分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

冀曉誠(chéng)

摘要：隨著電力行業(yè)和科技水平的快速發(fā)展，分布式發(fā)電安全指數(shù)相對(duì)較高，避免了傳統(tǒng)電路故障時(shí)整片區(qū)域停電的弊端，但是給配電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行造成了不良影響。因此，在實(shí)際應(yīng)用分布式發(fā)電方式開(kāi)展電路管理工作時(shí)，需要明確意識(shí)到其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，分析其對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)產(chǎn)生的不良影響，積極研究有效解決影響的可行方式。

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電;配電網(wǎng);繼電保護(hù)

引言

電力運(yùn)行過(guò)程中，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是配電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)。它能夠自動(dòng)切斷電源，避免電路故障對(duì)整個(gè)電路系統(tǒng)造成損害。因此，繼電保護(hù)系統(tǒng)的重要性不容忽視，成為電力企業(yè)在應(yīng)用分布式發(fā)電方式時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

1分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

1.1線(xiàn)路保護(hù)問(wèn)題

饋線(xiàn)是配電網(wǎng)中的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，可以指與任意配網(wǎng)節(jié)點(diǎn)相連接的支路，可以是饋入支路，也可以是饋出支路。傳統(tǒng)的電力傳輸形式是以電力企業(yè)通過(guò)配電網(wǎng)統(tǒng)一供電的方式完成電壓的變電調(diào)節(jié)和電力傳輸工作。基于分布式發(fā)電結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)，通常分布式發(fā)電帶來(lái)的影響主要包括兩大方面。一是使得線(xiàn)路保護(hù)動(dòng)作的靈敏性大幅度下降。繼電保護(hù)是一種自動(dòng)觸發(fā)裝置，當(dāng)感應(yīng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到線(xiàn)路故障問(wèn)題時(shí)，會(huì)及時(shí)做出相應(yīng)的斷電保護(hù)反應(yīng)。而在分布式發(fā)電結(jié)構(gòu)下，反應(yīng)的時(shí)間有所增加，易出現(xiàn)安全隱患問(wèn)題。二是分布式發(fā)電形式可能會(huì)使饋線(xiàn)保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)作，即對(duì)故障情況判斷失誤，在電力系統(tǒng)正常的運(yùn)作狀態(tài)下出現(xiàn)誤跳閘情況，給用戶(hù)的日常使用造成不便。

1.2自動(dòng)重合閘問(wèn)題

自動(dòng)重合閘是配電網(wǎng)中必備的一項(xiàng)功能措施，主要指瞬時(shí)間的電壓流通過(guò)大，繼電保護(hù)自動(dòng)啟動(dòng)跳閘程序，在較短的時(shí)間內(nèi)使電路恢復(fù)連接，從而保證城市用電的安全性與穩(wěn)定性。當(dāng)電力企業(yè)決定使用分布式發(fā)電方式進(jìn)行供電工作時(shí)，會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)重合閘使用功能發(fā)生故障。這主要是因?yàn)橐坏╇娐酚捎诙虝r(shí)間內(nèi)電流及電壓過(guò)大導(dǎo)致繼電保護(hù)啟動(dòng)跳閘程序后，分布式發(fā)電狀態(tài)下電路內(nèi)部的運(yùn)行系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定情況，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘。此外，這種不穩(wěn)定狀況下還可能發(fā)生一些安全事故，如繼電保護(hù)自動(dòng)斷開(kāi)的連接可能會(huì)有一定的概率重燃，進(jìn)而完全擊穿整個(gè)絕緣體。

1.3熔斷器問(wèn)題

熔斷器也是一種斷電保護(hù)形式，目前廣泛應(yīng)用于我國(guó)配電網(wǎng)。它的工作形式主要是當(dāng)電流流通量過(guò)大導(dǎo)致內(nèi)部金屬線(xiàn)路溫度過(guò)高時(shí)，通過(guò)高溫狀態(tài)直接將線(xiàn)路熔化，從而使電路連接斷開(kāi)。熔斷的是線(xiàn)路的連接點(diǎn)，不會(huì)對(duì)接入端造成影響，因此還可以恢復(fù)使用[。而分布式發(fā)電在運(yùn)作過(guò)程中易對(duì)熔斷器的接入端造成嚴(yán)重?fù)p壞，使得電流保護(hù)效果大幅度下滑。持續(xù)高壓引發(fā)的線(xiàn)路熱量增加，易造成線(xiàn)路熔斷問(wèn)題。不僅影響電力的正常使用，還可能出現(xiàn)反向電流情況，從而造成分布式發(fā)電接入兩側(cè)出現(xiàn)故障，進(jìn)而將熔體完全熔斷。

2分布式發(fā)電對(duì)常規(guī)網(wǎng)架的影響

2.1對(duì)網(wǎng)架電壓的影響

分布式發(fā)電一旦接入常規(guī)網(wǎng)架，其首先會(huì)對(duì)系統(tǒng)電壓產(chǎn)生沖擊影響，勿論沖擊的大小，網(wǎng)架所接受到電壓波動(dòng)必將傳遞，隨著接入分布式發(fā)電源的數(shù)量增加，電壓所受到的影響會(huì)更為加劇。傳統(tǒng)網(wǎng)架的穩(wěn)壓模式和措施往往針對(duì)于短時(shí)間的操作過(guò)電壓或者自然界的雷電過(guò)電壓，對(duì)于從配網(wǎng)端逐一接入的分布式發(fā)電源對(duì)策較少，相對(duì)并不完善，容易為其他用戶(hù)帶來(lái)影響，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)架的電壓波動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，分布式發(fā)電接入對(duì)網(wǎng)架電壓的影響主要有：①接入分布式發(fā)電會(huì)對(duì)接入回路產(chǎn)生直接影響，即對(duì)線(xiàn)路的電壓分布產(chǎn)生直接影響，接入數(shù)量越多，容量即越大，產(chǎn)生的影響越難以消除;②在網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)上接入分布式發(fā)電，對(duì)整個(gè)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的用戶(hù)均會(huì)產(chǎn)生影響，且節(jié)點(diǎn)分布范圍影響難以估算;

