【正文】 nd sensitivity. Further, the paper discusses the influence of the fault current that least one of two DG connect to upper, downstream or adjacent side the fault, and establishes the mathematical model under various conditions. Then examples are used to pare the influences of fault current, as well as two DGs’ effect to the line current respectively. Then the mathematical model that the admittance capacity of the DGs connect to grid is built up under bined limited conditions. Finally, based on photovoltaic cells as a tangible model, this paper applies Matlab to built photovoltaic battery simulation model that connects to 10kV grid, and verifies the correctness and rationality of each simulation model. When single or multiple DGs connect to 10kV grid, because of the different position of the failure, they will change the power trend, and different lines’ shortcircuit current, as will as support system nodes’voltage. The paper makes use of experiment to pare these effects, and the simulation results validate the former analysis that DGs will effect grid’s relay protect effection, and the system simulation model is also validated correctly. Keywords: Distribution work。 Relay protection。Photovoltaic cell。分布式電源是指直接布置在配網(wǎng)或分布在負(fù)荷附近的功率為數(shù)千瓦至 50 MW 小型模塊式的、與環(huán)境兼容的獨(dú)立電源 [1]。分布式電源具有調(diào)峰、再生能源的利用、節(jié)省輸變電投資、降低網(wǎng)損、提高供電可靠性等效益 [3]。 而目前我國(guó)的中、低壓配電 網(wǎng)主要是單側(cè)電源、輻射型供電網(wǎng)絡(luò) ,分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)后 ,輻射式的網(wǎng)絡(luò)將變?yōu)橐环N遍布電源和用戶互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò) ,潮流也不再單向地從變電站母線流向各負(fù)荷 .配電網(wǎng)的根本性變化使得電網(wǎng)中電流保護(hù)定值和機(jī)理發(fā)生了深刻變化 [4]。 不同分布式電源位置對(duì)電流保護(hù)的影響分析 4 1 分布式發(fā)電的概念 美國(guó) 1978 年在公共事業(yè)管理政策中稱“為滿足特定用戶需要或支持現(xiàn)有配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 ,以分散形式布置在用戶附近 ,發(fā)電功率為 幾千瓦到五十兆瓦的小型模塊式且環(huán)境兼容的獨(dú)立電源”為分布式發(fā)電。從廣義上講 ,分布式發(fā)電也可以指安裝在用戶附近的發(fā)電設(shè)施而不論這種發(fā)電形式規(guī)模的大小和一次能源的類型。 分布式發(fā)電根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)可以分為不同的類型 ,根據(jù)容量的大小分布式發(fā)電可以分為小型分布式發(fā)電 (小于 100 千瓦 )、中型分布式發(fā)電 (100 千瓦到 1 兆瓦之間 )、大 型分布式發(fā)電 (大于 1 兆瓦 )三類 [912]；根據(jù)是否為可再生能源發(fā)電分為利用可再生能源的分布式發(fā)電和不利用可再生能源的分布式發(fā)電。