歐陽曙光

摘要：分布式電源是一種具備數(shù)千瓦至五十兆瓦，能夠與電力系統(tǒng)環(huán)境相融合的一種獨(dú)立電源，更為簡潔的說法是不直接與集中輸電系統(tǒng)進(jìn)行相連，電壓等級(jí)在三十五千伏以下的電源，具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保性等特點(diǎn)。當(dāng)在配電網(wǎng)中接入分布式電源之后，對沒有方向的電流保護(hù)有著很重要的影響，使得輻射型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了很大的改觀。分布式電源是智能配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的體現(xiàn)，是與傳統(tǒng)配電網(wǎng)主要的明顯區(qū)別?，F(xiàn)如今配電網(wǎng)中分布式電源的連接成為可能，對DG接入方式，分析分布式電源的接入對配電網(wǎng)自動(dòng)化故障的影響，提出保護(hù)方案是配電網(wǎng)自動(dòng)化的研究內(nèi)容之一。

關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)自動(dòng)化；故障處理

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

前言：對于供電效果來說，配電自動(dòng)化對于供電的可靠性，實(shí)現(xiàn)高效的配電網(wǎng)具有突出作用。實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化其中一個(gè)重點(diǎn)解決的問題是對配電故障的精準(zhǔn)定位，為更好地解決故障需要采取有效的方案，實(shí)施高效的解決措施，而對于在分布式電源的配電網(wǎng)自動(dòng)化故障處理鮮有研究。

一、常規(guī)的保護(hù)方式

從當(dāng)前現(xiàn)狀來看，對于DG用戶來說，與配電網(wǎng)相連接，需要通過切斷器連接點(diǎn)對繼電動(dòng)作進(jìn)行保護(hù)。在一般情況下進(jìn)行傳統(tǒng)負(fù)載處理時(shí)，需要有針對性有選擇性地對故障進(jìn)行切除，但是可能會(huì)因?yàn)镈G的接入改變了潮流，易造成配電網(wǎng)系統(tǒng)跳閘現(xiàn)象。

對于繼電保護(hù)來說DG元件的保護(hù)方式主要是過壓、過流、過頻與低頻、低壓，當(dāng)故障擾動(dòng)在電網(wǎng)上發(fā)生時(shí)，在電網(wǎng)中能夠?qū)εc電網(wǎng)連接的設(shè)備自動(dòng)切斷，防止了因繼電保護(hù)產(chǎn)生跳閘與孤島運(yùn)行的問題[1]。目前DG具有較低的滲透率，對電網(wǎng)穩(wěn)定的影響作用較小，所以切斷DG看不到什么效果，在電壓過高過低的時(shí)候，通常電壓水平的改變來調(diào)節(jié)變壓器的分接頭。在調(diào)整過程中其調(diào)整的速度會(huì)比較慢，導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)電壓超過越限的問題。

在大多數(shù)情況下Y-D接法致使DG對于單相接地故障不能很好的識(shí)別，一般情況下故障是從單相故障開始的，所以根據(jù)升壓變壓器能夠?qū)ο嚅g故障進(jìn)行切除，避免因?yàn)橄嚅g故障而引起DG斷開。在一些國家地區(qū)中，對于DG接入為了保證高質(zhì)量與安全可靠的供電有明確的規(guī)定，例如在與高壓電網(wǎng)進(jìn)行連接時(shí)，當(dāng)外部故障時(shí)，依舊是通過保持電網(wǎng)的連接。小型DG在低壓電網(wǎng)環(huán)境中，發(fā)生擾動(dòng)現(xiàn)象的時(shí)候，需要斷開電網(wǎng)的連接，在中壓電網(wǎng)環(huán)境中沒有太多的限制，僅有一個(gè)要求是在十秒之后將電壓恢復(fù)到一定狀態(tài)下，如果不能滿足其要求，需要將DG與電網(wǎng)斷開。

DG盡管能夠在故障中起到良好的維持穩(wěn)定電壓的作用，但是其存在著一個(gè)缺點(diǎn)，在現(xiàn)有的保護(hù)方案下產(chǎn)生跳閘，造成無選擇性的跳閘現(xiàn)象，這個(gè)時(shí)候管理人員就要通過調(diào)節(jié)元件對故障穿越能力進(jìn)行調(diào)整。

二、對含分布式電源架空配電網(wǎng)的故障處理

（一）瞬時(shí)性故障處理方案

基于瞬時(shí)性故障在架空配電網(wǎng)中比較普遍的現(xiàn)實(shí)，在故障情況下能夠根據(jù)用戶需求如愿以償?shù)鼗謴?fù)供電，在其配電網(wǎng)中都有出線開關(guān)的設(shè)置，具有重合閘功能。在含分布式電源架空配電網(wǎng)中，對于重合閘在出線開關(guān)中是否能夠充分發(fā)揮求優(yōu)勢，關(guān)鍵一點(diǎn)是判斷分布式電源在電網(wǎng)側(cè)是否斷開，如果還沒有斷開，在發(fā)生故障的區(qū)域中，在故障點(diǎn)處提供短路電流，不能熄滅電弧，因而造成重合閘的失敗。重合閘可能會(huì)存在延時(shí)的現(xiàn)象，因此需要對時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，避免延時(shí)現(xiàn)象的發(fā)生，考慮到故障后分布式電源與電網(wǎng)脫離，以免延長故障時(shí)間，導(dǎo)致故障在很長一段時(shí)間內(nèi)不能很好的解決，影響電力系統(tǒng)的正常供電。

