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摘要：本文从配电网的规划、电能质量、运行和控制与潮流分布四个维度分析了含有分布式电源的微电网并网对配电网的影响。通过介绍微电网并网时造成的三段式电流保护误动、拒动、灵敏性与选择性丧失的影响，指出了微电网中保护配置需要考虑的问题。最后对微电网保护问题进行了简单总结。
关键词：分布式发电；微电网；保护
近年来大电网投入资金多、运行维护复杂的缺点日益显现。在此背景下，分散在负荷附近并为其提供电能的的小型的发电系统问世，它是以光伏发电、风力发电、微型燃气轮机发电以及地热和潮汐发电为代表的分布式发电[1]（distributed generation，DG）技术，并得到高度关注。
与传统发电方式相比，DG具有位置灵活、清洁环保、经济节能、输配便捷的优势。然而DG也有受自然条件制约、单独供电成本高、控制困难、不可调度、电能质量差的弊端。且DG渗透率较高时，用户的供电可靠性和电能质量很难得到满足。
微电网是指将DG、储能系统、用电负荷、控制装置与保护装置结合在一起的一个小型的发配电系统。微电网技术的发展为DG的大规模系统应用提供了技术支持。通过有效降低间歇性电源DG的接入给配电网带来的不利影响，充分利用电源DG出力，增强供电可靠性，可以实现微电网的并网和孤岛运行。
1 含有DG的微电网并网对配电网的影响
含有DG的微电网并入配电网时将产生一下影响：
1.1 对配电网规划产生影响
大量DG投入电力系统将加大负荷预测的难度，也使网络拓扑结构中电源节点的增多，这都将影响配电网的一次和二次的规划；同时，微电网和配电网的公共路连接点（point of common connection，PCC）必须装设电力电子设备，规划时的设备投资将增加。
1.2 对电能质量产生影响
由于采用逆变器并网方式，微电网接入将造成谐波污染；DG出力情况受环境条件制约，功率的波动会造成电压波动与闪变、电压偏移、频率波动等问题。
1.3 对电网的运行和控制产生影响
DG接入配电网时，单个电源发电规模小且位置分散，给电网发电计划的制定带来困难；且DG属于间歇性电源，较难与负荷协调控制。
1.4 改变配电网潮流分布
微电网的并网导致传统配电网单端辐射供电的网络结构改变，某些支路出现双端电源供电甚至多端供电的情况，系统潮流也发生改变；个别DG出力情况的变化，将对系统潮流产生不确定影响。配网潮流分布改变将影响系统的电压控制，也会使继电保护配置方法和机理产生变化。
2 含有DG的微电网的保护配置分析
2.1 传统配电网保护配置方案
传统配电网中用户侧电压等级较低，通常属于中性点非有效接地系统。当单相短路故障出现，短路电流一般很小，可选用相间保护方式。
2.2 含有DG的微电网并网对三段式电流保护的影响
大量研究表明，微电网并网对配电网三段式电流保护的影响与其中DG的位置和容量，以及DG的渗透率等因素有关，其影响如下文所示。
2.2.1 导致本线路保护误动
当微电网通过PCC向配电网馈电时，发生短路故障后，微电网通过线路向故障点输送短路电流，导致故障线路电流增大，保护误动的可能性加大，停电范围扩大的概率增加。
2.2.2 导致保护灵敏度，甚至导致保护拒动
微电网通过PCC与配电网并网后，微电网的接入导致线路产生助增电流或者分流电流，从而影响使线路的故障电流的整定，进而导致线路灵敏度的相应改变，甚至导致保护拒动。
2.2.3 导致相邻线路保护误动，保护失去选择性，扩大停电范围
当微电网通过PCC向配电网馈电时，由于助增电流的存在，当本线路发生接地故障时，相邻线路流过的短路电流增大，保护可能误动，从而使停电范围扩大，保护失去选择性。
如图1所示，当在本线路的k点发生接地故障时，微电网、配电网都会给故障點k提供短路电流。由于助增电流的影响，流过保护1的故障电流较未并入微电网时会有所增加，当微电网提供的故障电流较大时，保护1动作，切除本线路和相邻线路，停电范围扩大，保护的选择性丧失。
2.3 微电网并网对自动重合闸的影响
自动重合闸（Auto reclosure，AR）可以有效避免因瞬时性故障引起的停电，提高电网的可靠性。微电网并入配电网后，瞬时性故障点持续电弧现象可能出现，造成自动重合闸失败，微电网并网对配电网自动重合闸的影响如图2所示：
如图2所示，当k点发生瞬时性故障时，保护1动作，断路器跳闸故障隔离。微电网未并网时，在AR的作用下线路很快恢复供电。微电网并入配电网后，会持续向故障点提供短路电流，干扰电弧的熄灭，甚至导致电弧重燃、持续电弧，使自动重合闸失败；微电网形成的电力孤岛与配电网一般很难保持同步，AR会导致非同期合闸的出现，产生的冲击电流和冲击电压，危害系统安全运行。
3 结论
本文从不同层面分析了微电网并网时对电流保护选择性、可靠性、速动性和灵敏性的影响。未来，微电网技术的发展将为DG的并网提供技术支撑，但始终未形成有效的可以大规模应用的保护配置配置方案，相关问题尚需进一步研究。
参考文献：
[1]丁明，王敏.分布式发电技术[J].电力自动化设备，2004，24（7）：3136.
