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含分布式电源的配电网自动重合闸配置方法及协调策略浅析

2020-05-19朱燕妮曹津铭

科学与信息化 2020年6期
关键词:分布式电源

朱燕妮?曹津铭

摘 要 本文对分布式电源(Distributed Generation, DG)接入对重合闸造成的影响进行了相关研究。在配电网发生故障时,重合闸对故障线路进行重合,使得线路恢复供电,降低损失。含DG的接入使得流过各保护处的故障电流发生变化,也就会对安装在各保护处的自动重合闸装置造成一定的影响,严重情况下,甚至会使自动装置失去作用。为此,本文提出了一种适应DG接入的重合闸配置方案,最大程度上减小DG接入的影响。

关键词 分布式电源;重合闸;配置方案

引言

根据电力系统实际运行资料统计,重合闸的成功率一般在60%-90%之间[1]。因此,当线路上发生瞬时性故障时,自动重合闸能有效提高供电安全性和可靠性,减少停电损失。若为永久性故障,则保护再次动作跳开故障线路,重合闸不再动作。但是,配电网中广泛采用的自动重合闸装置,在合闸之前并不能判断故障性质,只是简单的经过固定的延时将断路器重合,这种简单的重合原理有盲目性。显然,对于瞬时性故障,重合闸可重合成功,对于永久性的故障,此时重合闸不可能成功。当断路器重合失败时,将对系统和设备产生的危害有:①线路在短时间内承受两次故障电流,破坏了系统运行的稳定性;②对于断路器来说,要连续切断两次短路电流,会降低断路器的寿命和开断能力。

1含逆变型分布式电源的配电网重合闸方案

分布式电源DG(Distributed Generation)的大量接入,单端供电网络将逐渐变为双端供电系统或多端供电系统,配电网的潮流方向和电压分布等发生改变,这一变化对系统的保护及整定工作带来了诸多问题:①DG影响了自动重合闸和保护之间的配合;②DG单元可能带来非同期重合闸和故障电弧的重燃;③反孤岛与自动重合闸的关系;④DG的介入影响了馈线自动装置之间的配合[2]。同时,还要考虑两侧电源同步问题,因为非同期重合闸会产生冲击电流,在此冲击电流的影响下,线路保护可能发生误动作,从而使重合闸失去迅速恢复瞬时故障的能力。因此,一般通过“检无压”闭合系统侧开关,通过“检同期”来闭合DG侧开关。

根据国家标准《分布式电源并网技术要求(GB/T 33593-2017)》,逆变型分布式电源(inverter-interfaced distributed generation, IIDG)并网点电压跌落至20%标称电压时,IIDG应保证不脱网连续运行625ms。IIDG并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到标称电压的90%时,IIDG应保证不脱网连续运行。IIDG按其接入的电压等级0.38kV、10~35kV、110kV可分为小型、中型、大型电站。

1.1 35kV以下线路重合闸配置

35kV以下线路重合闸装置通常配置在变电站出口断路器处,且采用重合闸前加速与三段式电流保护配合。线路发生故障时,系统侧断路器保护加速跳闸,但由于IIDG的低电压穿越功能使得IIDG可能仍然向故障点提供电流,这将不利于故障点电弧熄灭。同时,即使强行合闸,非同期合闸造成的冲击电流可能致使断路器再次跳开,馈线自动化的动作逻辑被破坏,故障隔离失败。

由于中小型IIDG一般都不允许孤岛运行,其具备快速检测孤岛且立即断开与电网连接的能力,防孤岛保护动作时间不大于2s。因此,IIDG的防孤岛保护应与配电网侧线路重合闸和安全自动装置动作时间相配合。因此,35kV以以下线路在IIDG接入后,重合闸整定需要采取如下改进措施:

(1)适当延长变电站出口断路器的重合闸动作时间,使得重合闸动作时间与断路器动作时间之和大于IIDG的反孤岛保护的动作时间,以保证断路器重合时IIDG已从系统切除;

(2)IIDG配置类似远方跳闸式保护与变电站出线断路器配合,当变电站出线断路器跳闸时,通过远动通道传输跳闸命令使馈线上的分布式电源全部从电网脱离,保证在重合闸之前IIDG可靠脱网。

1.2 110kV线路重合闸配置

双电源110kV线路重合闸配置原则一般在大电源侧采用无压检定方式重合闸,小电源侧采用同步检定方式重合闸。大型IIDG接入110kV电网时,对电网线路的重合闸配置无显著影响,但对于并网线路的重合闸配置需要单独考虑。

根据是否允许孤岛运行,该并网线路不能简单套用前述重合闸配置原则。并网线路发生瞬时性故障,两侧断路器跳开后,系统侧断路器满足无压检定条件重合成功,但IIDG侧如果不允许孤岛运行,则无法满足同期检定条件,重合失败。因此,110kV并网线路的重合闸配置需要采取如下调整:

(1)如果IIDG不允许孤岛运行,IIDG侧断路器重合闸需要在投入同期检定的同时,并联线路有压母线无压检定方式运行;

(2)如果IIDG允许孤岛运行,则按一般双电源110kV线路重合闸配置原则,并设置解列点。

2本章小结

DG接入对于重合闸的动作影响主要体现在:即使断路器能够可靠分闸,但CB分闸后再重合时,DG仍并网运行,将导致非同期合闸,造成的冲击电流可能致使CB再次跳开,自动化开关动作逻辑被破坏,故障隔离失败。对于就地型馈线自动化而言,DG接入的影响还体现在由于出口断路器重合闸延时时间不足,导致重合时分布式电源没有及时脱网,从而对就地型馈线自动化的动作逻辑产生影响。

参考文献

[1] 曾照新.配电网馈线自动化技术研究[D].长沙:湖南大学,2013.

[2] 林霞,时永,李强,等.基于DG接入的配网自动化系统保护策略的研究[J].电力系统保护与控制,2016,44(13):137-144.

作者簡介

朱燕妮(1995-),江苏镇江;学历:本科,现就职单位:国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司,研究方向:电力系统继电保护。

曹津铭(1995-),江苏东台;学历:本科,现就职单位:国网江苏省电力有限公司镇江东台分公司,研究方向:配电自动化。

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