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[摘 要]分布式电源是科学技术发展之下新的发电技术，具有节能、环保等特点。将分布式电源接入到配电网继电保护中，可以提高电网运行的安全性、可靠性，并且还能够解决电网运行中消耗较多电力资源的问题，因此其应用前景十分被电网企业看好。文章就此对分布式光伏电源的配电网继电保护进行了分析，内容供相关人士参考和借鉴。
[关键词]分布式；光伏电源；配电网；继电保护
中图分类号：S688 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0241-01
前言
分布式电源（Distributed Generation，DG）的接入改变了传统配电网的结构，并给传统继电保护带来了严峻的挑战。这种情况使得供电企业针对当前分布式电源的特点和结构，结合自身配电网情况，详细分析分布式电源对配电网继电保护的影响，从而促进企业电网运行的安全、可靠，提高电力企业的经济效益。
1 分布式电源并网特点
对于不同的分布式电源，其接口并网形式通常与其容量和输出特性有关，常见的互联接口包括同步发电机、异步发电机、DC/AC或AC/AC变换器等。具体特性如表1所示。
一般来说，采用同步发电机并网的分布式电源可以分为：励磁电压恒定型与励磁电压可调型。其中励磁电压恒定型分布式电源不具有电压调节能力，其发出和吸收的无功功率与并网端电压相关，潮流变动性大且不可控，不能作为PV或PQ节点；而励磁电压可调型的分布式电源潮流计算和传统的方法基本相同，因此，在进行分析时可以作为PV节点。
异步电动机运行时需要从系统中吸收无功功率建立励磁，吸收的无功功率大小由并网端电压决定。因此，在处理以异步电动机为接口的分布式电源并网潮流计算时需要进行特殊处理。以换流器为接口的分布式电源输出特性与具体控制策略相关，因此，在处理潮流计算时，需要结合自身控制策略来进行相应的处理。
2 分布式电源对配电网短路电流的影响
分布式电源主要包括太阳能发电、风力发电、微型燃气轮机、燃料电池及蓄电池等。这些电源通常装机容量较小，可以靠近电力用户，因此可以直接用电负荷供电或根据需要向配电网输出电能。这种情况下，当系统发生故障时，分布式电源将向故障点提供短路电流，不同接入模式、不同容量的分布式电源对短路电流水平的影响也不相同。分布式电源对配电网短路电流影响如下：
第一，分布式电源接入配电网后，故障点短路电流增加。第二，分布式电源接入配电网后，系统侧的短路电流降低，因分布式电源接入配电网，对接入点的电压有助增抬升作用。第三，当故障发生在分布式电源的上游时，同一馈线上分布式电源对其与故障点之间的母线注入了相应的短路电流。第四，当故障发生在分布式电源的下游时，其同一个馈线上的上游母线注入的短路电流有所下降，而下游母线注入的短路电流则会上升。第五，随着分布式电源容量增大，分布式电源注入的短路电流也不断增大。第六，在分布式电源出力相同的前提下，中间集中方式对故障点形成的短路电流最大，其次是沿线分布和末端集中方式，影响最小的是首端集中方式。第七，逆变器型的分布式电流注入的短路电流基本上可以控制在额定电流的1.2～1.5倍；同步发电机的分布式电源提供的短路电流可达额定电流的5～8倍。
3 分布式电源对配电网继电保护的影响
3.1 对馈电线路保护的影响
3.1.1系统侧相邻馈线故障
当系统侧相邻的馈线K1点发生故障时，分布式电源会通过母线向故障点提供反向的短路电流（如图1）。由于断路器QF2、QF3的保护配置不具备识别反向故障方向的能力，当DG的容量足够大时，有可能引起QF2、QF3的保护误动作，造成分布式电源所在的正常运行线路中断供电。
3.1.2分布式电源馈线下游故障
若分布式电源DG1接在变电站附近，当下游的K1点发生故障时（如图2），必然降低断路器QF1的保护检测到的故障电流，从而降低其动作灵敏度。最坏情况下，保护可能会拒动。如果配电线路上只接有一台分布式电源DG1，当下游K2点发生故障时，此时DG1所产生的故障电流使QF2检测到的故障电流增大，其可靠性增加，从而对此种情况下DG1提供的短路电流没有限制。若DG1容量足够大，当线路CD首端K3点短路时，由于DG1对故障电流的助增作用，QF2、QF3检测到的故障电流增大，虽然其可靠性增加了，但是当QF2检测到的电流增大到动作电流时，QF2会发生误动，从而失去保护的选择性。