关键词：分布式发电；微电网；保护
近年来大电网投入资金多、运行维护复杂的缺点日益显现。在此背景下，分散在负荷附近并为其提供电能的的小型的发电系统问世，它是以光伏发电、风力发电、微型燃气轮机发电以及地热和潮汐发电为代表的分布式发电[1]（distributed generation，DG）技术，并得到高度关注。
与传统发电方式相比，DG具有位置灵活、清洁环保、经济节能、输配便捷的优势。然而DG也有受自然条件制约、单独供电成本高、控制困难、不可调度、电能质量差的弊端。且DG渗透率较高时，用户的供电可靠性和电能质量很难得到满足。
微电网是指将DG、储能系统、用电负荷、控制装置与保护装置结合在一起的一个小型的发配电系统。微电网技术的发展为DG的大规模系统应用提供了技术支持。通过有效降低间歇性电源DG的接入给配电网带来的不利影响，充分利用电源DG出力，增强供电可靠性，可以实现微电网的并网和孤岛运行。
1 含有DG的微电网并网对配电网的影响
含有DG的微电网并入配电网时将产生一下影响：
1.1 对配电网规划产生影响
大量DG投入电力系统将加大负荷预测的难度，也使网络拓扑结构中电源节点的增多，这都将影响配电网的一次和二次的规划；同时，微电网和配电网的公共路连接点（point of common connection，PCC）必须装设电力电子设备，规划时的设备投资将增加。
1.2 对电能质量产生影响
由于采用逆变器并网方式，微电网接入将造成谐波污染；DG出力情况受环境条件制约，功率的波动会造成电压波动与闪变、电压偏移、频率波动等问题。
1.3 对电网的运行和控制产生影响
DG接入配电网时，单个电源发电规模小且位置分散，给电网发电计划的制定带来困难；且DG属于间歇性电源，较难与负荷协调控制。
1.4 改变配电网潮流分布
微电网的并网导致传统配电网单端辐射供电的网络结构改变，某些支路出现双端电源供电甚至多端供电的情况，系统潮流也发生改变；个别DG出力情况的变化，将对系统潮流产生不确定影响。配网潮流分布改变将影响系统的电压控制，也会使继电保护配置方法和机理产生变化。
2 含有DG的微电网的保护配置分析
2.1 传统配电网保护配置方案
传统配电网中用户侧电压等级较低，通常属于中性点非有效接地系统。当单相短路故障出现，短路电流一般很小，可选用相间保护方式。
2.2 含有DG的微电网并网对三段式电流保护的影响
大量研究表明，微电网并网对配电网三段式电流保护的影响与其中DG的位置和容量，以及DG的渗透率等因素有关，其影响如下文所示。
2.2.1 导致本线路保护误动
当微电网通过PCC向配电网馈电时，发生短路故障后，微电网通过线路向故障点输送短路电流，导致故障线路电流增大，保护误动的可能性加大，停电范围扩大的概率增加。
2.2.2 导致保护灵敏度，甚至导致保护拒动
微电网通过PCC与配电网并网后，微电网的接入导致线路产生助增电流或者分流电流，从而影响使线路的故障电流的整定，进而导致线路灵敏度的相应改变，甚至导致保护拒动。
2.2.3 导致相邻线路保护误动，保护失去选择性，扩大停电范围
当微电网通过PCC向配电网馈电时，由于助增电流的存在，当本线路发生接地故障时，相邻线路流过的短路电流增大，保护可能误动，从而使停电范围扩大，保护失去选择性。
如图1所示，当在本线路的k点发生接地故障时，微电网、配电网都会给故障點k提供短路电流。由于助增电流的影响，流过保护1的故障电流较未并入微电网时会有所增加，当微电网提供的故障电流较大时，保护1动作，切除本线路和相邻线路，停电范围扩大，保护的选择性丧失。
2.3 微电网并网对自动重合闸的影响
自动重合闸（Auto reclosure，AR）可以有效避免因瞬时性故障引起的停电，提高电网的可靠性。微电网并入配电网后，瞬时性故障点持续电弧现象可能出现，造成自动重合闸失败，微电网并网对配电网自动重合闸的影响如图2所示：
如图2所示，当k点发生瞬时性故障时，保护1动作，断路器跳闸故障隔离。微电网未并网时，在AR的作用下线路很快恢复供电。微电网并入配电网后，会持续向故障点提供短路电流，干扰电弧的熄灭，甚至导致电弧重燃、持续电弧，使自动重合闸失败；微电网形成的电力孤岛与配电网一般很难保持同步，AR会导致非同期合闸的出现，产生的冲击电流和冲击电压，危害系统安全运行。
3 结论
本文从不同层面分析了微电网并网时对电流保护选择性、可靠性、速动性和灵敏性的影响。未来，微电网技术的发展将为DG的并网提供技术支撑，但始终未形成有效的可以大规模应用的保护配置配置方案，相关问题尚需进一步研究。
参考文献：
[1]丁明，王敏.分布式发电技术[J].电力自动化设备，2004，24（7）：3136.