电对配电网线路保护的影响

发表时间:2021/8/13   来源:《科学与技术》2021年第11期   作者:任波 刘宝福
[导读] 经济快速发展,环境污染问题以及全球能源紧缺等问题日益严重,分布式发电是一种新型的可
       任波  刘宝福
       国网吉林省电力有限公司延边供电公司  吉林 延吉 133000

       【摘要】经济快速发展,环境污染问题以及全球能源紧缺等问题日益严重,分布式发电是一种新型的可持续发展技术,目前已经得到广泛应用。接配电网通常应用分布式单元,但配电网接入的分布式电源较多,导致配电网潮流、结构以及运行方式等均发生较大变化。继电保护中若配电网接入多个分布式电源,对配电网故障短路电流产生较大影响,具体表现在分布、大小和方向等方面。为此,在此背景下加强对分布式发电对配电网线路保护的影响与改进方法进行研究。
       【关键词】分布式发电;配电网线路保护;影响
       集中式供配电是我国配电系统的关键,配电网一个环节出现故障都会对配电网造成较大影响,这是电力安全事故发生的主要原因,这个过程中集中式配电网的应用并不能对各地区电网负荷变化进行有效观察[1]。而分布式发电是新的发电技术之一,包含的内容较多,如光伏发电、风力发电等,该技术的应用可通过在电力用户周围进行分散布置的方式将其并入配电网中给用户提供稳定电能,合理利用资源,经济效果更高。然而而这个过程中配电网原有拓扑结构发生较大改变,不单单影响线路保护,还对电能质量以及其他方面产生影响。因此,当前背景下必须对配网线路接入分布式电源后不同馈线位置给线路造成的影响进行分析,以此为基础采取有效的配网线路保护方法,这是我国配电网发展的关键。
1.分布式发电特点及优势
1.1分布式发电特点
       将分布式发电与传统供电和电源相比其在提供电能方面具有如下特点:第一,减少简单且投资少。分布式发电主要应用可再生能源(太阳能、风能等)或微型燃气轮机,无需建设大规模的变电站,更不需要建设大规模的发电厂。第二,分布式发电能源利用率较高。DG供电过程中可于供热和制冷合为一体,实现阶级利用能源的目标,有效利用能源,满足不同能源需要。第三,保护性能好,清洁能源是分布式发电主要的能源,如沼气、天然气等,最大程度避免污染大气,由此可知该系统环境相容性较好,环保压力显著减轻。第四,分布式供电更靠近用户,输配电更为简单,损耗很小,实现就近给用户供电的目标。
1.2分布式发电优势
       基于分布式发电供电时以电力负荷附近进行,电力传输过程中配网损失较少,配电工电效率显著提高。通过对比传统电力系统和分布式发电可以了解到后者优势更为明显,具体表现在在几个方面:首先,建设点在电力负荷周边,应用可再生能源,能源消耗更少,满足了当前阶段我国节能环保相关工作的需要[2-3]。其次,配电网与分布式发电合并有力地补充了配网电力,就算遇到配网故障分布式电源同样可以正常供电,供电稳定性更高。最后,安装简单方便,具有灵活的运行方式,调节时可根据电力负荷进行,调峰性能更好;装机简单,偏远地区供电问题得以解决,配网供电经济性更高。
2.分布式发电对配电网线路保护的影响
2.1分布式电源接入配电网末端合并给三段式电流保护产生的影响
       将分布式电源接入分布式电源之后系统中的分布式电源和配电网处于双电源供电状态,这时其他没有并入到的区域则是单电源供电。
       

       如图1所示,若F1这一临近分布式电源出现故障,该线路故障中的P3和P4线保护装置刽发现,且系统配电网传输电量时P1和P2正常供电。这个过程中分布式电源不会对P2产生影响,切除了线路故障。若F2出现故障,分布式电源同样不会影响P1,且可以进行自动切断。但P2处于正常供电状态,这时该区域出现电力孤岛问题,损害了用户用电设备。若F3点出现线路故障,断路由于电流是双电源供电,这时分布式电源不会对P3进行供电,但系统配电网对P3供电,可靠地切除了线路故障,但分布式电源仍给P1和P2提供电流,受到分布式电源容量大等因素影响可能存在误切P2线路的问题。若F4出现故障,有P4单独工作切除故障点是最理想的情况,但这个过程中若分布式电源容量较大,则可能误切P2,也有可能切除P3,线路保护装置判断性影响较大[4]。针对上述问题,工作人员应注意对分布式电源容量进行控制,确保合理切断相关的线路保护装置。
2.2分布式电源接入配电网给以此重合闸造成的影响
       分布式电源接入配电网后线路电源发生改变,但这个过程中主动重合装置的存在保证了供电稳定性,因此不会切除装置,发生故障时整个配电网都会受到自动重合闸的影响。
       
   
       如图2所示,若K2发生故障,一次重合闸断开线路,导致分布式电源处于电力孤岛状态,直接影响配电网电力同步,一次重合闸不具备恢复故障能力,线路中存在冲击环路问题,给分布式电源造成较大的冲击。若为永久故障,自动重合闸断开下路后由分布式电源给配电网供电,但这时重合闸重新连接电路时线路出现电流过大问题,进一步扩大了事故范围。因此,工作人员可通过将线路保护装置安装于分布式电源并入配网处,确保发生故障时可切断分布式电源[5]。
3.接入分布式电源给配电网线路保护改进方法
       改进分布式电源配电线路保护装置时可通过在线路前半段设置断路器的方式进行,保证故障发生时从两段切除故障。改进分布式配电网线路时可从原来的三段电力保护改为两段电流保护,发挥通信系统的作用进行改进。改进时要注意将两个相邻线路保护装置构成一个完整的通信单元,而后连接保护装置与单元装置的通信通道,如此一来线路保护装置就算处于闭锁状态通信模块同样可以接收到相应的信号,对其进行分析后就可以准确确定闭锁位置,避免出现相邻路线同时闭锁问题,最大程度降低线路保护装置受到干扰。
结束语
       分布式电源的接入改编了配电网保护运行环境,且这个过程中配电网原有继电保护也发生巨大改变,因此必须了解其对配电网线路保护造成的影响,以此为基础探索新的保护方案,促进配电网正常运行。
【参考文献】
[1]裴会军, 杨帆. 分布式发电对配电网线路保护影响的分析[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2016(12).
[2]刘芳, 孙宏鹏. 分布式发电对配电网线路保护的影响[J]. 科技创新与应用, 2016(002):131-132.
[3]章忠, 郑健睿, 王曜飞,等. 分布式发电对10 kV电网继电保护的影响[J]. 科技资讯, 2014, 26(26):103-103.
[4]郭凯, 杨俊虎, 周建婷. 考虑配电网影响的微电网线路保护研究[J]. 山西电力, 2013(02):4-7.
[5]李云龙. 分布式发电对配电网继电保护的影响[J]. 科研, 2015(047):214-214.
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