3.1.3分布式电源馈线上游故障
当QF2上游、系统电源下游出现故障时，即故障点在K1（如图3），需要由系统侧的电流速断保护动作切除故障，然而由QF1重合闸后加速进行重合以恢复供电。当QF1断开后，分布式电源应在重合闸运作之前跳闸或停止运行，且QF2不应跳闸。但当分布式电源没有停止运行或脱离电网的情况下，分布式电源提供的流过QF2的短路电流大于QF2保护整定值时，导致QF2保护误动，造成停电损失。
3.2 对备自投装置的影响
变电站的备自投装置大多数情况下都是以检测母线无压、进线无流作为备自投启动依据，经延时后跳开工作断路器，确认跳开进线后合上备用电源断路器，恢复对负荷的供电。当变电站低压侧母线接有带分布式电源的线路时，在系统侧发生故障或上级线路失压后，如分布式电源检孤岛策略失效，并向变电站提供电源，可能有短路电流或系统母线残压的存在，导致备自投装置的启动条件无法满足。如果备自投装置正常启动，失去与系统联系的分布式电源的电压一般较快，若在此时强行将其并入到系统中，非同期合闸将对分布式电源带来较大冲击，造成停机或设备损坏。
结束语
综上所述，分布式光伏电源在接入到配电网之后，配电网会由电电源辐射网变成多电源网络，这种情况下，一旦配电网发生故障，就会引起短路电流大小和方向的改变，进而给继电保护的正常运行带来影响。因此，电力企业需要针对自身实际电网运行状况，加强对分布式光伏电源的配电网继电保护研究，并采取有效措施，促进配电网机电保护装置有效性的提高，提高电网运行的安全、可靠。
参考文献
[1] 王婷，薛毓强，陈达.分布式电源接入的配电网继电保护研究概述[J].电气开关，2017，55（05）：14-18.
[2] 张凯翔，张肖青.分布式电源对配电网继电保护的影响分析[J].供用电，2017，34（08）：47-51.
[3] 卓玲.含分布式电源的配电网继电保护技术研究[J].能源技术与管理，2017，42（02）：178-181.
[4] 張润坤.含分布式光伏电源的配电网继电保护研究[D].南京理工大学，2017.
[关键词]分布式；光伏电源；配电网；继电保护
中图分类号：S688 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0241-01
前言
分布式电源（Distributed Generation，DG）的接入改变了传统配电网的结构，并给传统继电保护带来了严峻的挑战。这种情况使得供电企业针对当前分布式电源的特点和结构，结合自身配电网情况，详细分析分布式电源对配电网继电保护的影响，从而促进企业电网运行的安全、可靠，提高电力企业的经济效益。
1 分布式电源并网特点
对于不同的分布式电源，其接口并网形式通常与其容量和输出特性有关，常见的互联接口包括同步发电机、异步发电机、DC/AC或AC/AC变换器等。具体特性如表1所示。
一般来说，采用同步发电机并网的分布式电源可以分为：励磁电压恒定型与励磁电压可调型。其中励磁电压恒定型分布式电源不具有电压调节能力，其发出和吸收的无功功率与并网端电压相关，潮流变动性大且不可控，不能作为PV或PQ节点；而励磁电压可调型的分布式电源潮流计算和传统的方法基本相同，因此，在进行分析时可以作为PV节点。
异步电动机运行时需要从系统中吸收无功功率建立励磁，吸收的无功功率大小由并网端电压决定。因此，在处理以异步电动机为接口的分布式电源并网潮流计算时需要进行特殊处理。以换流器为接口的分布式电源输出特性与具体控制策略相关，因此，在处理潮流计算时，需要结合自身控制策略来进行相应的处理。
2 分布式电源对配电网短路电流的影响
分布式电源主要包括太阳能发电、风力发电、微型燃气轮机、燃料电池及蓄电池等。这些电源通常装机容量较小，可以靠近电力用户，因此可以直接用电负荷供电或根据需要向配电网输出电能。这种情况下，当系统发生故障时，分布式电源将向故障点提供短路电流，不同接入模式、不同容量的分布式电源对短路电流水平的影响也不相同。分布式电源对配电网短路电流影响如下：
