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分布式电源对配电网继电保护影响研究 　　摘 要：分布式电源作为一种高效、可靠、经济的发电方式，近年来得到了国内外的广泛关注。分布式电源的快速发展给传统的电力系统注入了新的活力，同时也带来了新的挑战。多数的配电网尤其是农村配电网其结构为单电源、放射状，配电网的继电保护是以此结构为基础设计运行的。分布式电源的接入使配电网的结构发生了很大的变化，配电网的潮流分布和短路电流分布也将随之改变，因而也将影响配电网继电保护装置的正常运行。 　　关键词：分布式电源；配电网；继电保护；并网保护；准入容量； 　　1DG 的定义 　　分布式电源本身并不是一种全新的形式，我国早期的小火电、小热电以及在重要的行业和场所，用户为了增强供电的可靠性自己安装的电源设备都属于分布式电源。尽管如此，学术界对 DG 的定义仍然存在争议。国际大电网委员会(CIGRE)把DG 定义为：最大容量为 50～100MW、通常联接于配电网络并且不受统一调度和控制的发电机组。根据这一定义，接入输电系统的含上百台风电机组的大规模风电场就不在 DG 之列。IEEE 定义的 DG 是小容量的、可以在电力系统任意位置并网的发电机。另外还有很多学者对 DG 给出了自己的定义。DG 的定义很多，总体而言主要基于两个标准：容量和并网的电压等级。对 DG 的额定容量，IEEE、EPRI 和 CIGRE等国际组织都曾撰写过报告对其进行说明，但是三者之间没有取得一致意见，如 IEEE定义的 DG 容量范围≤10MW，EPRI 定义的 DG 容量范围在几 kW～50MW 之间，CIGRE 给出的 DG 容量范围≤50～100MW[7]。从 DG 并网的电压等级考虑，国际上大多数学者认为 DG 包括联接到配电系统和安装在负荷附近联接到输电系统的发电机组。 　　2 DG 的种类和特点 　　在不同的研究领域，DG 有不同的分类方式。一般可以根据 DG 的技术类型、所使用的一次能源和电力系统的接口技术进行分类。根据 DG 通常所使用的技术可分为风力发电、光伏发电、微型燃气轮机组、燃料电池、生物质能发电、小水电和海洋能发电等。 　　(1)风力发电 　　风力发电技术是将风能转化为电能的发电技术，由于风力发电环保可再生、全球可行、成本低且规模效益显???，已受到越来越广泛的欢迎。风力发电形式可分为离网型和并网型。并网型风力发电是大规模开发风电的主要形式，也是近几年来风电发展的主要趋势。并网型风力发电通常有多台容量较大的风力发电机组构成风力发电机群，称其为风电场(也称风力田、风田)。因此风电场具有机组大型化(50kW～2MW)、集中安装和控制的特点。风电场的主设备为风力发电机组，发电机经变压器升压与电力系统相连。并网型风力发电机组主要由风力机和发电机构成[8]。风力发电技术在新能源领域已经比较成熟，经济指标逐渐接近洁净煤发电。风电的不足在于：能量较分散、地域性强、受气候影响大；安装、维护有一定难度；风速随时变化引起并网风电场输出功率的较大波动会给电网运行带来一定的不利影响。 　　(2)光伏发电 　　太阳能光伏电池(PhotovoltaicCell，PV)发电技术利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转化为电能。白天发电的盈余倒送电网，晚间用户从电网取电。采用光伏电池发电具有不消耗燃料、不受地域限制、规模灵活、无污染、安全可靠、维护简单等优点[9]。光伏电池的输出功率受日照强度、电池结温等因素的影响，不能调度，而且系统的频率和电压对其基本上没有影响。 　　(3)微型燃气轮机 　　微型燃气轮机是以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型气轮机。其发电效率可达 30%，如实行热电联产，效率可提高到 75%。微型燃气轮机的特点是体积小、重量轻、发电效率高、污染小、运行维护简单。它是目前最成熟、最具有商业竞争力的分布式发电电源[10]。 　　(4)燃料电池 　　燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化成电能的装置，其原理颇似电解水的逆过程。氢基燃料(汽油、天然气或其它碳氢化合物)送入燃料电池的阳极(电源的负极),转化为氢离子，空气中的氧气送入燃料电池的阴极(电源的正极)，负氧离子通过两极间的离子导电的电解质到达阳极，与氢离子结合成水，外电路则形成电流[11]。 　　3DG 对配电网电流保护的影响 　　传统的配电网主要是单电源、放射状结构，这种配电网结构简单、投资较小、维护方便。DG 接入配电网后将改变电网的原有结构特征，对电网的短路电流分布和继电保护之间的配合都会产生影响。当配电网中接入容量较大或者多个小容量的 DG 时，由于 DG 所在支路的分流作用，故障发生后流过保护装置的电流可能减小，保护的保护范围降低。DG 接入配电网还可能在相邻线路故障时，DG所在线路由于DG的反向电流导致无故障跳闸。DG