黃偉潔

（汕頭供電局，廣東 汕頭 515000）

0 引 言

綜合現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r，能源短缺問題表現(xiàn)越來(lái)越突出，同時(shí)環(huán)境污染問題也愈演愈烈。在這樣的大背景下，強(qiáng)調(diào)風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源的利用具有突出的現(xiàn)實(shí)意義。目前，我國(guó)積極開發(fā)太陽(yáng)能，并在西部地區(qū)建設(shè)了諸多大型光伏電站，這些電站的投產(chǎn)在能源供應(yīng)方面表現(xiàn)出了突出價(jià)值。光伏電站及其他新能源電站主要采用的是分布式發(fā)電方式，這種方式能夠很好地對(duì)當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)資源進(jìn)行利用，而且具有較好的相對(duì)獨(dú)立性和靈活性，在規(guī)避大規(guī)模停電故障方面效果顯著[1]。分布式發(fā)電勢(shì)必要構(gòu)建分布式電源，而分布式電源的利用會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變，基于配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 含分布式電源的配電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用需要考慮的問題

配電網(wǎng)繼電保護(hù)對(duì)配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有顯著影響，在實(shí)踐中必須要強(qiáng)調(diào)配電網(wǎng)的繼電保護(hù)。在含一般電源的配電網(wǎng)中，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)的結(jié)構(gòu)是固定的，所以繼電保護(hù)技術(shù)可以基于結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用。在含有分布式電源的配電網(wǎng)中，因?yàn)榫哂泄潭ㄐ缘呐潆娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生顯著變化，此時(shí)利用原有的繼電保護(hù)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的保護(hù)，所以在實(shí)踐中需要重新思考配電網(wǎng)的繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用。含一般電源的配電網(wǎng)如圖1所示，含有分布式電源的配電網(wǎng)如圖2所示。

圖1 含一般電源的配電網(wǎng)

圖2 含分布式電源的配電網(wǎng)

繼電保護(hù)技術(shù)的核心目標(biāo)是保證配電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，如果達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)，那么繼電保護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用便是無(wú)效的[2]。基于此，必須要深入思考配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的具體條件，在明確具體條件的基礎(chǔ)上再對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化完善，從而提升其最終應(yīng)用效果。配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行能夠有效減少不必要的成本投入，對(duì)于成本節(jié)約和經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)實(shí)現(xiàn)有積極作用。在含分布式電源的配電網(wǎng)繼電保護(hù)應(yīng)用過程中，需要基于經(jīng)濟(jì)性角度對(duì)具體的技術(shù)應(yīng)用方案進(jìn)行思考[3]。此外，分析繼電保護(hù)技術(shù)的使用和目前配電網(wǎng)中的設(shè)備是否具有適應(yīng)性，如果存在不適應(yīng)性，需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。技術(shù)的應(yīng)用主體是工作人員，如果工作人員無(wú)法掌握或利用繼電保護(hù)技術(shù)，那么針對(duì)其的管理、監(jiān)測(cè)等均會(huì)存在漏洞，這對(duì)于技術(shù)應(yīng)用安全保障是非常不利的[4]。

2 含分布式電源的繼電保護(hù)方案

當(dāng)配電網(wǎng)中接入分布式電源后，傳統(tǒng)的三段式過流保護(hù)難以發(fā)揮其應(yīng)有的效果，引發(fā)重合閘失敗等問題。為了有效解決上述問題，提出含分布式電源的繼電保護(hù)方案[5]。

2.1 縱聯(lián)保護(hù)

縱聯(lián)保護(hù)在應(yīng)用過程中可以利用智能電子裝置有效檢測(cè)出配電網(wǎng)線路中存在的故障，將故障信息通過信號(hào)傳輸系統(tǒng)傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)在接收到信息后會(huì)發(fā)送跳閘指令，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)。就集中式方向縱聯(lián)保護(hù)的具體應(yīng)用來(lái)看，其能夠按照一定的順序排除配電網(wǎng)母線中的故障，在含分布式電源的配電網(wǎng)中能夠準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)，不會(huì)引發(fā)誤動(dòng)以及拒動(dòng)等問題[6]。在含分布式電源的繼電保護(hù)工作開展中，會(huì)利用到故障定位算法和故障隔離算法。以故障隔離算法為例，基于分布式電源的具體要求，在配電網(wǎng)的特定節(jié)點(diǎn)設(shè)置智能電子裝置。為了對(duì)裝置發(fā)送的信號(hào)加以區(qū)分，可以對(duì)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)路徑進(jìn)行編號(hào)，同時(shí)進(jìn)行矩陣計(jì)算[7]。

2.2 廣域保護(hù)

