分布式电源(Distributed Generation, DG)的接入对配电网的继电保护系统产生了显著影响,主要体现在保护的可靠性、选择性、速动性和灵敏性上。随着可再生能源技术的发展,分布式电源,如风能、太阳能、生物能等,被广泛应用于配电网中,它们改变了传统单电源供电的模式,使得系统结构和故障情况变得更为复杂。
在接入配电网的分布式电源中,主要包括同步发电机、异步发电机和DC-AC逆变型电源。同步发电机在故障时能产生高短路电流,而异步发电机在故障瞬间的三相短路电流达到峰值后快速衰减。逆变型电源的故障电流因内部控制方式的不同而有不同的衰减周期,通常设有欠电压保护以防止过低电压时继续供电。
对于分布式电源自身的保护要求,除了考虑发电机自身的故障外,还需应对配网外部故障的影响。因此,需要设置多种保护措施,如负荷不对称保护、欠电压保护、过电压保护、频率保护和零序过电压保护等。
当分布式电源接入配电网后,对电流保护的影响主要表现在以下几个方面:
1. 故障点位于分布式电源附近时,如K1点故障,系统和分布式电源共同提供短路电流,增加了保护的灵敏性和可靠性。但若短路电流过大,可能导致相邻保护误动,扩大停电范围。
2. K2点故障时,分布式电源的接入对保护3没有直接影响,但可能会因故障导致下游电压急剧下降,引发电网崩溃。为此,建议在母线C左侧增设断路器,配合保护3动作以切除故障。
3. K3点故障时,分布式电源提供的短路电流同时流过多个保护装置,可能影响保护3和4的动作特性,需要优化保护配置以确保正确动作。
为了分析和解决这些问题,研究者利用PSCAD/EMTDC软件进行了电磁暂态模拟,通过模拟不同条件下的分布式电源接入情况,提出改进措施。这些措施包括调整保护定值、优化保护配置、增加智能监测和控制策略,以适应分布式电源接入带来的新挑战。
总结来说,分布式电源的接入对配电网继电保护系统提出了新的设计和运行要求,需要通过深入研究和技术创新来确保系统的稳定性和安全性。这涉及到保护设备的选型、保护定值的计算、网络拓扑的变化以及故障处理策略的更新。同时,加强分布式电源与传统电网的协调运行,是未来电力系统发展的重要方向。