這類發(fā)電類型在分布式發(fā)電資源中占有的比重較高 ,但是它顯著的缺點(diǎn)是這類發(fā)電一般都是間歇性資源 ,其出力受自然條件和地域環(huán)境的限制 ,地域依賴性很強(qiáng) ,一般通過通過逆變器接入配電網(wǎng)絡(luò)中 ,隨著它們的裝機(jī)容量在配電網(wǎng)系統(tǒng)的比重越來越大 ,對(duì)繼電保護(hù)的影響將越來越顯著。 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 2 配電網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)原理 繼電保護(hù)的基本要求 配電網(wǎng)絡(luò)在安全運(yùn)行過程中會(huì)遇到各種各樣的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，一方面在故障情況下，系統(tǒng)的故障電流會(huì)很大，會(huì)危害故障設(shè)備和非故障設(shè)備 ,影響用戶的正常工作 ,如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn) 故障并且切除故障線路和設(shè)備 ,會(huì)使事故進(jìn)一步擴(kuò)大 ,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)震蕩、電壓崩潰等嚴(yán)重后果。例如系統(tǒng)頻率過高或者過低、過電壓、過負(fù)荷、系統(tǒng)震蕩等 ,如果不及時(shí)采取措施排除產(chǎn)生這類狀態(tài)的原因 ,也會(huì)影響配電網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。繼電保護(hù)技術(shù)是一個(gè)完整的體系 ,它主要包括電力系統(tǒng)故障分析、各種繼電保護(hù)原理以及實(shí)現(xiàn)方法、繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)、繼電保護(hù)運(yùn)行及維護(hù)等技術(shù)。 繼電保護(hù)裝置就是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài) ,并動(dòng)作于斷路器跳閘或者發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)就是用繼電保護(hù)技術(shù)和由各種繼電保護(hù)裝置構(gòu)成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。對(duì)于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)要求主要從反應(yīng)故障狀態(tài)的保護(hù)要求來闡述 ,因?yàn)榉磻?yīng)不正常狀態(tài)的保護(hù)要求一般低于反應(yīng)故障 狀態(tài)的保護(hù)要求。 (l)選擇性 選擇性是指繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí) ,僅將故障元件或線路從電力系統(tǒng)中切除 ,使系統(tǒng)無故障部分繼續(xù)運(yùn)行，即故障點(diǎn)在區(qū)內(nèi)是就動(dòng)作 ,在區(qū)外是就不動(dòng)作 ,使故障時(shí)停電面積最小。保證速動(dòng)性能帶來幾個(gè)方面的好處 : ,防止系統(tǒng)的震蕩； 用戶在低電壓下的動(dòng)作時(shí)間； 元件的損壞程度 ,避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大?？傊?,一般在保證保護(hù)選擇性的前提下來滿足速動(dòng)性。對(duì)靈敏性一般用定量的方式來衡量 ,其中包括過量保護(hù)和欠量保護(hù) ,對(duì)于反應(yīng)于數(shù)值上升而動(dòng)作的過量保護(hù) (如電流保護(hù) )為 : dzdm i nlm 參數(shù)的最小 計(jì)數(shù)末端金屬性短路 時(shí) 端金保 IIK ?? 保護(hù)的動(dòng)作參數(shù) 值護(hù)范圍 （ 21） 對(duì)于反應(yīng)于數(shù)值下降而動(dòng)作的欠量保護(hù) (如低電壓保護(hù) )為 : dm a xdzlm UUK ?? 算值路時(shí)故障參數(shù)的最大計(jì)保護(hù)范圍末端金屬性短 保護(hù)的動(dòng)作參數(shù) （ 22） 在不同的保護(hù)有其不同的靈敏系數(shù) ,不過其值一般都大于 1,靈敏系數(shù)越高 ,表明保護(hù)性能越好?？