微电网接入对配网保护的影响分析

微电网接入对配网保护的影响分析

目前,分布式发电大量地引入电网中,有效地减小环境污染、降低能量损耗、提高了电力系统可靠性和灵活性。为了充分发挥分布式发电技术的优势,协调配电网与分布式电源之间的矛盾,将分布式电源、负荷、储能装置及控制装置组成微电网,并合理的接入配电网。然而，微电网接入将对配电网保护带来较大的影响，传统的故障检测方法和继电保护模式很难满足电网安全运行的需要,因此,研究微电网及其对配电网保护影响和相关保护算法具有重要意义。

所谓微电网就是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控以及保护装置组合而成并可实现自我控制、保护和管理的小型发配电系统。微电网是“网中网”,既可孤岛运行也可并网运行。微电网中的分布式电源叫作微型电源,简称微电源。大电网与分布式发电相结合的方式能够减少能耗、提高电力系统的可靠性和灵活性。分布式发电具有投资小、环保好和灵活性高等优点,但是也存在单机接入成本高、控制困难等问题。大量分布式电源并网会给配电网运行控制带来影响,而在配电网发生故障时,也会影响与其相连的分布式电源。分布式发电是解决未来能源短缺的必经之路,而微电网作为“网中网”是保证分布式电源无缝接入大电网的发展趋势。分布式发电和微电网技术能够为大电网提供有力的补充和有效的支撑,具有广阔的发展前景。

微电网并网具有很大的技术经济优势,与此同时也会对配电网继电保护带来较大的影响,微电网通常接入到配电网中,其并网可能会影响配电网的调度运行、保护控制。其中分布式电源的接入对保护的影响是很重要的问题,关系到配电网的安全运行及供电的质量。其中主要影响如下：

1)改变保护范围,可能引起保护失去选择性,灵敏度降低,拒绝动作和误动作等; 2)配电网故障电流水平发生变化,给保护装置和断路器的容量提出了更高要求; 3)影响原有过流保护,焰断器以及重合闹之间的配合;

4)当为经逆变器接口分布式电源接入时,可能会产生谐波影响保护正确动作 5)分布式电源的接入可能会造成故障点电弧不媳灭或者非同期合闸。

当含微电网的配电网发生故障时,有两种动作方式。第一种动作方式是,故障线路系统侧一端的保护动作,使微电网与主系统隔离,之后微电网的PCC点处感受到电压、频率变化,由静态开关将微电网断开,使其转为孤网运行。该动作方式类似于上文介绍的反孤岛保护形式。另一种动作方式是,故障发生后,保护从线路两端切除故障,然后对故障点下游的多微电网进行分层孤岛划分,此时多个微电网需要进行协调控制。

分布式电源接入配电网中,改变了配电网的结构,原先可以等效成单电源系统的配电网变成了多电源系统,配电网已经开始类似于输电网。分布式电源的接入对配电网保护产生了较大影响。分布式电源包括经逆变器接口和不经逆变器接口分布式电源,分布式电源又可以组合成微电网接入配电网中。主要研究同步分布式发电机接入对配电网电流保护、距离保护和重合闸的影响。

1 同步分布式发电机接入对配电网电流保护的影响分析

1)接入DG下游线路发生故障时DG的增流效应使得流过保护的短路电流增大,增大的幅度受电源容量和故障位置影响,保护灵敏度提高;第n (n>2)段线路护下游发生故障时,同理该线路保护的灵敏度增大,但随着DG容量的增大,超过前段电流速断保护定值时,可能使得保护失去选择性。

由于DG的分流效应,流过DG上游保护的短路电流会减小,可能导致相应II段保护和过电流保护不动作,起不到后备保护作用。 2)接入DG上游发生故障时

假设DG上游有n段上游线路,当靠近DG的第1段线路保护下游发生故障时,当靠近DG的第m段线路发生故障时,由于DG的接入,第1~m-1段线路流过DG提供的反向电流,当DG容量超过一定值时,可能导致这些线路的保护的 误动作。而第段线路上的电流在本算例中,接入DG后略微减小,且DG容量越 大,电流减小程度略微增大,但程度很小,可以认为DG接入对保护基本没有影响。 3)接入DG的线路的相邻线路发生故障时

当靠近主网的第1段线路保护下游发生故障时,DG的增流效应使得流过保护的短路电流增大,灵敏度提高;当第《段线路保护下游发生故障时,该线路的保护灵敏度提高,而第1~?-1段线路保护流过的电流可能随着DG容量增大超过速断保护整定值,使得保护失去选择性。

DG接入配电网接入图 2 分布式电源接入对配电网距离保护的影响分析

在研究DG接入对配电网距离保护影响时,进行了理论分析和仿真验证,归纳得到,当DG不在保护和线路故障点之间时,DG的接入对该距离保护没有影响。当DG位于保护和故障之间时,分两种情况讨论。

a) DG从母线接入时,DG上游的保护将会受到影响,可能起不到后备保护作用。 b) DG从线路接入时,如果故障发生在DG接入的线路的下游,此时该线路距离保护I段可能会出现拒动。如果故障发生在下级线路,此时情况相同。

3 分布式电源接入对配电网重合闹的影响分析

在研究DG接入对配电网重合间影响时,在故障之后断开断路器,而后重合闹,由于DG仍然连接在电网中,会导致下述两种情况。

a) DG的存在可能会给故障点提供短路电流,导致故障未消失,系统侧保护重合于永久性故障,对电网侧和故障点之间的元件造成二次冲击。

b)故障消失,由于断开网侧断路器后,DG和电网侧没有电气联系,两个电源失

去同步,可能会导致非同期重合闹,产生冲击电流。当冲击电流超过DG的最大冲击电流允许值时,将导致DG无法运行甚至损坏。 姓名：王启龙 班级：14级电气6班 学号：201431403054

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