分布式发电系统对配电网继电保护的影响研究报告.doc

随着集中式供电的一些问题的出现，分布式发电是一种新兴的发电技术，近年来获得飞速发展。本文介绍了分布式发电系统的接入对配电网的继电保护造成影响。分析了分布式发电对馈线的两段式保护和自动重合闸以及分支线的熔断器保护产生的各种可能影响，对分布式发电的广泛推广具有一定的意义。　　关键词：分布式发电；电力系统；继电保护　　0引言　　分布式发电(DistriutedGenemtion，简称DG)技术是一种新兴的发电技术。它是指为了满足一些特殊用户的需求，支持原有配电网的经济运行而设计和安装的在用户处或者其附近的小型发电机组（容量一般小于30MW)[1]。分布式发电按照所使用的技术不同，可分为：小水电、风力发电、光伏发电、燃料电池发电和燃气轮机发电等等。分布式发电在减少环境污染、降低终端用户的费用等方面具有明显的优势，同时又具有灵活性、高效性和能源来源多样化等优点，因此，随着分布式发电技术的深入研究和设备成本的逐渐降低。其在电力系统中的应用逐渐增加。　　分布式发电并网运行是其发展的趋势，由于其容量较小，一般是通过配电网接入电力系统。分布式电源接入配电网之后。将深刻影响配电网络的结构以及配电网中的短路电流大小、流向及分布，必然给电力系统的运行和调度带来了一系列问题[2-5]。配电网的继电保护装置是保证电力系统安全、稳定和可靠运行的重要设备，不可避免的要受到分布式发电并网的影响[3]。　　1配电网的特点和保护的配置　　配电网的拓扑结构类型比较多，主要包括放射式接线、树干式接线和环网式接线，其形式主要取决于对供电可靠性的要求，我国城乡大多数的配电系统采用放射式结构。因为这种结构具有接线可靠、保护整定及扩充容易等优点。放射式配电网结构简单并且由单侧电源供电。我国配电网的继电保护是以此为基础设计和配置的。　　目前，我国的中低压配电网大都是单侧电源、放射式配电网络。配电网的继电保护相对于高压大电网的继电保护而言，属于简单保护。在配电网中常用的继电保护有电流保护、电压保护、过电流保护和距离保护等。由于放射式的配电网的潮流是单向流动的，且考虑80％～90％的故障都是瞬时性故障，所以为了简化保护配置，传统配电网的典型保护设计方案通常是主馈线断路器采用电流速断保护和过电流保护组成的两段式保护。并配置三相一次重合闸(前加速)装置，其中电流速断保护按照线路末端故障有灵敏度的方法整定，不能保护线路全长；过电流保护不仅可以保护本线路的全长。而且可以保护相邻线路的全长，可以起到远后备保护的作用；而对分支线路则采用高压熔断器保护[5]。　　2分布式发电对主馈线保护的影响　　2．1对两段式电流保护的影晌　　在配电网中接入分布式发电，当故障发生时，配电网中的故障电流的大小和分布明显与不接分布式电源时不同，这将影响配电网原有继电保护装置的正常运行。含分布式电源的配电网在故障发生时，由于分布式电源对电流的助增或者分流作用，流过保护装置的故障电流可能增大也可能减小[6]。它将改变保护的保护范围和灵敏度，给各个保护装置的相互配合带来问题。　　假设分布式发电接入的是l0kV配电网络，并且将10kV变电站以上的电网等值为一个电压源，根据此假设条件来分析分布式发电对配电网继电保护的影响。分布式发电引入10kV配电网，将使配电网从传统的单侧电源网络变成双侧电源甚至是多侧电源网络，从而改变故障电流的大小、持续时间及其电流方向。结合图l所示的典型配电网进行分析。　　　　图1典型配电网络结构　　分布式发电对配电网主馈线的两段式电流保护的影响主要表现在以下几个方面：　　1)导致本馈线保护误动作。如图1所示，如果在馈线的CD段接入DG1，此时馈线将被分成两段，其中母线A与DG1之间为双侧电源供电，而DGl下游部分为单侧电源供电。当BC段任意点k1发生故障时，保护R3将感受到由DG1流至k点的反向故障电流。由于保护R3没有判断电流方向的元件，若DG1容量足够大时，反向故障电流将可能超过尺，处的电流速断保护的整定值。此时CD段的保护R3就会误动作。而对于保护R1、R2而言，其故障电流仅由系统侧电源提供，这和不接DGl时的情况一样，其动作不受DGl接入的影响。　　2)本馈线部分保护灵敏度降低甚至拒动，而部分保护灵敏度增加。如图l所示，如果DGl未接入而在BC段接入DG2，此时若在k2发生故障，按照继电保护的选择性原则应由R2动作切除故障。故障点k2的故障电流由系统侧电源和DG2共同提供，大于接入DG2前的故障电流，而保护R2仅仅感受到从系统侧流过来的故障电流，同时由于DG2的分流作用使得R2感受到的故障电流减小，这将影响保护R2的灵敏性严重时R2甚至拒绝动作。如果是k3点发生故障，则R3感受到的故障电流和故障点k3的故障电流相等，都是由系统侧电源和DG2共同提供，这个电流比D