煽啃允请娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)最基本的性能要求 ,只有在滿足可靠性的前提下 ,保護(hù)的選擇性、速動(dòng)性及靈敏性才有實(shí)際意義。 以上四個(gè)基本有時(shí)候會(huì)相互矛盾 ,但總體上是相輔相成 ,協(xié)調(diào)統(tǒng)一的 ,總體上 ,一般以選擇性為出發(fā)點(diǎn) ,以滿足選擇性的前提下盡量縮短動(dòng)作時(shí)間 ,盡量滿足其速動(dòng)性 ,以靈敏性來校驗(yàn)保護(hù)性能的優(yōu)劣 ,可靠性則是保護(hù)的最基本、最重要的要求。我國(guó)目前的配電網(wǎng)系統(tǒng)大多數(shù)是單側(cè)電源、輻射型配電網(wǎng)絡(luò) ,一般配置有傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù) ,即 :瞬時(shí)電流速 斷保護(hù) (電流 I 段 )、限時(shí)電流速斷保護(hù) (電流 II 段 )和定時(shí)限過電流保護(hù) (電流 III 段 ),這三段保護(hù)相互配合 ,構(gòu)成了主保護(hù)與后備保護(hù) ,能夠反映線路各種故障。 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 (l)電流速斷保護(hù) 所謂電流速斷保護(hù)是指僅反應(yīng)電流增大而能瞬時(shí)動(dòng)作切除故障的保護(hù) ,也稱為無時(shí)限電流速斷保護(hù) (電流 I 段 )。為保證動(dòng)作的選擇性 ,必須從保護(hù)裝置啟動(dòng)參數(shù)的整定上保證下一條線路出口處短路時(shí)不啟動(dòng) ,所以一般情況下 ,電流速斷保護(hù)只保護(hù)線路的一部分。即： m ax..11 1. Bdkdz IKI ?? （ 23） 其中可靠系數(shù) ~ ?K 。一般情況下電流速斷保護(hù)應(yīng)安最小運(yùn)行方式下兩相短路電流來校驗(yàn) ,其最大的保護(hù)范圍應(yīng)大于 50%的線路全長(zhǎng) ,最小保護(hù)范圍應(yīng)大于 15%的線路全長(zhǎng)。其要求要在任何情況下都能保護(hù)本線路的全長(zhǎng) ,切能快速切除故障 ,兼作電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。其動(dòng)作電流的整定原則為 :保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流應(yīng)按照躲過下一條線路電流速斷保護(hù)范圍末端發(fā)生短路不同分布式電源位置對(duì)電流保護(hù)的影響分析 8 時(shí)最大短路電流 (或躲過下一條線路電流速斷保護(hù)的整定值 )來整定，即 : 39。限時(shí)速斷的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)選擇得比下一條線路電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限高出一個(gè)時(shí)間階段。為了保護(hù)線路全長(zhǎng) ,其靈敏系數(shù)一般采用最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路時(shí)短路電流來計(jì)算。其作用主要是作為本線路主保護(hù)的近后備以及下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。其動(dòng)作整定原則為 :按躲過本線路最大負(fù)荷電流來整定。即： ?????????m a a a x.m a x.m a x.fzqkzqhzqhfdzIKKIIIIII （ 27） 保護(hù)裝置的動(dòng)作電流： m a fh zqkhh IKKKKII ?? （ 28） 其中 為最大負(fù)荷電流 , hI 為返回電流 , 為最大自啟動(dòng)電流 , hK 為返回系數(shù) , kK 為可靠系數(shù) , zqK 為自啟動(dòng)系數(shù)。由于定時(shí)限過電流的保護(hù)要求是作為本線路的近后備保護(hù)和下一線路的遠(yuǎn)后備保護(hù) ,所以其靈敏系數(shù)的計(jì)算也包括兩個(gè)方面。即： 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 in..dlm ?? dzIIK 本 （ 29） 作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí) ,采用最小運(yùn)行方式下相鄰線路末端兩相短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。