含分布式电源的链式串供线路运行探讨分布式电源

时间：2019-03-30 03:25:04　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：分布式电源接入地区电网以后给地区电网的运行和控制带来多方面的影响。本文探讨分布式电源的引入对链式串供线路继电保护和安全自动装置的影响及相应的对策，对保证地区电网的安全运行有一定的意义。
　　关键词：分布式电源；链式串供线路；安全自动装置
　　中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0047-02
　　0引言
　　在地区电网中，由于一些小水电、垃圾电厂或燃气发电厂的并网缓解了地区电网供电压力，提高了电网供电能力。但是，这些分布式电源接入地区电网以后，使原来简单的单电源辐射网络变成了复杂的多电源网络，导致原来的地区电网继电保护和安全自动装置出现了灵敏度降低、保护很难配合的问题，由此给地区电网的运行和控制带来多方面的影响。本文探讨分布式电源的引入对链式串供线路继电保护和安全自动装置的影响及相应的对策，对保证地区电网的安全运行有一定的意义。
　　1含分布式电源的链式串供线路运行中存在的问题
　　
　　图1是有分布式电网并网的链式串供线路典型系统接线图，分布式电源的发电机组通过B变电站的低压母线及110kV链式供电线路 L1、L2与系统并网。两条110kV线路采用的保护装置是常规微机保护装置，即相间距离I、II、III段，接地距离I、II、III段，零序保护I、II、III段及光纤纵联差动保护。
　　按照电网继电保护配置及整定的有关规定，由于在负荷侧有地区电源并网，简单的单电源辐射网络变成了双侧多电源网络后，安全自动装置也随着变化：
　　1.1 110kV线路L1、L2系统侧开关1DL1、2DL1重合闸与单电源网络一样按投入各段保护，重合闸按检线路无压投入；负荷侧开关1DL2、2DL2则由原来不投保护改为投入各段保护，重合闸按检线路与母线同期方式投入。
　　1.2 分析线路故障时的保护动作情况。供电线路为两侧电源网络，当110kV线路L1发生故障光纤差动保护瞬时跳开两侧开关，由于线路故障70%以上为瞬时性故障，系统侧开关重合闸在绝大多数情况下均能检线路无压1DL1重合成功。
　　对负荷侧开关1DL2的重合闸动作情况则要分情况进行分析，在L1线路两侧开关跳开后，分布式电源形成独立的小电源系统，在这种情况下，如果分布式电源所发的电能和A、B变电站负荷基本平衡，这种情况下负荷侧开关还是可以检同期重合成功的。但实际的电网情况是，这个由分布式电源形成的独立系统发电机组功率和A、B变电站负荷之间存在着较大功率缺额，此时用自动重合闸装置来捕捉同期重合开关1DL2，是根本不可能做到的，检同期重合根本不可能成功。最终的结果是虽然供电线路L1已经带电，但由于1DL2开关重合闸动作失败，仍然造成了两座110kV变电站的全部失压。同样的道理，对于链式串供线路的另一条线路发生故障，也将导致一座变电站的失压。可见，由于分布式电源的并网，传统的保护及自动装置配置已经不能满足电网对供电可靠性的要求。
　　1.3 由于分布式电源机组容量小，在线路发生故障时提供的短路电流也小，负荷侧开关1DL2、2DL2保护装置的各段后备保护的灵敏度降低。
　　2针对分布电源并网后链式串供线路的继电保护及安全自动装置对策
　　电网发生事故时，很重要的一点是迅速恢复对用户特别是重要用户的供电，提高电网供电可靠性，继电保护及安全自动装置也应该按这个原则配置和正定。在链式供电线路110kV线路发生瞬时故障时，重要的是如何快速恢复这两所变电站的供电，提高供电的可靠性。而对于分布式电源，只是地方电网的一种补充，因此完全可以采用解列重合闸，在变电站恢复正常供电后，分布电源电厂再检同期并网发电。
　　2.1 链式串供线路的继电保护110kV线路保护及自动装置的配置及整定，应以最大限度提高变电站的供电可靠性为原则。根据有关规程规定的要求，对110kV线路系统侧开关1DL1、2DL1保护仍按常规光差保护、距离保护、零序保护整定并进行配合，重合闸投检线路无压重合闸。第一级线路负荷侧开关1DL2保护投光差保护、距离保护于信号，零序保护由于负荷侧变压器110kV中性点不接地无零序电流不投入，重合闸退出。第二级线路负荷侧开关2DL2投光差保护、距离保护动作后跳分布式电源并网开关。