在電力系統(tǒng)中的孤島效應(yīng)主要是電流通路中沒有電流的通過，這勢必會(huì)影響配電系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，影響供電質(zhì)量，因此反孤島保護(hù)是針對孤島效應(yīng)而產(chǎn)生的一種保護(hù)措施。在不同情況下反孤島保護(hù)動(dòng)作持續(xù)時(shí)間是有差別的，對電流的保護(hù)效果也是差強(qiáng)人意。分布式電源反應(yīng)時(shí)間速度之快是很難想象的，通常是忽略不計(jì)，在最不理想的情況下其保護(hù)動(dòng)作時(shí)間最多不會(huì)超出兩秒范圍之內(nèi)，加之故障點(diǎn)熄弧與機(jī)械動(dòng)作時(shí)間時(shí)間也不會(huì)超過2.5秒，所以針對在架空配電網(wǎng)瞬時(shí)性故障處理中，對重合閘的延長時(shí)間將其設(shè)置為2.5秒之多，將會(huì)使重合閘在分布式電源在規(guī)避問題故障方面達(dá)成一致，使之相互配合，根據(jù)在瞬時(shí)性故障排除處理中能夠快速恢復(fù)正常的供電[2]。

（二）永久性故障處理方案

對重合閘配置之后，在架空配電網(wǎng)中永久性故障發(fā)生時(shí)，故障點(diǎn)在重合的影響下，從而致使重合閘動(dòng)作的失敗，開關(guān)可能會(huì)在故障電流經(jīng)過之后，在電網(wǎng)中分布式電流被切除，分布式電源在故障電流中不復(fù)存在，因此根由現(xiàn)有的故障定位規(guī)則對永久性故障進(jìn)行處理顯得尤為重要。根據(jù)故障定位規(guī)則，重合閘會(huì)以直接的方式對故障電流信息實(shí)施故障定位，如果某個(gè)開關(guān)及其上游開關(guān)有大量的故障電流經(jīng)過，在下流中故障電流沒有從開關(guān)中經(jīng)過，依據(jù)這種情況就可以判斷是該開關(guān)與其下游處臨近區(qū)域內(nèi)發(fā)生了故障，這時(shí)候需對開關(guān)分閘，以將故障區(qū)域隔離，實(shí)行對故障區(qū)域的遙控，通過遙控出線與聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘，達(dá)到全區(qū)域內(nèi)供電恢復(fù)正常[3]。

（三）對DG配電網(wǎng)的短路電流計(jì)算

建立等效電路，串聯(lián)電壓源與次暫態(tài)電抗，按照等效模型，將各元件與電路進(jìn)行連接，使短路分析模型形成，按照被建立起來的電路連接關(guān)系，在網(wǎng)絡(luò)中單獨(dú)求得各電源點(diǎn)的短路電流，總短路電流是所有電源點(diǎn)產(chǎn)生的短路電流之和。應(yīng)用傅里葉孫發(fā)，避免采樣誤差的產(chǎn)生，重點(diǎn)考慮對電流定值的設(shè)置。

三、對含分布式電源電纜配電網(wǎng)的故障處理

在電纜配電網(wǎng)中，其故障多為永久性故障，不具備重合閘的功能，所以不能應(yīng)用上述架空配電網(wǎng)的處理方式對電纜配電網(wǎng)進(jìn)行處理。對于其故障的定位，如果選擇一個(gè)開關(guān)，其上報(bào)的故障信息從該開關(guān)與其上游開關(guān)都是1，上報(bào)的與下游相鄰開關(guān)故障信息是0，這種情況是在該開關(guān)與下游附近區(qū)域發(fā)生了故障。故障發(fā)生后主站會(huì)根據(jù)發(fā)生跳閘的信息，對具體發(fā)生故障的線路進(jìn)行判斷分析，這時(shí)故障電流被切斷，在自動(dòng)化配電終端有查詢命令的功能，通過終端的查詢命令，故障信息在收集到之后，然后根據(jù)定位規(guī)則開展故障定位程序。通過安裝方向元件，以此判斷出故障方向，統(tǒng)一規(guī)定好正負(fù)方向[4]。在正常工作狀態(tài)下自動(dòng)化終端會(huì)采集到方向元件安裝處的信息，當(dāng)電流高于設(shè)置的故障電流時(shí)，開啟對故障的判斷程序，判斷是否有過流，故障方向是否正確，以此判斷出是哪個(gè)方向出現(xiàn)了故障。

結(jié)語：結(jié)合上述可知，本文從三個(gè)方面對含分布式電源的配電網(wǎng)自動(dòng)化故障處理方案展開了論述。分布式電源對于配電網(wǎng)自動(dòng)化處理具有隨機(jī)性的特點(diǎn)，沒有太大的限制，不受接入數(shù)量等因素的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)對故障進(jìn)行隔離、檢測，此外在仿真分析當(dāng)中，需要對采集大量信息，并對這些信息進(jìn)行實(shí)時(shí)地處理傳輸，因此對于數(shù)據(jù)的分析需要有精準(zhǔn)的把握，為了滿足在實(shí)際故障處理排除現(xiàn)場中的實(shí)際需要，還需實(shí)事求是，采取相應(yīng)的有效方案，加以對方案作出進(jìn)一步的完善。

參考文獻(xiàn)：

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