董飛飛 劉曉飛

摘要本文對(duì)分布式發(fā)電的概念和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,并主要分析分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電流保護(hù)以及自動(dòng)重合閘三方面的影響,同時(shí)也介紹了分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)在其他方面的影響。

關(guān)鍵詞分布式發(fā)電配電網(wǎng)電流保護(hù)自動(dòng)重合閘

中圖分類號(hào):TM72文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

傳統(tǒng)的以“大機(jī)組,大電網(wǎng),高電壓”為主要特征的集中式單一供電系統(tǒng),運(yùn)行技術(shù)復(fù)雜,管理水平要求高,安全穩(wěn)定性不足,不能滿足當(dāng)前對(duì)環(huán)保的要求和限制。而分布式發(fā)電(Distributed Generation,簡(jiǎn)稱DG),因其在能源利用效率和環(huán)境保護(hù)等方面具有傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。①

1分布式發(fā)電

分布式發(fā)電是指功率在幾十千瓦到幾十兆瓦范圍內(nèi)直接配置在配電網(wǎng)或負(fù)荷附近的清潔環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效可靠的發(fā)電方式。DG可以包含任何安裝在用戶附近的發(fā)電設(shè)施而不論這種發(fā)電形式的規(guī)模大小和一次能源的類型。②

分布式發(fā)電與傳統(tǒng)的發(fā)電方式相比具有以下優(yōu)勢(shì):可以充分開發(fā)利用各種可用的分散存在的能源并提高能源的利用效率;減輕環(huán)境污染;解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問題;解決大城市供電不足的問題;彌補(bǔ)大電網(wǎng)在安全穩(wěn)定性方面的不足;調(diào)度靈活,應(yīng)急性好。

2 分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)的影響

2.1 分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電流保護(hù)的影響

接入分布式發(fā)電后,配電網(wǎng)中有故障發(fā)生時(shí),在分布式電源的助增或者分流作用下,流過故障保護(hù)裝置的電流有可能增大也有可能減小。③這種現(xiàn)象的出現(xiàn)會(huì)改變保護(hù)的保護(hù)范圍和靈敏度,同時(shí)也會(huì)對(duì)各個(gè)保護(hù)裝置的相互配合產(chǎn)生很大的影響。

分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電流保護(hù)(以兩段式為例)的影響主要表現(xiàn)在以幾個(gè)方面:(1)引起線路誤動(dòng)作。若故障發(fā)生在同一母線的相鄰線路上,在分布式電源的作用下,可能使某一保護(hù)檢測(cè)到的故障電流值超過其速斷保護(hù)整定值,而引起保護(hù)誤動(dòng)作,致使分布式電源所在線路無故障跳閘。(2)本饋線部分保護(hù)靈敏度降低甚至拒動(dòng),而部分保護(hù)靈敏度增加;使一些保護(hù)范圍增大,而另一些保護(hù)的范圍減小。(3)DG越靠近母線,保護(hù)能檢測(cè)到的故障電流值就也大,誤動(dòng)作的可能性也越大。此外,當(dāng)DG容量足夠大時(shí),可導(dǎo)致保護(hù)失去選擇性。

2.2 分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)重合閘的影響

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)為單側(cè)電源的輻射式結(jié)構(gòu),自動(dòng)重合閘在快速恢復(fù)對(duì)瞬時(shí)性故障線路的供電時(shí),并不會(huì)對(duì)配電系統(tǒng)產(chǎn)生任何沖擊和破壞。但是當(dāng)DG接入后,若線路因故障跳閘,使得故障部分不再與系統(tǒng)相連,造成分布式電源形成的電力孤島保持一定的功率和電壓在額定值附近運(yùn)行。由此可能給自動(dòng)重合閘帶來兩種潛在的威脅。④

(1)非周期重合閘。系統(tǒng)側(cè)電源的斷開導(dǎo)致電力孤島很難與電網(wǎng)保持完全同步,在自動(dòng)重合閘動(dòng)作之前,兩者之間出現(xiàn)范圍在0~360之間的相角差。隨著相角差的變化,非周期重合閘會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流。在此電流作用下,饋線保護(hù)可能會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作,使重合閘迅速恢復(fù)瞬時(shí)故障能力喪失,甚至?xí)?duì)整個(gè)配電網(wǎng)的DG設(shè)備帶來不可估量的沖擊。

(2)故障點(diǎn)電弧重燃。在失去系統(tǒng)側(cè)電壓后,故障點(diǎn)可能沒有消除,而是由DG繼續(xù)供電。此時(shí)若進(jìn)行重合閘,可能引起故障點(diǎn)電弧重燃,導(dǎo)致絕緣擊穿,進(jìn)一步擴(kuò)大事故,將瞬時(shí)性故障擴(kuò)大為永久性故障。

2.3 分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)其他方面的影響

分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)后,配電系統(tǒng)控制和管理變得更加復(fù)雜,除了以上三方面的影響外,還包括以下影響:(1)分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)以后,引入的各種擾動(dòng)會(huì)影響系統(tǒng)電能質(zhì)量,如出現(xiàn)諧波等。(2)分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)中的負(fù)荷近旁,會(huì)導(dǎo)致整個(gè)配電網(wǎng)負(fù)荷分布改變,使系統(tǒng)的潮流具有隨機(jī)性,造成傳統(tǒng)的潮流算法不再適用。(3)分布式發(fā)電使正在興起的配電網(wǎng)自動(dòng)化和需求管理等方面的內(nèi)容需要重新考慮并做出相應(yīng)的修改與補(bǔ)充。(4)若分布式發(fā)電與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行,可能降低系統(tǒng)的可靠性;若分布式發(fā)電僅作為備用電源,則可以提高系統(tǒng)供電可靠性。

分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生的影響除了上述幾點(diǎn)外,還存在其他方面有待于進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

分布式發(fā)電作為一種投資省、發(fā)電方式靈活、與環(huán)境兼容的高效發(fā)電方式,在未來的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。然而,大量分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)必將改變配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)并對(duì)配電網(wǎng)電流保護(hù)、電壓暫降、自動(dòng)重合閘等帶來多方面的影響。為提高供電系統(tǒng)的電能穩(wěn)定性和供電可靠性,必須對(duì)含分布式電源的電力系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和合理協(xié)調(diào)。