微电网继电保护的研究与应用刘蓁蓁

微电网继电保护的研究与应用刘蓁蓁

深圳市科陆电子科技股份有限公司

引言

根据现今的国情和基于社会大众的需求,微电网继电系统保护的研究走进大众视野。微电网的提出其主要的目的是实现分布式电源的高度有效且灵活的利用,从而解决有关于分布式电源并网的相关问题。

1微电网及其种类

微电网主要由发电部分、用电负荷、储能单元和控制单元组成,是典型的独立式发电系统。其中,发电部分与储能单元相并联,于用户侧发挥直接作用。这一电网具有齐全的功能,而且在配电网当中,还可作为虚拟电源及虚拟负荷。在大电网中,可将微电网作为可控单元,而对用户侧而言,它能独立的满足用户侧每项特定需求。按直流和交流的类型,可将微电网分成三种:1)直流微电网;2)交流微电网;3)交、直流混合式微电网。整体角度讲,第三种微电网由于在交流母线中接入其他特殊电源,所以可简单将其作为交流微电网。而按功能需求还可将微电网分成:1)简单微电网;2)包含多类型设备的微电网;3)公用微电网。按用电规模,可将微电网分成简单、企业、馈线区域、变电站区域及独立微电网几种。

微电网是为了满足用户的需求而在用户侧安装分布式电源(distributedgenerator,DG)的低压配电网,主要由DG、负荷、储能及控制装置组成,与大电网结合具有能源利用率高、兼容环境、适应可再生能源等优点[1-5]。根据经济性和实用性,我国中低压配网一般采用传统三段式电流保护。微电网与大电网并网运行时,与传统配电网类似,但由于其含有高渗透率的DG,而DG"即插即用"的特性使得微电网的拓扑结构复杂多变,微电网中的潮流分布及故障时的电流大小和方向也受DG影响发生了根本性变化。DG对微网中的故障电流分布和传统电流保护之间的整定配合关系都会产生影响,这些与DG的接入位置、接入容量和接入方式等有关。DG对微电网电流保护的影响由下列因素决定:1)DG接入位置。DG接入位置的不同导致DG与故障点的位置之间不同,线路阻抗不同导致提供的故障电流不同。2)DG接入容量。DG接入容量不同导致DG接入阻抗不同,提供的短路电流不同。3)DG接入方式。DG直接并网和通过电力电子装置并网2种接入方式。通过电力电子设备并网的DG受限制故障时提供的短路电流很小,直接并网的DG故障时提供的短路电流大。

2微电网继电保护方法

2.1差动电流保护法

在微电网中,差动电流法被广泛的使用。在运行过程中,对不平衡电流进行检测,差动电流保护法具有极高的灵敏性。差动电流保护还具有较好的选择性。其具体的方法是,将微电网分割成几个不同的保护区域,根据不同区域不同故障然后进行配合保护,这样的工作流程极大的避免了较大的事故放生。差动电流自身灵敏度还有待调整。

2.2过电流的保护

当电流超过预定最大值时,使保护装置动作的一种保护方式。当流过被保护原件中的电流超过预先整定的某个数值时,保护装置启动,并用时限保证动作的选择性,使断路器跳闸或给出报警信号。

2.3方向纵联保护方法

方向纵联保护方法的基本原理是比较原理。其判断标准是电流的方向,对网络要求较低。

2.4电压扰动保护方法

电压扰动保护方法即为研究微电网故障时分布式电源间的电压变化来判断故障的一种方法。以上几种微电网继电保护方式都具有很好的灵敏度,能够很好地监测故障的电流方向,并且能够及时高效的将信息传递给其控制装置,装置的开关闭合等装置,不仅能够节省制造费用,更是因其结构的简单使得其使用寿命加长。目前应用的微电网继电保护都是能够监测双向电流的,更加的安全,一定程度提高了其控制设备的灵敏度。微电网继电保护若是想要能够及时完成任务,一定要满足技术上面的需求,即为:在继电保护技术上一定要满足其选择性、速动性、灵敏性和可靠性这四项基本的要求,以便能够正确的、及时的、完美的完成任务。

3微电网继电保护的研究与应用

实质上,在微电网中应用广域继电保护的因素主要涵盖以下四个方面:其一,采用广域继电保护技术,可以达到多点信息同步采取的良好目标,而且在保护方式方面形成差动保护,以此来充分发挥差动保护的优势作用,大大提升微电网运行的安全性与稳定性;其二,已有的硬件系统是广域继电保护操作平台关键基础,不需要再次开发新的硬件装置,为收集和分析各点信息创造了良好的条件,能在监测微电网运行状态时及时发现存在的不良问题;其三,广域系统具有避免通信补偿的良好优势,即便在通信不畅时也不会发生误动或者拒动的情况,有着很高的稳定性;其四,在互联网信息技术的快速发展下,应用广域继电保护技术,能够通过网络采集信息数据并加以分析,以此来掌握电网系统的运行情况,判断继电保护的运行过程是否存在问题,不会再出现由于控制动作不当导致继电保护设备损坏的情况。在微电网继电保护具体应用的过程中,尽管广域继电保护设备可以有效保障微电网的安全稳定运行,但是在微电网系统快速发展的背景下,广域继电保护技术也需要不断更新和完善,持续提升技术水平和技术实力,这样才能满足微电网继电保护的需求,才能更好地推动微电网技术的健康发展。其五,采用独立回路的形式进行供电。通过对独立回路的合理应用,能减小供电以后产生的闪变与波动及其影响范围,并减小其对负荷造成的限制。在短路容量相对较大的母线进行电源接入,能极大地降低闪变及波动。其六,增加供电电压。相关研究表明,电压损失率和额定电压二次方为反比关系。基于此,可采取提高供电电压的方式来控制闪变及波动。在功率波动相同的情况下,当供电电压为1.05V时,其电压闪变是当供电电压为0.95V时的82%对分布式电源与储能装置进行合理配合。其七,对于储能装置,它可使系统保持稳定,具有过渡的作用,同时还能降低波频与波幅,实现减小闪变的根本目标。

结束语

随着社会的发展,电越来越成了必需品,电力消耗越来越大,电力负荷也在不断增加的时期,微电网的出现就一定程度缓解这一矛盾。微电网主要是由分布式的新能源和就近负载组成的,微电网是对可再生资源充分利用的过程,有效的解决了长距离运输电过程中产生的电能损耗和线路损耗问题,不仅保障了供电的质量水平,还节省了投资。时代不会停下进步的脚步,电力作为社会前进的能源动力,如何高效的运用是这个时代的问题,微电网继电保护作为这个时代必然的产物,是对电力更好更稳的传输的纽带。微电网的应用会随着社会的发展而越来越广泛,必会受到更多人的喜爱。

参考文献

[1]张磊,王跃强,陈国恩.基于现实的微电网保护方案研究[J].电气技术,2017(12):114-117.

[2]袁祖慧,黄启建,陈劲松.微电网继电保护的研究与应用[J].科技创新与应用,2017(30):161+163.

[3]高牧风,李沁风,凌绪友,肖俊宇,聂德宇.微电网继电保护优化方法研究[J].通信电源技术,2017,34(05):196-197.

[4]付凯朋.智能微电网接入的常规低压配电线路及保护措施分析[J].低碳世界,2017(11):88-89.

[5]吕斌华.微电网继电保护的研究与应用[J].科技风,2016(17):221.

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