分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

1、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和短路電流分布產(chǎn)生深刻影響，這將對(duì)配電網(wǎng)的繼電保護(hù)產(chǎn)生必然的影響，為了能繼續(xù)保證繼電保護(hù)的正常動(dòng)作，較好的就是全新設(shè)計(jì)配電網(wǎng)保護(hù)模式。但是傳統(tǒng)的繼電保護(hù)理論已經(jīng)非常成熟，完全摒棄原有的保護(hù)系統(tǒng)變得不太符合實(shí)際，因此，研究基于傳統(tǒng)保護(hù)的繼電保護(hù)理論方法變得非常有意義。1、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配網(wǎng)繼電保護(hù)的影響光伏發(fā)電系統(tǒng)通過400V或10KV饋線接入配電系統(tǒng)，接入的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)容量與配電網(wǎng)系統(tǒng)容量比值達(dá)到一定時(shí)，當(dāng)發(fā)生故障，將會(huì)影響到配電網(wǎng)原有繼電保護(hù)裝置的正常動(dòng)作。由于光伏電源對(duì)故障電流的助增或者分流作用，它

2、將改變保護(hù)的選擇性和靈敏度，給各個(gè)保護(hù)裝置的相互配合帶來問題。以下為光伏系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的具體影響進(jìn)行分析。a.如圖1所示，當(dāng)未接入光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，在任意點(diǎn)K處故障，故障電流由系統(tǒng)電源提供，按照繼電保護(hù)原則，應(yīng)由斷路器QF2切斷故障電流；如果在饋線BC段接入PV1時(shí)，當(dāng)K處發(fā)生故障電流時(shí)，由于故障電流分別是系統(tǒng)電源和PV1提供，所以斷路器QF2、QF5都需動(dòng)作，切斷故障電流。 圖1 配電網(wǎng)示意圖b.相鄰饋線故障時(shí)，反向故障電流可能導(dǎo)致本饋線保護(hù)誤動(dòng)。如圖2所示，未接入光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，AE段任意點(diǎn)K發(fā)生故障，故障電流就由系統(tǒng)電源提供，應(yīng)由斷路器QF1動(dòng)作切斷故障電流；如果在AC段接入光伏系統(tǒng)PV

3、1、PV2時(shí)，其中斷路器QF2、QF3就會(huì)受到PV1、PV2提供的反向電流，如果接入光伏系統(tǒng)容量較大，反向電流就有可能超過保護(hù)整定值，使QF2、QF3誤動(dòng)作。 圖2 配電網(wǎng)示意圖c.光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后可能使某些配電網(wǎng)電流保護(hù)的范圍擴(kuò)縮小。如圖3所示，按照繼電保護(hù)配置的選擇性原則，在未接入光伏系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)BC段K點(diǎn)故障時(shí)，故障電流由系統(tǒng)電源提供，為此應(yīng)由斷路器QF3動(dòng)作切除故障電流，假如出現(xiàn)斷路器QF3拒動(dòng)時(shí)，由BC段的遠(yuǎn)后備保護(hù)操作斷路器QF2動(dòng)作切除故障。當(dāng)光伏系統(tǒng)電源PV1接入時(shí)，而流過斷路器QF2的故障電流卻因PV1的接入而小于未接PV1時(shí)的電流值。這將使得AB段過流保護(hù)（作為BC段的遠(yuǎn)后

