微电网继电保护的研究与应用 李辰浩

发表时间:2021/1/15   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:李辰浩
[导读] 摘要:微电网又被称为微网,主要组成部分为新型能源和就近负载。
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        摘要:微电网又被称为微网,主要组成部分为新型能源和就近负载。随着微网系统在我国的发展,在提高能源利用率、降低长距离传输电力的耗损、减少投资、提高供电质量等方面作出了积极的贡献。在微网运行过程中,需要安装相应的继电保护装置。继电保护在微网中的作用主要是切除故障部分,避免大规模的停电事故发生,从而实现微网的安全、稳定运行。因此本文对微电网继电保护的研究与应用展开了论述,以供参阅。
        关键词:微电网;继电保护;研究与应用
        继电保护在微电网中扮演着十分重要的角色,是保护电力系统与原件不遭到损坏的重要基础,而且可以有效的解决电网插入电源时产生的随机性与波动性的问题。微电网是在电力技术与智能化技术发展状况下的全新电力供给模式,采用可持续能源是其最大的优势特征,尤其是在环境污染、能源危机的新形势下,微电网的发展受到了社会各界的广泛关注,与传统电网对比来看,传统电网的电流较为稳定且输出功率较大,覆盖的范围极其广泛,而微电网与其他功率大的电网共同运营时,会转变为多方向网络,具有很大的安全隐患,相关技术人员必须进行微电网继电保护,这也是保障微电网快速发展的必要条件。
        1微电网继电保护的特点与方法
        1.1微电网继电保护的特点
        微电网中的电流和运行方向有着很强的特殊性,各级之间的配合保护十分复杂,传统电网的继电保护并不适用于微电网,在实际的工作中,微电网继电保护还是存在着诸多问题,在微电网正常运行时,因为微电网能够实现短距离供电,因此能够实现不间断供电,也就是说继电保护要在微电网正常运行的情况下进行。
        1.2微电网继电保护的方法
        由于微电网采取的是分布式电源接入的形式,要利用特殊的继电保护技术,如今微电网常用的继电保护方式有区域差动下的继电保护法、过电流保护法、方向纵联保护法以及电压扰动保护法四种方式。其一,区域差动下的继电保护法。当采用区域差动作为主保护时,可以通过将保护对象高压的配电网分化成为多区域网络,然后实施保护。这项技术主要是通过启动判据以及比率制动判据组合成为“与”门的信息出口。由于微电网当中只能采集单元的局部控制层、配电网调度层配电网调度系统以及中央控制区域差动保护,这些结构层的区域差动保护,所以应该考虑网络的一致性,这一点在构建网络时就应该进行关注。还有一种保护形式为后备保护。在区域差动保护的过程当中,如果配置的设备回合程序发生失灵、失效等状况时,后备保护会将发生故障的设备从其相近的区域进行短路处理,将其隔离;其二,大型电网中常采用单项过电流继电保护,其中,每级保护都设置了定值,能确保各级供电效率的最大化。然而,在微电网中,由于馈线上无电源,所以,在过电流保护中不需要考虑电流的方向。在具体设计时,如果需要引入大型电网的过电流保护系统,则必须改变微电网的输电过程。大型电网常采取熔丝的过电流保护方法,虽然近年来其被应用到了微电网中,但经研究发现,熔丝方法对微电网继电保护的作用并不明显,仍无法实现高效应用;其三,方向纵联保护法。该方法的基本原理比较简单,即观察相邻线路的运行信息,并比较故障区域的信息,从而找到故障所在的具体位置。方向纵联保护法以电流方向为判断标准,无需对电源或用户一方的电流进行测定。该方法在实际操作中比较容易实现,对网络宽带的要求较低,因此,得到了广泛应用;其四,电压扰动保护法。针对电压扰动保护方式,需要经过对分布式的电源电压的变动开展仔细分析,进而评判故障的产生源头,找到故障出现的位置。之后再制定出相应的举措,对其进行即刻解决。而对于受到一定条件局限的情况,应当进行仔细探索与分析,弄清起因之后再进行处理。


