含分布式电源的配电网保护策略研究

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1、含分布式电源的配电网保护策略研究摘要：随着分布式电源在配电网中渗透率的不断提高，配电网的拓扑结构有了很大的变化，传统的配电网保护受其严重影响，将会导致保护的选择性失效、可靠性及灵敏性降低。针对上述问题，本文通过分析分布式电源的运行特性及其接入配电网后各故障电流的分布情况，提出了一种适用于含分布式电源配电网，不受其出力不确定性影响的分区域保护方案，并以含风力发电的配电网为例，验证了该方案的可操作性及有效性。关键词：分布式电源；配电网；分区；保护ResearchonDistributionNetworkProtectionSchemesCons

2、ideringDistributedGenerationAbstract:Withthecontinuousimprovementofdistributedgenerationsconnecttodistributionnetwork;thetopologyofthedistributionnetworkhaschangedalot.Thetraditionalprotectionofdistributionnetworkwillbeseverelyaffected,resultinginselectiveprotection,reliab

3、ilityandsensitivityoffailure・Tosolvetheproblem,thispaperproposesasub-regionalprotectionmethodappliedtotheuncertaintyofdistributedgenerationsconnecttodistributionnetworkbasedonanalyzingtheoperatingcharacteristicsanddistributionofdistributedgenerations・Themethodwillnotbedist

4、urbedbytheuncertaintyofDGs.Thepaperverifiedtheoperabilityoftheprotectionmethodanditseffectivenessbyusinganactualdistributionnetwork・Keyword:Distributedgeneration;sub-regional;1引言近年来分布式发电技术(DistributedGeneration/DG)越來越受到了人们的关注。但当大量DG接入配电网时，传统的配电网结构将被破坏，由单电源辐射网络变成双电源或多电源网络，网

5、络中的潮流分布及故障电流等均发生变化，传统配电网保护的范围、选择可靠性等都会受到影响，甚至出现保护拒动的现象冋。针对上述问题，国内外学者做了大量研究，提出了一些改进方案及新的保护方法，如限制DG接入容量、加装方向元件等卩勺。但诸如风电、光伏发电等多数分布式发电的运行特性及出力是随自然条件(风速风向、光照强度等)的变化而变化的，具有很大的不确定性⑺。本文以风力发电接入配电网为例，在考虑风力发电运行特性受风速风向等自然条件变化而变化的基础上，提出了一种新的保护方案，并对该保护方案进行仿真分析，该保护方案不受分布式电源的接入容量及运行不确定性的影

6、响，当发生故障Distributionnetwork;Protection时，能可靠地检测并切除故障及重合闸恢复供电，具有很强可行性。2DG接入对配电网保护的影响分析现阶段我国配电网多数为单电源辐射网络，保护多采用三段式电流保护。当接入DG后，故障电流的大小、方向等都将发生变化，对保护会产生相应的影响。如图1,当DG下游f3处故障时，由于DG的接入，流过保护F4和F5的电流增加,有利于保护动作，但可能使F4处的电流速断保护范围延伸到下一段线路，保护失去选择性；当DG±游f2处发生故障时，DG的接入对保护F2和F3无影响；当相邻线路fl处发生

7、故障时，DG提供的反向故障电流可能使DG上游的保护F2及F3误动作，造成该线路正常供电的中断。从以上分析看出，DG接入配电网对保护的选择性及可靠性等都很难满足配电网稳定运行的要求。图1DG接入对配电网保护的影响Fig.1Impactsofwindturbineconnectedtodistributionnetworkonprotection3含DG配电网保护方案3.1DG出力的不确定性模型构建受自然条件的影响，多数分布式发电的出力及运行情况具有不确定性和波动性，其输出功率在零和机组最大装机容量之间变化。下文以风电为例，详细分析分布式发电的

8、这种不确定性及其等值电路。风速风向因受季节、气候及大气湍流及风机地理位置等的影响，表现出频繁的波动性血川。本文在假定风力机与发电机的连接为刚性连接，且忽略桨距角控制机构的动作，即