刘星

【摘要】：配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无常补偿器及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要的分配作用。而分布式电源是用于满足电力系统和用户特定的要求。如调峰、为边远用户或商业区供电，节省变电投资，提供供电可能性等等，另外，分布式电源是建立在自控系统、先进的材料技术，灵活的制造工艺等新技术的基础上，具有低污染、灵活方便，高可靠和高效率的新型技术手段。所以在配电网中加入分布式电源的使用也是电力网的需要。因此，对含分布式电源的配电网保护技术研究非常重要。

【关键词】：含分布式电源；配电网保护技术；影响；技术策略

1、导言

近年来，随着DG接入配电网，其对电网结构、潮流、故障特征等产生了深远影响。配电网故障时短路电流大小及分布均有变化，变化的程度与DG的容量、接入位置等因素直接相关；网络各处保护所受影响也不尽相同，导致现有配电网保护无法准确判断故障的位置而出现拒动、误动现象。本文通过研究近几年有关分布式发电的文献资料和科研成果，对含分布式电源的各种配电网保护方案进行归类与分析，展望了其今后的发展方向。

2、含分布式电源对配电网保护技术的影响

2.1对重合闸的影响

目前，自动重合闸已被广泛使用，可能会使含DG的配电网在故障时出现以下几种现象：配网处于孤岛运行状态，部分负荷由DG供电，此时若自动重合闸动作，则会导致重合闸失败；DG在馈线断路器跳闸后持续供电，故障点电弧无法熄灭，导致自动重合闸失败。当瞬时性故障发生时，自动重合闸能够迅速恢复供电，但是当DG接入配网后，相应的配电线路会变成双侧电源供电，重合闸的动作需要考虑到两侧保护的时间配合问题与两侧电源的同步问题。

2.2计及保护影响限制DG准入容量

接入配电网DG容量越大，故障时DG对配网保护动作正确性产生的影响也越大，从限制DG对配网保护影响出发，可合理分析计算DG的准入容量。可通过PSCAD仿真软件，根据配电网电流保护定值，求取出网络各处DG的准入容量，在准入容量以内，可以避免因DG接入造成保护误动。分析了DG对配网保护的影响，并结合电网实际，提出了DG准入容量计算的约束条件。限制DG准入容量，虽然配网保护无需任何改动，但电网消纳DG的能力有限。

2.3对短路电流的影响

当DG并网运行时，即便潮流方向不变，在短路时短路电流值都会受到影响，流过保护的短路电流值会发生变化，并且这种变化是不定向的，无法预测，随着故障位置和DG的运行状态不同，流经保护处的故障电流值会增大或减小。这些故障电流值的具体变化情况随配电网中DG种类和接入数量的增加而变得更加的复杂。如配电网仍采用原有保护配置方案，从保护可靠性的角度考虑，DG的接入点、接入数量和准入容量等都会受到很大的限制。

3、含分布式电源的配电网保护技术策略

3.1采用距离保护

距离保护的测量量是保护安装处母线电压与线路电流之比，反映测量阻抗的降低而动作。正常时，距离保护测量的是负荷阻抗；故障时反映的是保护安装处到故障点的阻抗，其大小只与保护安装处到故障点距离相关。距离保护具有方向性、保护范围稳定、灵敏度高、不受运行方式变化影响等特点，比较适合作为含DG的配电网保护。并通过仿真分析表明，DG的接入位置对测量阻抗产生了一定影响，距离保护安装在DG上游时，DG的分流作用会使保护范围有所减小；距离保护安装在DG下游时，不影响距离保护的正确动作。对于长短线配合系统，距离保护可能失去选择性，但随着DG容量增加，此影响呈较小趋势甚至消失。

3.2运用合理的计算方法对分布式电源在配电网中进行规划

一切的对于分布式电源使用的规划都离不开合理的计算方法的支持。在进行分布式电源的规划中应该合理的采用遗传算法。在遗传算法的使用上，要注重对曾经的数据经验进行有效的应用，通过学习之前的经验，提出各种的问题方案，再根据问题提出相对应的解决方案，最终才能在规划的过程中找到最优的解决方案。另外还要合理的使用模拟计算法。在进行模拟计算法的使用上，要通过预设一个分布式电源在配电网规划中出现的问题，并通过在现实生活中一次次的进行有效的一对一的实验，最终得到整个问题的最全的解决方案。但是这种算法的使用也是存在着诸多的弊端的，因为它具有实脱离际，随意模拟现象的出现，所以应该配合着遗传算法上的使用。最后要合理的进行粒子群算法的使用。粒子群算法，就是在众多的粒子中寻找到最优的粒子进行发展，已达到通过一个粒子来影响全局的作用。在进行粒子群的计算上，可以明确的算出在进行分布式电源的规划中所要使用的费用，最后通过对比，选择出最有利最经济的规划方案。

3.3基于相邻电流保护间通信的三段式电流保护技术改造方案

将相邻线路保护作为一个保护单元，利用后级线路方向性电流保护闭锁前级三段式方向电流保护。该方案逻辑简单，新增辅助设备少；本线内故障全线速动切除，避免了DG投退造成保护定值频繁改动；通过本侧保护联跳对侧断路器，线路对侧无需安装保护装置，简化了保护配置。在实际应用中，通信设备的可靠性对保护的影响至关重要，需要设计通信系统冗措施确保保护动作正确性；需要考虑运行方式变化对该保护方案带来的不利影响并加以改进。

3.4做好自适应保护

自适应保护的思想是尽可能地让保护适应电力系统的变化，改善保护的性能。自适应保护的方法主要是存储基准信息，对线路的各个电气量实时采样计算，然后将两者比较，根据结果来确定故障范围和对此故障应该采取的保护方案。但是该方法需要对每个点进行信息采集，而配电网络的覆盖面广，运行维护较困难。明确自适应保护方法，可用计算机对电网的运行状况进行实时监控，依据系统运行方式的变化，使保护装置的定值能够进行动态调整。

4、结论

综上，对分布式发电继电保护技术的研究工作虽取得了一定的成果，但多数研究成果局限于理论研究，普遍缺乏工程实践。为适应分布式发电的发展，应着重开展以下几个方面的研究工作：可从实际工程应用的角度出发，强化理论成果的可移植性；加强高渗透率情况下的配电网保护技术的研究，提高电网对DG的消纳能力；将广域网保护与配电自动化系统有机结合，实现硬件资源与数据共享，随着配电网自动化建设的不断深入，广泛采集配电网实时运行参数，以逐步实现远方控制配电网开关设备。

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