從保護(hù)的性能角度而言 ,這是定時(shí)限過流保護(hù)最大的缺點(diǎn)。但是它也有不可避免的缺點(diǎn) ,由于保護(hù)定值的確定直接受電網(wǎng)接線方式和 運(yùn)行方式變化的影響 ,所以階段式電流保護(hù)往往在保護(hù)范圍或者是靈敏度上不能滿足要求。它最大的優(yōu)點(diǎn)克服了定時(shí)限過流保護(hù)的缺點(diǎn) ,即越接近電源 ,動(dòng)作時(shí)間越短 ,因此 ,能夠較快地切除近處故障。常用的反時(shí)限過流繼電器的動(dòng)作方程為： ? ? ?? II （ 211） 其中 dzI 為繼電器的動(dòng)作電流 ,K為保護(hù)的時(shí)間整定常數(shù) ,I為流過繼電器的電流 ,t為動(dòng)作時(shí)間。 (5)自動(dòng)重合閘 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明 ,架空線路的故障大都是瞬時(shí)性故障 ,在線路被繼電保護(hù)迅速斷開以、電弧熄滅后 ,故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù) ,外界物體 (例如數(shù)字、鳥類等 )也被電弧燒掉而消失。而永久性故障是由于線路倒桿、斷線、絕緣子擊穿或損壞等引起的故障。由于架空線路的故障具備上述性質(zhì) ,且永久性故障占一般為 10%左右 ,在繼電保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障后 ,電弧將自動(dòng)熄滅 ,絕大多數(shù)情況下短路處的絕緣可以自動(dòng)恢復(fù) ,為此 ,電力系統(tǒng)中采用了自動(dòng)重合閘裝置 (AR),即不同分布式電源位置對(duì)電流保護(hù)的影響分析 10 斷路器跳閘后 ,能夠自動(dòng)將斷路器重新合閘的裝置。為了能夠盡量利用重合閘所提供的條件來加速切除故障 ,繼電保護(hù)能滿足配合性的情況下 ,一般采用兩種方式來實(shí)現(xiàn) ,即重合閘前加速保護(hù)和重合閘后加速保護(hù)。當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí) ,為了能夠加速地切除故障 ,要求靠近電源側(cè)的保護(hù)無選擇性地瞬時(shí)動(dòng)作以切除故障。這種保護(hù)動(dòng)作方式能夠快速地切除故障 ,使瞬時(shí)性故障來不及發(fā)展為永久性故障 ,從而能夠提高重合閘的成功率。它的缺點(diǎn)是斷路器的工作條件惡劣 ,動(dòng)作次數(shù)較多 ,若重合于永久性故障時(shí) ,切除時(shí)間較長(zhǎng) ,可能對(duì)系統(tǒng)造成二次沖擊 [2627],一旦重合閘裝置拒動(dòng) ,則停電范圍有可能擴(kuò)大。 ② 重合閘后加速保護(hù) 所謂重合閘后加速保護(hù)就是指當(dāng)線路第一次故障時(shí) ,保護(hù)有選擇性地動(dòng)作 ,然后進(jìn)行重合 ,一般稱其為“后加速”。后加速保護(hù)也有其優(yōu)缺點(diǎn) ,其優(yōu)點(diǎn)是 :1)第一次又選擇性地切除故障 ,不會(huì)擴(kuò)大停電范圍； 2)保證了永久性故障能瞬時(shí)切除 ,并仍然是有選擇性的； 3)和前加速保護(hù)相比 ,使用中不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件的。其缺點(diǎn)是 :l)每個(gè)斷路器都得需要裝設(shè)一套重合閘 ,接線不見復(fù)雜； 2)第一次切除故障是帶一 定時(shí)限的。因?yàn)檫@些線路都裝設(shè)了比較完善的保護(hù)裝置 ,所以第一次有選擇性的切除故障的延時(shí)是系統(tǒng)運(yùn)行所允許的 ,這樣后加速保護(hù)就可以更快地切除永久性故障。當(dāng)分布式電源接入后 ,其系統(tǒng)的潮流大小、流向和分布都將發(fā)生改變 ,傳統(tǒng)配網(wǎng)中的繼電保護(hù)和自動(dòng)重合閘有可能 要做出相應(yīng)的調(diào)整 ,否則分布式電源會(huì)使配網(wǎng)系統(tǒng)無法快速地、準(zhǔn)確地切除故障 ,進(jìn)而影響電網(wǎng)系統(tǒng)和設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本節(jié)著重分析不同位置引入分布式電源后對(duì)其過流保護(hù)的影響。提出基于對(duì)保護(hù)影響最小情況下的最佳并網(wǎng)次序方案 ,為保護(hù)定值整定和分布式電源接入配網(wǎng)的設(shè)計(jì)規(guī) 劃