能效管理

分布式發(fā)電技術(shù)將成為未來新趨勢

ainet.cn   2012年08月13日

  分布式電源往往是就地接入配電網(wǎng),傳統(tǒng)的中低壓配電電網(wǎng)系統(tǒng)中的繼電保護(hù)是在單側(cè)電源、輻射型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計,一般只需采用簡單的保護(hù)就可以滿足電網(wǎng)繼電保護(hù)要求。隨著分布式電源DG在電網(wǎng)中的大量接入,電網(wǎng)潮流將發(fā)生變化,系統(tǒng)發(fā)生短路故障時各線路或者母線的短路電流也會發(fā)生改變,繼電保護(hù)出現(xiàn)了很多新問題,傳統(tǒng)簡單保護(hù)已經(jīng)不能滿足要求。

  瞬時電流速斷保護(hù)、定時限電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。瞬時電流速斷保護(hù)可以瞬間切除故障,但不能保護(hù)線路全長,其整定值根據(jù)被保護(hù)線路末端短路時,流過保護(hù)的最大三相短路電流不應(yīng)該使保護(hù)動作進(jìn)行整定。定時限電流速斷保護(hù)能夠保護(hù)本線路全長,整定值是按照線路末端故障靈敏度和相鄰線路瞬時電流保護(hù)相配合確定的。過電流保護(hù)定值一般按線路的最大負(fù)荷電流和相鄰線路的過電流保護(hù)配合進(jìn)行整定,能夠保護(hù)的是相鄰線路的全長。

  采用反時限過電流保護(hù)

  反時限過電流保護(hù)一般是為了盡快地切除靠近電源的故障。這是一種保護(hù)動作時限與被保護(hù)線路中短路電流大小相關(guān)的保護(hù)。短路電流越大,保護(hù)時限越短;保護(hù)時限與故障遠(yuǎn)近有關(guān),越遠(yuǎn)動作時間越長。

  由于配電網(wǎng)故障中絕大部分屬于瞬時性故障,因此在非全電纜線路中,應(yīng)該配置三相一次自動重合閘裝置,保證在故障后能夠迅速恢復(fù)供電。

  電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置應(yīng)該滿足四點基本要求,即:選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。下面分別討論DG對兩種繼電保護(hù)配置方式和自動重合閘的不同影響,以及對繼電保護(hù)四性的一些影響。

  DG三段式電流保護(hù)的影響主要表現(xiàn)

 ?、賹?dǎo)致非故障線路靈敏度提高,保護(hù)誤動,從而使保護(hù)失去選擇性,會擴(kuò)大事故影響范圍。在DG接入前,其他線路故障時,短路電流只由系統(tǒng)提供;接入DG后,DG和系統(tǒng)都會對故障點提供短路電流,導(dǎo)致故障饋線的故障電流增大,靈敏度提高,嚴(yán)重時可能造成保護(hù)誤動。DG的接入容量越大,對保護(hù)的靈敏度的影響也就越大。

  ②導(dǎo)致本線路保護(hù)靈敏度降低,嚴(yán)重時造成保護(hù)拒動;下游保護(hù)靈敏度提高,保護(hù)誤動。在DG接入點的下游線路故障時,DG接入前,短路電流只由系統(tǒng)提供,接入DG后,DG和系統(tǒng)同時提供短路電流,但是DG上游保護(hù)只能感受到系統(tǒng)提供的短路電流,而且此故障電流比接入DG前小,導(dǎo)致保護(hù)靈敏度下降,嚴(yán)重時可能導(dǎo)致保護(hù)拒動。而DG下游保護(hù)感受的電流比接入DG前大,導(dǎo)致靈敏度提高,嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致保護(hù)誤動。且接入的DG的容量越大,對保護(hù)靈敏度的影響越大。

  當(dāng)接入系統(tǒng)的DG容量一定時,并入線路末端時對繼電保護(hù)的影響較小,同時還應(yīng)該在DG上游加裝保護(hù)方向元件,以保證DG上游或者系統(tǒng)側(cè)故障時保護(hù)不會誤動。當(dāng)接入DG的位置固定時,應(yīng)該保證接入的容量一定,提高DG下游保護(hù)定值和相鄰線路保護(hù)定值,以滿足選擇性的要求;對DG上游保護(hù)的靈敏度進(jìn)行校驗;保證在DG退出運行時,保護(hù)有足夠的靈敏度和保護(hù)范圍。

  DG對反時限

  過流保護(hù)的影響

  在接入DG后,短路電流的大小和方向都會發(fā)生變化,會給反時限過流保護(hù)帶來以下影響:

 ?、貲G下游故障,上游短路電流減小,增大保護(hù)動作時限,不利于故障的快速切除;

 ?、贒G下游故障,下游短路電流增大,保護(hù)動作時間縮短,保護(hù)速動性得到改善。

  DG對自動重合閘的影響

  在電網(wǎng)故障中,瞬時性故障占絕大數(shù),安裝自動重合閘可以提高供電可靠性并減少線路停電次數(shù)。DG并入會對自動重合閘造成重合失敗、非同期合閘等隱患。例如,在線路因故障跳閘后,所形成的孤島保持功率和電壓在額定值附近運行,分布式電源很有可能在重合閘動作時沒有跳離線路,則故障點的故障電流將由分布式電源維持,導(dǎo)致重合閘失敗、非同期合閘等,甚至對電網(wǎng)設(shè)備造成損壞。

  其他一些解決方法

  針對DG對三段式過流保護(hù)和自動重合閘的影響,有文獻(xiàn)提出利用串聯(lián)電抗器限制短路電流,可以在一定程度上消除分布式電源和保護(hù)間的協(xié)調(diào)問題,保證自動重合閘的正確動作;或者根據(jù)廣域保護(hù)概念,利用電流綜合幅值比較將故障范圍縮小到一個較小區(qū)域,并利用電流間的相位關(guān)系找到故障線路,這個方法在工程中具有很好的適用價值。

  基于新能源的分布式發(fā)電給傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)既到來了機(jī)遇又帶來了挑戰(zhàn)。DG能夠充分利用清潔能源,促進(jìn)我國的可持續(xù)發(fā)展事業(yè),彌補傳統(tǒng)電網(wǎng)在環(huán)境保護(hù)、可靠性方面的缺陷。傳統(tǒng)的基于單端電源系統(tǒng)設(shè)計的繼電保護(hù)和自動重合閘裝置必須與時俱進(jìn),做出相應(yīng)的調(diào)整,才能維護(hù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,否則,分布式電源的并入必將導(dǎo)致保護(hù)拒動、誤動等問題,嚴(yán)重的可能造成大面積的停電事故,損害國民經(jīng)濟(jì)利益。

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