第一，分布式电源接入配电网后，故障点短路电流增加。第二，分布式电源接入配电网后，系统侧的短路电流降低，因分布式电源接入配电网，对接入点的电压有助增抬升作用。第三，当故障发生在分布式电源的上游时，同一馈线上分布式电源对其与故障点之间的母线注入了相应的短路电流。第四，当故障发生在分布式电源的下游时，其同一个馈线上的上游母线注入的短路电流有所下降，而下游母线注入的短路电流则会上升。第五，随着分布式电源容量增大，分布式电源注入的短路电流也不断增大。第六，在分布式电源出力相同的前提下，中间集中方式对故障点形成的短路电流最大，其次是沿线分布和末端集中方式，影响最小的是首端集中方式。第七，逆变器型的分布式电流注入的短路电流基本上可以控制在额定电流的1.2～1.5倍；同步发电机的分布式电源提供的短路电流可达额定电流的5～8倍。
3 分布式电源对配电网继电保护的影响
3.1 对馈电线路保护的影响
3.1.1系统侧相邻馈线故障
当系统侧相邻的馈线K1点发生故障时，分布式电源会通过母线向故障点提供反向的短路电流（如图1）。由于断路器QF2、QF3的保护配置不具备识别反向故障方向的能力，当DG的容量足够大时，有可能引起QF2、QF3的保护误动作，造成分布式电源所在的正常运行线路中断供电。
3.1.2分布式电源馈线下游故障
若分布式电源DG1接在变电站附近，当下游的K1点发生故障时（如图2），必然降低断路器QF1的保护检测到的故障电流，从而降低其动作灵敏度。最坏情况下，保护可能会拒动。如果配电线路上只接有一台分布式电源DG1，当下游K2点发生故障时，此时DG1所产生的故障电流使QF2检测到的故障电流增大，其可靠性增加，从而对此种情况下DG1提供的短路电流没有限制。若DG1容量足够大，当线路CD首端K3点短路时，由于DG1对故障电流的助增作用，QF2、QF3检测到的故障电流增大，虽然其可靠性增加了，但是当QF2检测到的电流增大到动作电流时，QF2会发生误动，从而失去保护的选择性。
3.1.3分布式电源馈线上游故障
当QF2上游、系统电源下游出现故障时，即故障点在K1（如图3），需要由系统侧的电流速断保护动作切除故障，然而由QF1重合闸后加速进行重合以恢复供电。当QF1断开后，分布式电源应在重合闸运作之前跳闸或停止运行，且QF2不应跳闸。但当分布式电源没有停止运行或脱离电网的情况下，分布式电源提供的流过QF2的短路电流大于QF2保护整定值时，导致QF2保护误动，造成停电损失。
3.2 对备自投装置的影响
变电站的备自投装置大多数情况下都是以检测母线无压、进线无流作为备自投启动依据，经延时后跳开工作断路器，确认跳开进线后合上备用电源断路器，恢复对负荷的供电。当变电站低压侧母线接有带分布式电源的线路时，在系统侧发生故障或上级线路失压后，如分布式电源检孤岛策略失效，并向变电站提供电源，可能有短路电流或系统母线残压的存在，导致备自投装置的启动条件无法满足。如果备自投装置正常启动，失去与系统联系的分布式电源的电压一般较快，若在此时强行将其并入到系统中，非同期合闸将对分布式电源带来较大冲击，造成停机或设备损坏。
结束语
综上所述，分布式光伏电源在接入到配电网之后，配电网会由电电源辐射网变成多电源网络，这种情况下，一旦配电网发生故障，就会引起短路电流大小和方向的改变，进而给继电保护的正常运行带来影响。因此，电力企业需要针对自身实际电网运行状况，加强对分布式光伏电源的配电网继电保护研究，并采取有效措施，促进配电网机电保护装置有效性的提高，提高电网运行的安全、可靠。
参考文献
[1] 王婷，薛毓强，陈达.分布式电源接入的配电网继电保护研究概述[J].电气开关，2017，55（05）：14-18.
[2] 张凯翔，张肖青.分布式电源对配电网继电保护的影响分析[J].供用电，2017，34（08）：47-51.
[3] 卓玲.含分布式电源的配电网继电保护技术研究[J].能源技术与管理，2017，42（02）：178-181.
[4] 張润坤.含分布式光伏电源的配电网继电保护研究[D].南京理工大学，2017.