张晓慧

摘要：分布式发电（DG）主要指分散式、模块化、发电功率不大（一般30～50MW）的发电单元。分布式发电清洁无污染，且点多面广，能有效缓解能源危机，也可作为集中式大电网的有效补充（大电网故障时，分布式电源继续工作，可减少停电范围）。但分布式电源的接入，将改变配电网的传统单源辐射状结构，进而改变短路时的潮流参数，最终影响继电保护的正确动作。因此，推广分布式电源，首先就要研究其对配网保护的影响程度。

关键词：分布式电源;继电保护;影响

一、配电网继电保护配置现状

我国配网的拓扑结构主要分树状、放射状、环网状3类，但就实际运行来说，这3类均可归结为单源型（环网的分段开关是断开的）。适合单源型的保护配置因无需判断方向，一般都较为简单。

（1）三段式保护。即无时限电流速断保护（Ⅰ段）、限时电流速断保护（Ⅱ段）、定时限过电流保护（Ⅲ段）。这3类保护中，Ⅰ段保护按躲过本线末端最大短路电流整定，无延时动作，不能保护全线;Ⅱ段保护按躲过相邻线路Ⅰ段保护定值整定，有延时，能保护全线且延伸到下一级线路的一部分;Ⅲ段保护按躲开本线最大负载电流整定，动作时限遵循“阶梯”原则（即比下一级线路的Ⅲ段保护多一个Δt）。

现阶段，Ⅰ段和Ⅱ段一般作为馈线主保护（大多情况下只选Ⅱ段保护），Ⅲ段一般作为本线近后备以及下一级线路的远后备保护。

（2）反时限保护。即動作时限与短路电流大小成反比的一种保护。在这种保护方式下，故障点距离保护安装处的远近决定了保护动作的特性。

（3）自动重合闸。对于全架空线路或电缆占比较小的混合线路，一般要投自动重合闸（断路器跳开后1.5～3s启动重合），以确保线路以较大概率躲过瞬时性故障的影响。

二、分布式发电对三段式保护的影响

2.1 DG接入馈线中间的情形

构建如图1所示含DG的配网结构。首先对DG1接入系统的情形（将DG2忽略）进行探讨。

（1）若DG1下游处有故障。当f2点短路，电源ES和DG1均对故障点“贡献”短路电流，这样会造成流经保护P1的短路电流较DG1未接入时要小（DG1起到了分流作用），使P1的动作能力降低，甚至拒动。另一方面，保护P2检测到的故障电流比DG1未接入时要大，也就是P2的保护范围会增大，有可能出现误动。

（2）若DG1上游处有故障。当f1点短路，若DG1容量较小，则流经P1的故障电流几乎不受影响，P1应该能可靠动作，但DG1会使故障点电弧复燃，影响重合成功;若DG1容量超过一定阈值，则因其提供的是反向故障电流，势必“中和”一部分ES提供的短路电流。从保护检测角度看，P1感受到的故障电流会减弱，从而出现保护拒动。

（3）若相邻馈线故障。当f3点短路，ES和DG1将共同作用于故障点，使得流经P4的电流增加，即扩大了其保护范围。另外，保护P1处必然感受到DG1提供的反向故障电流，但因其不具备方向判断能力，故存在误动的可能。

2.2 DG接入馈线末端的情形

如图1所示，当只考虑DG2时，情形如下：

（1）若f1点短路，P2必承受DG2提供的反向故障电流，只要这个电流够大，P2即会动作（误动）。而P1受影响的程度视DG2容量大小而定，DG2容量超过阈值，P1会拒动，反之则正常动作。

（2）若f2点短路，P3必承受DG2提供的反向故障电流，存在误动可能。P1、P2受影响的程度则和DG2容量大小有关。

（3）若f3点短路，P1～P3均会因DG2的反向故障电流而启动，至于是否动作则与DG2容量有关。P4则承受ES和DG2的共同作用，保护灵敏度有所增加，但由此会导致其瞬时速断保护与限时速断保护的重合，使保护缺少选择性。

三、分布式发电对反时限保护的影响

3.1DG接入馈线中间的情形

构建如图2所示的网络。首先对DG1接入系统的情形（将DG2忽略）进行探讨。

（1）当P1～P2区段有短路，流过P1的故障电流比DG1并入前要小。根据反时限保护的特点，P1的动作延时会增加，不利于故障快切。但一般反时限保护的裕度较大（相较于分布式发电的容量来说），P1不至于因其拒动。P2检测到反向故障电流，可能会误动。

（2）当P2～P3区段有短路，P3不可能检测到短路电流，因此不受影响;流经P1、P2的电流会较DG1接入前偏小，但由于反时限过流保护的裕度大，因此能可靠动作，只是动作时点偏长。

（3）当P3以下有短路，P3不但感受到系统S提供的故障电流，还感受到DG1提供的短路电流，因此其灵敏度将上升，比正常情况下更加快速地切除故障。

3.2DG接入馈线末端的情形

如图2所示，当只考虑DG2时，情形如下：

（1）当P1～P2区段有短路，P1检测到的故障电流基本为系统侧电源提供（虽然理论上DG2提供反向电流，但因距离远几乎为0），因此其保护动作不受影响。P2、P3必然启动，但是否动作取决于DG2容量。

（2）当P2～P3区段有短路，虽然DG2的反向短路电流会减弱系统侧电源提供的经过P1、P2的短路电流，但因反时限裕度大，可认为P1、P2的动作特性不受影响，P2能可靠动作。

（3）当P3以下区段有短路，P1～P3的短路电流基本由S确定，虽然灵敏度下降，但一般在允许范围之内，保护能快切故障。

四、分布式发电对自动重合闸的影响

（1）故障点自行熄弧的条件被破坏。DG引入情况下配网发生故障，即使馈线保护动作跳开系统侧电源，但若DG未与系统解列，则其会不断向故障点“贡献”电流，使瞬时性故障发展为永久性故障，导致重合失败。

（2）非同期合闸。馈线断路器跳闸至自动重合闸动作的这个时间段内，若电力孤岛存在，则其因不受系统约束而可能与系统电源产生一定的相角差，这也会导致重合失败。

五、结语

根据大量理论分析可知，分布式发电接入配网是存在一定消极作用的，特别表现在对原继电保护和自动装置的影响上。但这种影响不是不可克服的，只要认真分析，利用继电保护的原理，通过修改定值、限制DG容量、增加保护措施等方法，就能使DG和配网和谐共处。

[参考文献]

[1]曹泽兴.分布式电源对配网继电保护的影响[J].电源技术，2013（3）

[2]陆飚.探究分布式发电对配电网继电保护的影响[J].通讯世界，2013（9）