4、備保護(hù)）的保護(hù)范圍減小。圖3 配電網(wǎng)示意圖d.各饋線保護(hù)靈敏性增加。在10KV母線A出口接入光伏系統(tǒng)PV1時(shí)，母線A引出的各饋線發(fā)生故障時(shí)，光伏系統(tǒng)PV1的作用相當(dāng)于增大系統(tǒng)的容量，在一定程度上增大短路電流，提高各饋線電流保護(hù)的靈敏性。圖4 配電網(wǎng)示意圖e.隨著接入光伏系統(tǒng)容量的增大，可能導(dǎo)致保護(hù)失去選擇性。如圖5所示，僅當(dāng)PV1接入配電網(wǎng)時(shí)，當(dāng)饋線CD段的出口處K發(fā)生故障時(shí)，按照繼電保護(hù)原則，應(yīng)由斷路器QF4動(dòng)作快速切除故障電流。但當(dāng)PV容量足夠大時(shí)，BC段的速斷保護(hù)范圍可能延伸到CD段。在這種情況下，BC、CD的保護(hù)感受到的故障電流都達(dá)到其各自的整定值，2個(gè)保護(hù)都動(dòng)作，繼電保護(hù)就失去了選擇

5、性。圖5 配電網(wǎng)示意圖2、現(xiàn)階段提出的主要解決方案其中主要有以下幾種：a.利用電抗器高阻抗值來限制分布式電源提供的短路電流b.采用故障限流器來解決分布式電源助增電流對(duì)保護(hù)選擇性的影響c.在DG所在線上游的兩端加裝方向元件，并借助兩端通信的方法來滿足選擇性d.將配電網(wǎng)中的分布式發(fā)電系統(tǒng)分成不同的功率帶，采用自適應(yīng)方法進(jìn)行保護(hù)相互配合e.可以采用反應(yīng)兩端電氣量比較的光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，來避免頻繁改變保護(hù)整定值，滿足繼電保護(hù)的選擇性、速動(dòng)性。以上這些解決方案都有各自的局限性，都不能系統(tǒng)的解決分布式電源對(duì)現(xiàn)有繼電保護(hù)的影響，沒有經(jīng)過系統(tǒng)的規(guī)劃，很難做到完整性。在經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有方法的歸納和總結(jié)，在這里提出本人

6、的一些建議。由上述可知，分布式電源的并網(wǎng)對(duì)配網(wǎng)繼電保護(hù)的影響是多樣性的，主要對(duì)保護(hù)的選擇性、靈敏性、范圍產(chǎn)生影響，并且并網(wǎng)點(diǎn)不同，產(chǎn)生的影響也就不同，這就加大了研究的難度，如摒棄原有保護(hù)系統(tǒng)的傳統(tǒng)性，重新設(shè)計(jì)一整套保護(hù)系統(tǒng)，在經(jīng)濟(jì)、時(shí)間上是不符合實(shí)際，所以只能另尋他法。當(dāng)某支路任意處發(fā)生故障時(shí)，同一母線下的其它支路或者本支路的分布式電源對(duì)保護(hù)都產(chǎn)生一定程度的影響，為了避免產(chǎn)生影響，可以在發(fā)生故障時(shí)，第一時(shí)間斷開分布式電源，切除影響，以犧牲分布式電源發(fā)電率為代價(jià)，保持現(xiàn)有配電網(wǎng)保護(hù)的性能，在經(jīng)濟(jì)上的損失在可接受范圍內(nèi)，待檢測(cè)符合同期并網(wǎng)條件時(shí)，再進(jìn)行并網(wǎng)。這樣無需增加其它保護(hù)設(shè)備，簡(jiǎn)單、易操作、易實(shí)現(xiàn)，避免增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，投入資金可以接受，技術(shù)上完全可以實(shí)現(xiàn)。 3、結(jié)束語光伏并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)是太陽能利用的主要形式，大規(guī)模光伏并網(wǎng)必然會(huì)對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生影響，特別是對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)，本文結(jié)合經(jīng)典配電模型對(duì)光伏系統(tǒng)接入電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的影響進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)的建議。參考文獻(xiàn)1石振剛，王曉蔚，趙書強(qiáng).并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)線路保護(hù)的影響【J】.華東電力，2010.2吳罡，分布式發(fā)電采用故障限流器對(duì)繼電保護(hù)性能的影響【D】.東南大學(xué)碩士論文，2007.3楊貴恒，強(qiáng)生澤，張穎超，鄭勇.太陽