2.2對(duì)電能質(zhì)量的影響

如前文所述，分布式發(fā)電有別于傳統(tǒng)網(wǎng)架利用煤氣、水利發(fā)電，往往利用新能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能、化學(xué)能等發(fā)電，這就涉及到大量的整流逆變技術(shù)，極易產(chǎn)生難以消除的諧波，對(duì)電能質(zhì)量影響極為惡劣，進(jìn)而影響到用戶(hù)的實(shí)際使用效果。具體來(lái)講，分布式發(fā)電對(duì)電能質(zhì)量的影響主要有：①電壓的跳變。分布式發(fā)電源的接入、退出、發(fā)電裝置的波動(dòng)等，都會(huì)對(duì)電壓產(chǎn)生影響，電壓的跳變是電能質(zhì)量下降的主要因素。②諧波污染。整流逆變技術(shù)的應(yīng)用需使用大量的電力電子設(shè)備，這是諧波的主要發(fā)生源，諧波對(duì)于電網(wǎng)的保護(hù)系統(tǒng)以及用戶(hù)的各類(lèi)電器設(shè)備均會(huì)產(chǎn)生不良影響，這也是當(dāng)前分布式發(fā)電難以大規(guī)模接入到常規(guī)網(wǎng)架的主要原因。

3含分布式電源的配電網(wǎng)繼電保護(hù)的改進(jìn)措施

分布式電源的接入使配電網(wǎng)的潮流由單向流動(dòng)變成雙向流動(dòng)，而傳統(tǒng)的三段式保護(hù)已經(jīng)不適應(yīng)配電網(wǎng)的發(fā)展需要。為了提高配網(wǎng)的可靠性和供電質(zhì)量，需要對(duì)傳統(tǒng)的繼電保護(hù)配置進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，為實(shí)際配電網(wǎng)的繼電保護(hù)及自動(dòng)化配置提供參考。1）分布式電源接入配電網(wǎng)后，原來(lái)的單輻射網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變成雙電源或者多電源網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)分布式電源容量相對(duì)較大，提供短路電流較大時(shí)，為了防止繼電保護(hù)裝置因反方向的電流而產(chǎn)生誤動(dòng)，可以考慮在保護(hù)裝置加裝方向元件。同時(shí)還要綜合考慮成本因素。2）當(dāng)分布式光伏接入后，整定時(shí)考慮其助增和分流影響，需要對(duì)分布式光伏所在饋線(xiàn)的相鄰饋線(xiàn)以及上游饋線(xiàn)保護(hù)定值進(jìn)行調(diào)整，這樣才能保證對(duì)系統(tǒng)可靠的動(dòng)作。3）分布式電源接入配網(wǎng)后，配網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)電源和分布式電源被斷路器切除后，兩側(cè)可能出現(xiàn)一個(gè)相角差，當(dāng)差值達(dá)到一定的界限后，自動(dòng)重合閘會(huì)造成強(qiáng)大的沖擊電壓或者電流，破壞重合閘的運(yùn)行狀態(tài)。

4智能化處理方式

在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)檢修工作中，通常由員工在戶(hù)外對(duì)各個(gè)線(xiàn)路進(jìn)行人工檢查工作，觀察有無(wú)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。一般的故障處理工作是在故障發(fā)生后才由員工進(jìn)行維修，這種情況下故障問(wèn)題通常不是一個(gè)故障點(diǎn)，而是整個(gè)供電區(qū)域。尤其是在分布式發(fā)電形勢(shì)下，要想解決其對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控線(xiàn)路運(yùn)行的穩(wěn)定狀態(tài)。這涉及到智能化設(shè)備的應(yīng)用，如感應(yīng)設(shè)備。在線(xiàn)路中安裝相應(yīng)的感應(yīng)器，然后將相關(guān)信號(hào)與核心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)，電力企業(yè)可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)觀察線(xiàn)路運(yùn)行是否存在異常問(wèn)題，并可以手動(dòng)采取一些斷電操作，以便在故障發(fā)生的第一時(shí)間控制故障問(wèn)題，以免故障影響到其他線(xiàn)路的正常運(yùn)行狀態(tài)。這是目前各個(gè)電力企業(yè)針對(duì)分布式發(fā)電形式的弊端應(yīng)用比較廣泛的一種解決措施，但是這項(xiàng)措施需要充分考慮電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本因素，以此確保電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

分布式發(fā)電是目前各個(gè)電力企業(yè)比較常用的一種方式，具有布設(shè)簡(jiǎn)單、操作方便以及電流傳輸迅速等特點(diǎn)，深受人們喜歡。但是，針對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)問(wèn)題，分布式發(fā)電由于自身的特殊性質(zhì)與傳統(tǒng)的供電方式不同，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)發(fā)生故障而影響線(xiàn)路運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)綜合實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析，制定科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，引進(jìn)智能控制設(shè)備，設(shè)置監(jiān)管機(jī)制，并注重于提升相關(guān)工作人員的創(chuàng)新意識(shí)，從而促進(jìn)電力傳輸?shù)陌踩c穩(wěn)定。

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