分布式发电对配电网继电保护的影响王成成

王成成顾春晖

（国网江苏省电力有限公司射阳县供电分公司江苏省盐城市224300）

摘要：随着分布式发电的高效与环保，使其逐渐得到快速发展，可再生能源的利用成为全球发展的共识，作为新兴发展中国家，我们担负着新能源利用的重大责任。本文分析了分布式发电对配电网继电保护的影响。

关键词：分布式发电；配电网；影响

1分布式发电的概念

分布式发电简称为DG，指的是在使用人员现场或比较接近用电场所的位置放置小型的发电机组（发电机组的功率小于3×107W）用来保证某些特殊用户的要求，对配电网系统的经济运转起着支持的作用。这些较小的发电机组主要由燃料电池、小型的光伏发电设备、小型的风力发电设备构成，或使用燃气轮机同燃料电池共同组合。由于其设备距离用户的位置比较近，从而就增强了其使用的可靠性及供电的稳定性，提高了供电质量，保证了用户供电安全。

2分布式发电的优点

分布式发电系统的优点在于它包含了当地较为容易获取的可再生能源和石化类燃料，提高了能源的利用效率。

①在分布式发电系统中的发电站都是独立的，用户可以进行单独操作，因此，不会出现大范围的停电情况，稳定性能可靠；

②当出现意外时可以继续保持供电，为电路提供补充，对大范围电网的安全有着较好的弥补作用；

③对供电范围内的供电质量及性能进行监管，为环保工作减轻负担；

④损耗较低，不需要建设配电站，进而降低供电成本，减少资金投入；

⑤可以良好的适应各种特殊需求，操作方便、快捷，有助于全自动化的实施与推行。

3分布式发电的主要类型

3.1光伏电池发电技术

太阳能光伏电池发电技术实质上是通过半导体材料产生的光电效应，将太阳能直接转化为电能。太阳能光伏电池发电技术具有多种优点，包括无污染、不耗材、安全稳定、规模灵活、维护方便等。目前，大多数太阳能电池采用的都是半导体器件，通过光伏效应将太阳能转化成为电能，但是，实际应用中的光伏电池转换效率较低，发电效率仅能达到6～19%。2、风力发电技术

风力发电技术实质上是将风能转换为电能进行发电的技术，同时也是一种清洁能源，风力发电技术的输出功率是根据风能决定的，它是目前电力新能源开发中规模较大、技术较成熟的发电方式，具有一定的商业发展价值，发电效率能达到25%左右。

3.2燃料电池发电技术

燃料电池发电技术与传统火力发电技术是截然不同的，燃料电池发电技术的燃料是不需要经过燃烧，而是燃料在催化剂的作用下与相应的氧化剂结合产生化学反应进行发电，其实质是利用化学能进行发电。燃料的种类也是多种多样的，虽然燃料电池在发电过程中会造成热能损失，但相关实验证明，燃料电池发电技术在室温条件下的转化效率能够达到40～85%左右。

4分布式电源对配电网继电保护影响

4.1对配电网电压波动的影响

在传统配电网中，有功和无功负荷随时间的变化会引起系统电压波动。沿线路末端方向，电压波动越大。若负荷都集中在配电系统的末端附近，电压的波动将更严重。分布式电源接入配电网后，主要以下面两种方式对系统电压造成影响：（1）分布式电源与当地的负荷协调运行，即分布式电源的输出量随负荷的变化相应地变化（增加或减小），此时分布式电源将抑制系统电压的波动。（2）分布式电源不能与当地的负荷协调运行。分布式发电功率随机变化、分布式发电机的启停均会影响与当地负荷的协调运行，引起电压波动、电压闪变以等电能质量问题。

4.2对继电保护的影响

分布式发电接入配电网后，辐射式的网络将变成一个遍布电源和用户互联网络，潮流也不再单向地从变电站母线流向各负荷。配电网的根本性变化使得网络各种保护定值与机理发生了深刻变化。故障发生时为确保保护装置正确动作，应切断电网中的分布式电源。从而引发以下问题：（1）过电流故障的切除与分布式发电的切断在时限上的配合；（2）自动重合闸开断时间间隔内，确保分布式发电快速切断；（3）在架空线和地下电缆的混合线路中切断分布式发电，变压器空载运行，电缆对地电容与变压器的线圈发生铁磁谐振，产生不规则的高电压、大电流，严重威胁线路的电力设备。

4.3对铁磁谐振的影响

分布式电源与配电网相互连接是通过变压器、开关和电缆线路实现的。如果配电网突然出现故障导致系统侧开关断开，也会造成分布式电源侧开关的断开，如果分布器电源变压器没有接任何负荷，就会产生过电压的出现，过电压的出现是由于变压器的电抗与电缆电容发生铁磁谐振产生的，甚至产生超大电磁力使得变压器损坏。

4.4对供电可靠性的影响

根据实际情况分析，分布式电源容易对配电网的可靠运行造成影响。当电力系统停电的时候，一部分分布式电源将停止，或者对分布式电源进行供给的辅助电源将停止工作，同时分布式电源也会停止运行，这些问题都会对系统的可靠性造成一定影响。

4.5对短路电流的影响

尽管大多数情况下当分布式电源接入配电网时候都配置了相应的逆功率继电器，在正常运行的过程中不会主动向电网注入功率。但是，当配电网系统出现故障的时候，电路短路的瞬间会有一部分分布式电源产生的电流注入到配电网当中，从而使得配电网短路电流水平增加，最终造成短路电流超标。

5分布式发电并网影响处理技术

5.1分布式发电并网的控制和保护

当分布式发电与配电网并网运行时，当配电网出现故障时，为了使其与配电网配合良好，除了配电网本身需要配备一定的控制和保护装置外，分布式发电同样需要配备能检测出配电网中故障并作出适当反应的装置和保护继电器。对大型的分布式发电采取监控技术，包括分布式发电在内的配电网新的能量管理系统，对电网采取特殊的负荷控制以及管理手段，使得配电网继电保护等配置的影响降到最小，而且采取以预防为主的方式。

5.2分布式发电系统规划和运行

应当进行分布式发电的配电网规划研究，在配电网中对安装位置以及规模等进行优化，配电网应规划设计成方便分布式发电的接入并使分布式发电对其本身的影响最小。

5.3电力电子技术

新型的分布式发电常常需要大量应用电力电子技术，须研究具有电力电子型分布式电源的交流/直流变换技术、有功和无功的调节控制技术等。

5.4分布式电源的并网规程

分布式电源可以独立地带负荷运行，也可与配电网并网运行。世界上的一些发达国家和专门的学会、标准化委员会，如IEEE、IEC以及日本、澳大利亚、英国、德国等纷纷制定相应的并网导则和规程，中国也开展了这方面的工作。通过制定出分布式发电相应的规程和导则等可利于分布式发电的接入。

6结束语

在利用分布式电源优势同时也不能忽视对配电网继电保护的影响，相关研究人员就要从使用现状中分析，探析出影响继电保护的各种因素，并有针对性的制定出改进措施，进而降低分布式电源为继电保护造成的损害，确保供电网络正常供电，同时也是分布式电源适应配电网的发展需要。

参考文献

[1]梁有伟，胡志坚，陈允平.分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J].电网技术，2010（12）.

[2]王敏，丁明.含分布式电源的配电系统规划[J].电力系统及其自动化学报，2009（16）.