分布式电源电站继电保护配置的应用与分析

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1、分布式电源电站继电保护配置的应用与分析　　【摘要】分布式电源作为一种高效、可靠、经济的发电方式，近年来得到了国内外的广泛关注。分布式电源的配电网其结构为单电源、放射状，配电网的继电保护是以此结构为基础设计运行的。本文以分布式电源经逆变并网为研究对象，介绍对分布式电源的接入使配电网的结构发生的变化以及对配电网继电保护装置的应用进行分析。　　【关键词】分布式电源并网保护逆变器并网保护逻辑　　【中图分类号】TM77【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2013）10-0228-03　　分布式电

2、源接入电网可能对原有的电网继电保护产生影响。各个分布式电源的进线断路器连接并网保护起着关键的作用。同时需要考虑到各个变电站的运行方式可靠性和安全性。多数的分布式电源的配电网其结构较为简单，配电网的继电保护是以此结构为基础设计运行的。需要特别着重研究针对故障情况下分布式电源进线的保护配置，包括负荷侧使用过程中的故障及上级配电网可能发生的失电情况等。对分布式电源的接入使配电网的结构变化情况下保证电网运行的安全性。本文针对配电网原有保护的不足，研究了分布式电源的并网保护问题，分析了其并网保护的一些应用性

3、问题，包括孤岛检测与孤岛运行，并给出了并网保护的功能要求及配置。　　1.分布式电源　　分布式电源（Distributed9Generation，DG）是指直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施，经济、高效、可靠地发电。分布式电源（DistributedGeneratingSource，DGS）包括功率较小内燃机（InternalCombustionEngines）、微型燃气轮机（Micro-turbines）、燃料电池（FuelCell）、可再生能源如太阳能发电的光伏电池（Photovolta

4、icCell）和风力发电、生物发电等。　　作为一种高效、环保、便捷的新型发电技术，分布式电源在世界范围内得到了迅速发展。近年来，受石油价格上涨和全球气候变化的影响，可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视，许多国家纷纷出台政策和法规促进可再生能源技术的发展。　　2.DG并网保护功能配置　　2.1并网系统的保护配置要求　　并网功能首先是保证主电网免受DG的故障影响；其次是保证DG设备免受市电电网故障后的影响。为了保证并网系统的安全性、可靠性，并网保护需要有以下的要求：　　1）DG侧断路器装置应装设过

5、/低电压保护、高/低频率保护，且保证在电网侧故障情况下跳闸，使DG能够被可靠地快速切除。　　2）DG和相关断路器装置不允许形成意外运行情况下的孤岛状态。　　3）在故障恢复后，电网的电压和频率须在满足稳定要求时才允许DG重新并网。　　4）并网联接的断路器和其它开关装置必须能够开断最大故障电流。　　2.2并网保护功能实现　　1）检测DG孤岛运行状态9　　孤岛的发生首先可能引起运行电压的瞬间降低。瞬时低电压保护继电器可以反应电压的这一变化并将DG快速切除。一般为了快速地隔离故障，需要将继电器的灵敏度设置

6、得很高，不过这样可能造成继电器易受到干扰，使保护误动的概率增加。因此，低电压保护启动需要设定延时启动，时延设置不可过长，否则可能在恶意孤岛发生时由于不能及时切除DG导致系统稳定性破坏，使电气设备受损。另外，当电网轻载时，会引起的过电压情况，同样需配置过电压保护继电器，延时启动。　　当检测到DG的孤岛运行状态后，应保证快速地切除DG，使电网故障及时地隔离。DG的切除时间，应该根据电网的实际情况而定。通常使用低频率保护时，要求DG的切除要早于故障后断路器的再重合，避免非同期合闸。该配置的缺点是如果系统

7、发生振荡，DG可能会无法继续向电网供电。但是随着DG的快速发展，DG在电网中所占的容量比例逐渐增大，这是这种保护配置就会对电网的供电可靠性有较大影响。这样可以对DG的切除设置一定的延时启动时间，以保证供电可靠性，同时对重合闸配备非同期检查，防止非同期合闸。　　在孤岛发生时，如果DG提供的有功功率不足，孤岛运行的频率就会下降，同时有功负荷过小，过频率的情况会发生。因此，配置高/低频率继电器也是实现孤岛检测的要求之一。根据用电负荷运行要求，±5%频率变化的极限范围，频率继电器需要在最短的时间内将DG从

8、电网中隔离。　　同时，电压、频率是电能质量的基本要求，也是孤岛检测最基本的依据，实现孤岛检测功能需要配置基本的过/低电压继电器、高/低频率继电器。9　　2）保护配置的故障反馈检测　　电网上游接地故障发生时，原有的保护可能无法识别并隔离故障，此时DG将持续提供短路电流，这就会危害设备并且危及到工作人员的人身安全，而且DG的容量越大，造成的情况会更加严重。因此，并网保护必须及时切除此类故障。　　故障反馈检测功能是检测过电流，实现此功能的继电器包括过电流继电器、方向过电流继电器、阻抗继电