分布式电源系统继电保护装置检测技术的分析

潘剑虹 陈剑锋

摘 要：随着政府倡导的资源节约型、环境友好型社会创建目标影响力不断升级，风力发电、光伏发电等分布式电源系统开始大规模接入我国电网，配电系统故障后电气特征量也因此日渐复杂化，基于此，本文简单介绍了分布式电源系统继电保护装置检测平台的构成，并详细论述了分布式电源系统继电保护装置检测技术，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

关键词：分布式电源系统；继电保护装置；防孤岛保护装置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.160

0 前言

分布式电源系统改变了我国传统的单电源辐射型配电网结构，但我国配电网短路水平、电压分布、无功功率、故障清除等方面也受到了较为深远影响，分布式电源引发的继电保护装置误动作问题近年来在我国各地的出现频率也因此不断提升，而为了尽可能抑制分布式电源系统带来的负面影响，正是本文围绕分布式电源系统继电保护装置检测技术开展具体研究的原因所在。

1 分布式电源系统继电保护装置检测平台

1.1 模型构建

分布式电源系统继电保护装置检测平台的建设需要得到光伏电源系统物理模型、永磁直驱风机系统物理模型、双馈异步风机系统物理模型的支持，综合分析这类模型发现，电网、分布式电源均属于分布式电源系统短路电流来源，而受到不同分布式电源控制策略的影响，电压跌落后输出电流不同情况在分布式电源系统中较为常见，而经过变压器流向故障点，则使得分布式电源系统相较于常规电源在短路电流特征方面具备显著特点，深入了解这种特点便能够为分布式电源系统继电保护装置检测技术的实现提供有力支持[1]。

1.2 平台构成

为实现分布式电源系统继电保护装置检测技术的高质量应用，近年来国内外学界围绕分布式电源接入带来的继电保护动作行为、原理影响开展了大量研究，我国电力科学研究院电力工业电气设备质量检验测试中心开展的相关研究便属于其中典型，这类研究建设的分布式电源接入配网继电保护装置检测平台则为我国电力事业发展、分布式电源系统继电保护装置检测技术的推广提供了有力支持。深入分析不难发现，该检测平台由风机系统、电源系统、变压器、输电线路等物理模拟单元组成，而通过平台中的旋转电机型模拟分布式电源、逆变器型模拟分布式电源、外部等值电源、发电机以及各类保护装置，即可更好满足分布式电源系统继电保护装置检测技术的应用需要。值得注意的是，结合我国分布式电源系统的发展现状，该检测平台具备灵活调节火电厂对风电连接系统支持的能力，这使得检测平台可组成不同系统运行方式、不同故障位置、不同容量分布式电源、不同故障类型、不同容量负荷的高质量模拟，由此实现的高质量继电保护装置闭环测试自然可最大化发挥分布式电源系统继电保护装置检测技术效用。

2 分布式电源系统继电保护装置检测技术

分布式电源系统的接入使得传统配电网短路电流方向、大小出现了不同程度的变化，分布式电源系统接入位置、DG类型也可能引发原保护系统的不正确动作等问题，为了避免问题出现，需要结合上文提及的分布式电源系统继电保护装置检测平台，有针对性的应用相关检测技术。

2.1 系统保护装置检测技术

系统保护装置检测技术属于较为典型的分布式电源系统继电保护装置检测技术，可较好服务于10kV～35kV电压等级分布式电源系统的接入，在专线接入方式、光纤电流差动保护、“T”型线路接入方式的支持下，系统保护装置检测技术可更好发挥自身效用。一般情况下，在分布式电源系统的电源侧与并网点设置两段过流保护、零序电流保护、低/过频率保护、低/过电压保护可有效提升继电保护装置效用发挥，而逆变器类型分布式电源的继电保护则需要考虑两段低压跳闸定值的设置。如逆变器具备低电压穿越能力，该能力应与低压保护相结合，结合并网点电压进行闭锁输出的控制也将为系统保护装置检测提供支持。在具体检测中，可采用模拟不同位置、不同类型故障的形式，以此考核各级保护动作效用发挥，即可保证继电保护装置的正常运行与较高灵敏度，改变分布式接入容量也将为系统保护装置检测的更好开展提供支持[2]。

2.2 防孤島保护装置检测技术

对于同步电机、异步电机类型的分布式电源来说，二者无需设置专门的孤岛保护，但为了保证继电保护装置的稳定运行，线路保护与分布式电源切除时间的配合必须得到关注，非同期合闸问题也将由此得以解决。而对于变流器类型的分布式电源来说，防孤岛保护装置检测技术的应用必须实现孤岛的快速监测，由此实现快速断开分布式电源与电网连接。值得注意的是，防孤岛保护动作时间需控制在2s内，且短于重合闸、电网侧备自投动作所需时间。

2.3 自动重合闸及并网技术检测技术

为尽可能降低分布式电源对电网造成的负面影响，其在发生扰动脱网后的并网必须保证自身频率与电压恢复到正常范围，而对于380V电压等级的分布式电源来说，其扰动脱网后的并网还需在恢复正常情况后进行一定延时（一般大于20s）。值得注意的是，分布式电源扰动脱网后的并网延时由电网调度机构给定，电压等级较高（如10kV～6kV）的分布式电源恢复并网还需要经过电网调度机构的允许。

2.4 故障录波检测技术

故障录波仪属于分布式电源变电站（10kV～35kV）的重要组成，故障录波仪具备自动记录故障前10s到故障后60s情况的功能，由此即可为分布式电源相关故障的处理提供重要依据，分布式电源继电保护装置的效用最大化发挥也将获得更有力保障。

3 结论

综上所述，分布式电源系统继电保护装置检测技术具备较高推广应用潜力，而在此基础上，本文涉及的系统保护装置检测技术、防孤岛保护装置检测技术、自动重合闸及并网技术检测技术、故障录波检测技术，则提供了实践价值较高的路径建议。因此，国内学界应加强分布式电源故障特征、故障暂态机理的更深入研究，由此即可为我国电力事业的发展提供更有力支持。

参考文献：

[1]夏帮强.分布式电源系统继电保护装置检测技术初探[J].科技创新与应用，2017（15）：211.

[2]张凯翔，张肖青.分布式电源对配电网继电保护的影响分析[J].供用电，2017（3408）：47-51.

作者简介：潘剑虹（1986-），男，浙江温州人，本科，工程师，研究方向：继电保护。