廣域保護(hù)方案涉及較多的技術(shù)，包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)、信息化分析技術(shù)等，這些技術(shù)的使用能夠幫助實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、有效的繼電保護(hù)。廣域保護(hù)將含分布式電源的配電網(wǎng)作為一個(gè)整體提供保護(hù)，可以選擇多點(diǎn)繼電保護(hù)的方法，并在該方法的基礎(chǔ)上對(duì)相應(yīng)的動(dòng)作范圍進(jìn)行劃分。目前，主要使用2種廣域保護(hù)方案。一種是對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視，在監(jiān)視過程中獲得配電網(wǎng)的整體數(shù)據(jù)，并基于數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和狀態(tài)檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的保護(hù)；另一種是基于廣域信息完成繼電保護(hù)動(dòng)作。廣域保護(hù)方案在應(yīng)用過程中不僅對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)有著較高的要求，而且對(duì)服務(wù)器也有著較高的要求[8]。

2.3 自適應(yīng)保護(hù)

自適應(yīng)保護(hù)方案的突出特點(diǎn)是能夠?qū)崟r(shí)在線更新保護(hù)裝置的整定值，從而更好地適應(yīng)配電網(wǎng)中系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化。在故障位置、系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生改變時(shí)，自適應(yīng)保護(hù)方案可以及時(shí)做出調(diào)整。電流速斷保護(hù)中應(yīng)用比較普遍的系統(tǒng)阻抗值和故障類型識(shí)別便是在自適應(yīng)計(jì)算的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)電流的三段式保護(hù)。分布式電源接入的配電網(wǎng)存在著短路電流特性，利用不同的函數(shù)方法進(jìn)行輸出功率和支配電路電流之間的關(guān)系曲線擬合，這樣可以在不增加額外設(shè)備的情況下改善配電網(wǎng)保護(hù)性能。

在微網(wǎng)保護(hù)策略的制定和實(shí)施中應(yīng)用自適應(yīng)保護(hù)，可以在原有的保護(hù)配置基礎(chǔ)上進(jìn)行智能電子設(shè)備或方向元件的加裝，具有一定的工程可操作性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)含有分布式電源的配電網(wǎng)進(jìn)行有效保護(hù)。現(xiàn)有的保護(hù)方案在孤島運(yùn)行狀態(tài)下存在著明顯的不適應(yīng)情況，未來(lái)還需要考慮自適應(yīng)保護(hù)方案與其他方案的聯(lián)合應(yīng)用。

2.4 孤島檢測(cè)

對(duì)傳統(tǒng)的孤島檢測(cè)進(jìn)行分析，主要包括遠(yuǎn)程檢測(cè)和本地檢測(cè)。遠(yuǎn)程檢測(cè)不會(huì)存在檢測(cè)盲區(qū)，同時(shí)也不會(huì)對(duì)電能的質(zhì)量產(chǎn)生顯著影響，但是在具體使用過程中需要應(yīng)用大量的通信設(shè)備，成本較高，而且不易工程實(shí)現(xiàn)。基于此，在國(guó)內(nèi)外的檢測(cè)工作實(shí)施中，主要利用的方式為本地檢測(cè)。

本地檢測(cè)在應(yīng)用過程中有主動(dòng)和被動(dòng)兩種方式，其中主動(dòng)檢測(cè)是向含分布式電源的配電網(wǎng)進(jìn)行擾動(dòng)注入，通過對(duì)公共耦合點(diǎn)的系統(tǒng)響應(yīng)檢測(cè)可以判斷系統(tǒng)是否處在孤島運(yùn)行模式下。在主動(dòng)檢測(cè)過程中，主要的實(shí)現(xiàn)方法為主動(dòng)移頻式孤島檢測(cè)、阻抗測(cè)量法以及諧波電流擾動(dòng)法。主動(dòng)檢測(cè)能夠檢測(cè)到不在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的較小孤島起始點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)導(dǎo)致電能質(zhì)量下降、檢測(cè)速度慢等問題。被動(dòng)檢測(cè)通過對(duì)公共連接點(diǎn)（Point of Common Coupling，PCC）處的電壓、相位以及頻率等進(jìn)行檢測(cè)來(lái)獲得孤島運(yùn)行前后的參數(shù)變化，基于參數(shù)的變化狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況的判斷。和主動(dòng)檢測(cè)相比，被動(dòng)檢測(cè)具有成本低、便于操作等優(yōu)勢(shì)，更容易實(shí)現(xiàn)，在使用過程中不會(huì)導(dǎo)致電能質(zhì)量下降等問題。需要注意的是，被動(dòng)檢測(cè)在應(yīng)用過程中會(huì)存在檢測(cè)盲區(qū)，未來(lái)對(duì)于被動(dòng)檢測(cè)的應(yīng)用需要朝著消除檢測(cè)盲區(qū)這個(gè)方向發(fā)展。

3 結(jié) 論

綜上所述，通過與一般的配電網(wǎng)進(jìn)行比較，含分布式電源的配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化，采用一般的繼電保護(hù)技術(shù)方案來(lái)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)難以達(dá)到預(yù)期的效果。結(jié)合含分布式電源的配電網(wǎng)實(shí)際情況來(lái)對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行分析和討論，通過對(duì)含有分布式電源的配電網(wǎng)繼電保護(hù)方案進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，從而提升其實(shí)際應(yīng)用效果。