含微网的配电系统的保护问题研究

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1、含微网的配电系统的保护问题研究张顺勇（湖北工业大学）摘要：木文中，笔者首先对进行含微M的配电系统的保护问题研究的实际意义和背景作出简要分析，并针对微电网接入配电系统对传统保护的影响进行的概括，为提出保护方案提供依据，最后，通过图示方法，对含微网的配电系统进行保护的方法进行了简要的探宄。关键词：微电网；配电系统；保护问题前言：社会现代化的发展带给我国日新月异的变化，而发展离不开能源，离不开电力，因此，我国的电力需求量也在不断增大，如何在弥补大电网电力系统的弊端的同时，采用有效的保护方法保障含微网的供电系统的高效运行，是我们应该深入研究的课题。一、含微网的配电系统保护问题研宄的实际意义与背景近年

2、来，我国对电力的需求量与日俱增，在多年的持续发展中，大电网以其突出的优势得到迅速的发展，并不断成K：为我国主要的电力供应渠道。但不可否认的是，集中式大电在运用中存在着不小的弊端:其成木很高，且运行难度大，在其发展中越来越难以满足用户对于安全性和可靠性的要求。近几年国际范围内发生的几次大面积停电事故中，大电网的不可靠性和脆弱性充分暴露，这对于人们安全、可靠地用电是一种挑战，更是给军工、医院、金融系统等企事业单位带来经济隐患、安全隐患，严重的还会危及社会的安全和稳定。因此，开发出一种新的电力系统模式来弥补大电网用电的弊端势在必行。随着我国社会的不断向前发展，国家对新能源的幵发与应用越来越重视，电

3、力系统中，风能、太阳能、潮汐能等的运用给我国国家电力资源的发展带来了更好的保障，而含分布式电源的微电网配电系统也是我国未来配电网发展的大趋势。在集中式大机组供电系统中并入足够的分布式电源，可以在出现非常规故障和灾害吋，保证最基本的电力供应。而分布式发电的使用也是存在着相当多的优点，相较于传统的大电网供电系统，它污染较小，ii能源利用率高，安装地点比较灵活，这样不仅能够节省配电资源，还能人幅度降低运行费用，降低集中输电的线路损耗。此外，这种发电方式可以减少电网的总容量,还能够改善电网峰谷性能，这将极大地提高供电的可能性，为大电网的良好、有力运行提供有效支撑。然而，当分布式电源的使用率加大，其问

4、题也间接地显现出来。相较于人电网电力系统，分布式电源可控性比较差，因此在应用过程中，大电网会对分布式电源进行限制，以这种方式来减少其对大电网的不良冲击。2001年美国颁布了IEEE_P1547/D08“关于分布式电源与电力系统互联的标准草案”，对分布式能源的并网标准作出了规定：当电力系统发生故障吋，分布式电源必须马上退出圆形，这对分布式能源效能的发挥有极大的限制作用。另外，当下配电系统的特点即无缘辐射状运行结构和能量流动的单向、单路径特征，令分布式发电必须以负荷形式并入和运行，这就是说，分布式发电量一定要小于安装地用户的负荷，这严重限制了分布式发电结构。由此背景下，有必要对含微网的配电系统的

5、保护问题进行研究分析。二、微电网接入配电系统对传统保护的影响分析总的来说，0前国内外的电力专家学者己经对微电网接入配电系统的保护问题进行了相关的研究，普遍存在有三种方案。第一，为了减少故障的切除时间，提高保护的速动型和灵敏性，配电网络采用了改进了的传统电流保护方案，这样可以在一定程度上满足分布式电源的引入要求，而II这种方案不需要寻找新的保护原理，也不用分析配电网络的结构，但是，该方法具有一定的局限性，不适合广泛地运用到接入分布式电源的配电系统。第二，采用纵联保护、距离保护等比较成熟的输电线路保护方案，这种保护方案可以对一些针对性的故障作出相应的反应，在电流保护性能上更加完善，能够使更为复杂

6、的电力网络系统有选择性地、快速地切除故障，但是广泛性较差。第三，采用基于通信网络的保护方案。这种方案在保护方法上与传统配电网大有不同，其系统的运行方式更加复杂，II短路电流流向不确定，潮流信息更加复杂，这种弊端对于传统的电力网络系统保护会产生不良的影响。三、含微网的配电系统保护方法本文拟讨论采用集中式方向纵联保护对含微网的配电系统进行保护的方法。集中式方向纵联保护，是一种基于通信技术的保护方法，苏工作原理如下图所示：图1:集中式方向纵联保护工作原理如图中方案所示，故障方向元件正方向是有主系统指向配电网末端的，每个故障方向所反映的是下游的故障信息。主系统的电源容量是比较人的，当故障出现吋，短路

7、电流较大，这吋，主系统把握故障方向元件的灵敏度，这可以有效地减少分布式电源相对小的容量对方向元件的灵敏度的影响。保护的过程可分为以下几个步骤：第一，当电力系统发生故障，变电站和外网的连接点IED1处的方向元件的动作情况，可直接反映出故障是否发生于本站范围内。即，IED1处的方向元件的动作，说明本站发生故障；反之，则处于“静观”状态，继续进行数据的采集和故障的监视。第二，一旦发生故障，可根据变压器低压测IED2