　　通过以上保护整定方案的调整，在第二级线路发生瞬时性故障时，就可通过负荷侧开关2DL2的保护装置无延时跳开分布式电源的并网开关，从而使线路开关重合闸动作成功恢复对变电站的供电。而第一级线路L1故障则要进行重新的分析，这也是有分布式电源并网后链式供电线路保护及自动装置配置的难点。
　　2.2 线路L1接地短路故障分布式电源解列措施分布式电源一般容量较小，为保证零序电网的稳定，一般其并网变电站变压器110 kV中性点均不接地。如果线路L1发生接地短路，根据以上保护整定方案，1DL开关光差保护动作跳开，而1DL2由于光差保护仅发信号。这样在分布式电源解列装置动作之前就形成了带着接地故障点的小电源系统，B变电站的主变110kV中性点感受的零序电压就是线路L1接地点的零序电压，这样就可利用B变电站的主变间隙保护动作联跳分布式电源并网开关的方法来解列分布式电源。
　　根据规程DL/T 584-2007《3~110kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定，B变电站的主变零序过压保护及间隙零序过流保护，均以短时限0.2S跳分布式电源并网线，0.5S跳主变各侧。这样在0.2秒跳开分布式电源并网线开关以后，接地点零序电压消失，保护返回。而A变电站主变的零序过压和间隙零序过流保护要和B变电站的相应保护进行配合，确保在线路L1发生单相接地短路，分布式电源解列前，A变电站主变间隙保护不动作。因此A变电站主变的零序过压和间隙零序过流保护动作时限较B变电站多一个时间级差，即以0.2S+Δt=0.5S～0.6S跳主变各侧。
　　2.3 线路L1相间短路故障分布式电源的解列措施线路L1的相间短路故障由于不接地，没有零序电压的产生，不能通过主变的中性点零序保护来解列分布式电源。但第二级线路L2的负荷侧开关2DL2相间距离II段可按保护链式串供线路全长，并保证有一定的灵敏度整定。确保第一级线路相间故障时，第二级线路负荷侧开关相间距离II段经一定延时联跳分布式电源。
　　2.4 110kV线路重合闸的整定配合线路系统侧开关1DL1检无压重合闸时间按与开关2DL2相间距离II段保护配合，由于低周低压解列装置及10kV并网开关电流保护作为110kV线路故障时切除分布式电源的后备，其重合闸时间也应与其相配合，且一般不超过2.0秒。
　　3针对分布电源并网后分布式电源的安全自动装置对策
　　链式串供线路保护配置很重要的一个原则就是在线路发生故障时，分布式电源能迅速解列，从而能及时恢复对两个变电站的供电。因此分布式电源本身的低频低压解列装置如果设置合理，和链式串供线路联跳分布式电源并网开关保护相互配合，互为备用，保护动作的可靠性将大大提升。
　　3.1 低频解列装置链式串供线路故障电源侧开关保护动作跳闸后，形成的孤立系统将有较大功率缺额，频率降低，分布式电源本身的低频解列装置应该可靠动作。根据《整定规程》的规定及电网运行经验，频率定值一般整定为48Hz～49Hz，时间定值取0.2S～0.5S。
　　3.2 低压解列装置同样的道理在形成的独立电源系统中，频率降低的同时，电压也将迅速降低。但低压解列装置的动作时限要和本变电站10kV出线过流保护配合，确保变电站其他10kV线路故障引起系统电压降低时，分布式电源的低压解列装置不动作。
　　分布式电源的并网给地区电网的安全可靠运行提出了新的要求，尤其在地区110kV链式供电系统的负荷侧有分布电源并网后，简单的辐射式配电网络变成了双侧电源的复杂的供电网络，继电保护及安全自动装置从保护配置、定值配合、保护灵敏敏度等方面都面临着新的问题。本文正是通过对上述问题的分析，提出了新的解决方案，实践证明具有很高的实用性，可有效提高用户供电可靠性。

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