分布式电源接入对配电网继电保护的影响及对策的研究

分布式电源接入对配电网继电保护的影响及对策的研究

(国网福建省电力有限公司福州供电公司福建福州350009)

摘要:分布式电源具有灵活性、环保性、经济性、就地平衡等多种特点,具有良好的市场前景。分布式电源接入配电网之后改变了电网内的电源分布,使原有用户侧的无源网络转变为有源网络,因此会对电网的继电保护方面会产生明显冲击,这种冲击会影响原有电网的继电保护设置以及相关设备配置。为了消纳分布式电源使其进一步推动电网发展,电网公司需采取一系列措施以适应分布式电源的接入。经过分析得出分布式电源的接入会对下游接口的保护产生很大的影响,本文会通过一些仿真的结构来证明识别保护区内部外部故障,就减少对电流保护的影响,尤其是要减少分布式电源的接入。我们通过仿真实验验证了距离保护来弥补电流保护的不足,准确的识别保护区的故障,且活动的计算精准度较高,尽量的消除保护的影响。

关键词:分布式电源保护配电网

当前的现代化社会出现的环境危机主要体现在能源危机和生态环境问题,将国内外发达国家中,将能源结构调整,把分布电源视为重要的能源之一。分布式电源是一种非常具有发展前景的环保型多利用能源技术,分布式电源在发电的过程中无污染,是可再生能源的一种,与传统发电过程不同的是传统发电过程产生温室气体,对环境造成污染,通过燃烧不可再生资源来获取发电功能。在用户居住附近建设分布式发电装置,可一定程度实现发电负荷就地平衡,降低由于远距离运输产生的损耗,提升了电网运行经济性。传统的电力运输是通过的高压输电线路、变电设备将集中大型的发电设备生产的电能量经过远距离传输和分配,逐步送到用户家中,一旦有某个环节出现问题就会影响整个系统的运输电力的功能。由此可见,在工业发展的进程当中,分布式电源系统发展的前景是客观有效的。

一、现阶段存在的问题以及解决方案

我国现有资源状况分布不均匀,我国土地辽阔但资源总量丰富,但是人口众多,所以人均总量较少,近年工业发展为了经济发展而导致的环境污染,但大部分工业都是高能耗产业,污染环境状况严重,为了改变目前状况,需加强新能源、清洁能源的研发。为了提高电力系统的性能要建设一批新型分布式发电机组,以作为大电网运行的辅助,为电网提供补充,与此同时满足了国家新提出的可持续发展要求,在提高经济效益的同时也保护了环境。

分布式电源在接入电网后对电网造成的影响具有不确定性,而传统的配电网是为网络基础而设计,在分布式电源接入后配电网的电源结构从本质上发生了变化。在配电网发生故障时,除了系统侧大电网向故障点提供部分故障电流以外,分布式电源也对故障区域提供故障电流,故障电流分布情况较传统电网发生了根本改变,具有“双侧电源”的特点,影响配电网的正常运行、故障切除和恢复供电。

二、分布式电源目前存在的缺陷

配电网的保护拒动是不同的,保护拒动是由分布式电源引起的现象。分布式电源提供的故障电流将会影响在上部分保护的电流检测值而在线路再发生故障的情况下,如果下游保护拒动,那么在上游保护的分流作用就不能够解决当前问题,造成不必要的麻烦。

继电保护的错误运行也可能是复杂的分布式电源接入而引起的配电网故障。增加下半部分错误运行的保护是电流值下降引起的。

配电网的故障电流在水平方向发生不同变化。分布式电流可以增大故障电流也可以减少故障电流,在分布式电流的系统容量较大时必须要保护装置来应对故障电流的大幅度变化,对电流造成影响。

分布式电源保护方案:为了满足接入要求,线路保护进行跟进,采用更加高级的保护来改变原有的传统继电保护准确性,与此同时也是继电保护效率得到提高。由于当前智能化系统迅速发展,将智能化系统引进分布式电源系统,提高保护系统的有效性为进一步发展提供有力基础。

分布式电源运行方式:并网运行、备用运行和独立运行。

独立运行在偏远地区的连接成本较高,分布式运行电源可以作为独立的电源,为用户供电,但成本较高,电压和频率的稳定性较差,电能质量方面也存在一定问题,不适宜大范围应用。

大型电厂一般远离城市,只能以单一的电能方式来满足用户需求,而对于用户来说不仅需要电能,还需要其他形式能量,比如说供暖系统,制冷制热等介质不适宜长时间远距离的运输,而中央电网不能满足热能需求,但分布式电能就设立在用户附近,改变了传统的远距离运输方式,可根据需求灵活的运用,提高利用效率。

备用电源的重要负荷部分是备用运行,在发生特殊情况时适用于机关单位等重要用户的用电供应,考虑到可靠性等,分布式电源会受到外界因素影响,接入电力网络实现电力供应。

如果正确利用分布式电源,在用户端能够得到合理利用,可以达到节能减排、保护环境的目的,从而提高能源利用的效率,而分布式电源是集供电形式将分部能源集中起来的有效补充,是一种高效有益的节能能源。对于普通供电电源的来说,分布式电源建设的周期短,节约大量的建设资金和劳动力,而大型电厂的建设相比来说复杂,容易出建设性问题,分布式电源实现建设周期短、建设费用较低、节能减排等优点,在信息发展较快、需求量较大的人口密集型但人口部分布不均的国家来说是一个值得长期发展的项目。

参考文献:

[1]田权.分布式电源对配电网继电保护的影响及对策研究[D].导师:王晓文;崔耀斌.沈阳工程学院,2017.

[2]吕华.分布式电源对配电网保护影响研究及改进[D].导师:尹忠东;黄武浩.华北电力大学,2014.

[3]刘海龙.分布式发电对配电系统继电保护的影响与对策研究[D].导师:胡翔勇;李咸善.三峡大学,2012.

[4]汪莹.含分布式电源的配电网继电保护研究[D].导师:秦立军.华北电力大学,2012.

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