        2微电网继电保护面临的问题
        (1)配电系统在故障发生时可不用直接退出分布式电流,只需要进行离网模式运行就可,这种模式可以对负荷进行不间断供电。所以井网、离网两种运行模式在微网中均会应用,而井网和离网状态下存在较大的故障电流差;(2)同步发电机、异步发电机和逆变器是分布式电源的三种形式,其三种之间具有不同的短路特性。逆变器分布式电源故障电流与额定电流的比为1/2左右,首先是因为其安装了快速响应限流功能,并且其余两种发电机的容量与大机组相比更是较少,其次暂态电势直接影响着短路电流,故障电流的大小与分布式电源的故障状态息息相关;(3)逆变器电源作为主电源的离网模式,其具有较小的转动惯量,故障若切除不及时,会直接导致系统的电压和频率缺乏稳定性,电源受自身的低压保护动作跳开,最后造成停电事故的发生。分布式电源的自身保护动作时间应与电网保护分离,一旦微电网出现故障,微电网保护可先于上游电网后背保护动作,可对避免越级跳闸发生。故障若发生在微电网之外,为了避免对分布式电源或负荷产生不必要的切除,微网内元件的所有保护应躲开模式切换动作时间;(4)若备自投装置应用于微电网母线中,有几个方面需要特别注意。动作时间较模式切换时间短,确保备自投先区域模式切换动作,应合理考虑备自投检无压判据是否因分布式电源的作用失效。若微网内线路有重合闸功能和电源时,为防止非同期合闸,应具备检同期合闸的功能。
        3微电网继电保护的研究与应用
        微电网继电保护研究大致分成以下几种方向:首先,将保护的理论作为着手点,把以往的过电流保护运用在微电网里面,此保护可以充分适应微电网不一样的运营方法,并且运用成本很低,以及具备完善的保护装置。针对微电网继电保护所存在的不良问题,也进行了一定的研究,可是研究的结果没有实际运用,并且存在着很大的局限性。过流保护假如基于限流器上,过流保护就会由于小工作电流以及大工作电流两者之间的差异性较大,从而丧失效果,扰动保护检查方式没有有效性。微电网体系一定要选取恰当的保护原理,在选取科学的情况下可以把很多不良问题检查出来。其次,主要研究基础是智能装置以及通讯体系,其目的就是构建对不一样的微电网运营方式都可以进行识别的自适应智能保护体系。在科学技术快速发展的条件下,广域保护体系被研究与运用,此体系可以捕捉电网各地的及时动态信息,且在相同的参照时间中进行。
        通常来说,广域保护体系运用在微电网继电保护里面的因素为:第一,系统根据多点同步信息的采集方法,在保护中可以完成差动保护。差动保护具备很多的优势,非常适合在微电网里面当成是主要的保护对象,进而替代过流保护。第二,广域保护体系平台研发都是构建在比较先进的硬件之内的,可以采集并且仔细分析和处理各种消息,对微电网运营状态进行辨识,从而加强各方面的保护举措。第三,在通信层面,可以预防因为内通讯因素导致的保护误动,具备的可靠性较高。第四,广域保护体系就是在掌握全网运营信息之上完成控制微网,防止以往的保护控制动作不到位的问题产生。广域保护体系与此同时还需要持续建全其性能,才可以充分满足微电网继电保护需要。
        4结束语
        在电力技术高速发展的新形势下,微电网建设的步伐也在逐步加快,微电网继电保护是保障微电网健康发展的必要条件,也是电力企业关注的热点问题,相关电力技术工作者要深入了解微电网继电保护的特点与方法,不断加大微电网继电保护的研究力度,切实提升继电保护的水平,促进我国电力事业快速发展。
        参考文献
        [1]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.
        [2]刘海峰.浅述微电网继电保护的研究与应用[J].电子世界,2017(16):170-170.
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