含分布式电源的配电网自适应保护方法.pdf

随着可再生能源的广泛应用和分布式发电技术的发展，越来越多的分布式电源（Distributed Generation, DG）被接入配电网。分布式电源如太阳能光伏、风能发电等通常具有输出功率波动的特点，这给配电网的安全稳定运行带来了新的挑战，特别是对配电网的传统保护方法提出了更高的要求。 在分布式电源接入配电网之前，配电网大多呈现单端供电的模式，即系统中的短路电流流向和大小相对稳定。然而，当分布式电源接入配电网后，短路电流的水平和方向会发生显著变化，这些变化可能使得原有的保护装置失效，导致保护范围减小、灵敏度降低、误动和拒动的风险增加，从而影响配电网的供电可靠性和安全性。 针对分布式电源接入对配电网保护装置带来的问题，当前的研究主要集中在以下几个方面： 1. 限制分布式电源提供的短路电流大小：研究思路集中在故障时刻切除分布式电源或限制故障电流，以减少短路电流的负面影响。然而，这种做法可能影响系统的稳定性，特别是在分布式电源容量较大时，会不利于系统稳定运行。 2. 基于通信网络实现保护装置之间的配合：利用现代通信技术，实现保护装置间的信息共享和协调配合。这种方法依赖于通信网络的可靠性，一旦通信系统出现故障，保护装置将无法正常工作。 3. 重新整定配电网保护装置：通过对保护背侧电路进行等值变换，重新整定保护装置的设定值，以此消除分布式电源对原有保护配置的影响。但这种方法也存在局限性，仅适用于满足特定条件下的系统。 为了解决上述问题，本文提出了一种自适应保护方法。该方法的核心思想是根据分布式电源输出功率的变化，动态调整保护整定值。通过对配电网中各支路中配网和DG分别提供的三相短路电流进行计算，实现配电网保护的自适应重新整定，以适应分布式电源带来的变化。这种方法可以有效地削弱分布式电源出力变化对配电网保护的不利影响，增强保护范围和可靠性，同时原理简单、经济可行。 文章最后通过一个实际的10kV配电系统的案例，对提出的方法进行了验证。实例表明，该自适应保护方法能够有效应对分布式电源接入配电网后出现的各种情况，如短路电流反向问题、故障点无法切除问题、DG助增作用和DG分流作用，从而提高了保护装置的可靠性和适应性。 本研究对于配电网自适应保护的设计和应用具有重要的参考价值，有助于推动传统配电网向智能配电网的转变，提高配电网的灵活性、可靠性和安全性，同时促进电能质量的提升和电能利用效率的增加。