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[摘要]：以前的配电网在当初设计时，设备容量是严格按照系统安全性、运行容量与负荷来选择的，不可能考虑到现在大规模接入分布式电源的问题。所以，当分布式电源接入配电网后，会对配电网的设计、电气参数，规划以及运行，电网设备等很多地方带来影响，比如提高了线路正常运行的电压能力；使区域负荷变化的预测难度增加；导致传统的保护设备失效；要求电力公司对此进行改造等。本文将在简要介绍配电网保护的基础上，分析分布式电源对配电网故障电流的影响，然后分析故障时分布式电源对配电网保护的影响。
[关键词]：分布式电源 配电网 继电器保护
1.配电网保护
在我国，以往的中低压配电网一般是运用单电源供电，网络表现为辐射状，其潮流单向流动（从电源侧指向负荷）。10 kV配电网最为常见的保护方式为三段式电流保护，通常会在变电站内靠近母线的馈线断路器处安装保护设备，这些设备有：限时电流速断保护、电流速断保护和定时限过电流保护。由于保护范围与整定方法差异，会造成不同的职能分工也：电流速断保护作为馈线主保护整定时，应当采取避开馈线末端故障时产生的最大三相短路电流进行整定，所以不能够保护全部线路；要想保护全部线路，限时电流速断保护整定时，要按照线路末端故障有灵敏度的方法整定，需要与相邻线路的电流速断保护配合，且带有时限；按照躲过线路最大负荷电流方法整定，过电流保护与相邻线路的过电流保护配合，不但可以保护临近全部线路，而且能够当做相邻线路保护的远后备。分支线上通常配备包含反时限性能的熔断器，用来保护分支线路的负荷。由于在配电网故障中瞬时性故障所占比例比较大，为了增强供电可靠性，可以在主馈线上配置自动重合闸设备。对于分支线上的故障，依据“仅断开故障支路，对瞬时故障进行自动重合闸”的原则，根据故障电流大小，同时与其直接相连的上一级或下一级支路上的熔断器选择时也需要彼此配合，同时与其直接相连的上一级或下一级支路上的各侧支路上的熔断器相互协调，使自动重合闸设备与断路器及各侧支路上的熔断器相互协调。由于辐射型结构的配电网只有系统电源向故障点提供电流，所以这种保护最大的特点是不需要辨别故障电流方向，即保护不具有方向性[1]。
2.分布式电源对配电网故障电流的影响
分布式电源接入配电网后，会使电网以前的故障电流特征有所改变。为了能够形象地对配电网故障电流的变化特征进行对比，本节将进行详细分析。
2.1故障点短路电流特征
与分布式电源接入前不同，当配电网馈线上某处发生故障时，流向故障的短路电流除了系统电源之外，分布式电源也会向故障点提供短路电流。分布式电源与故障点的相对位置不同，对短路电流的影响也不同。其中，位于故障点上游的DER提供的短路电流会使并网点电压升高，导致系统电源流向故障点的短路电流有所减少。但是，考虑到本馈线外部DER的作用，流向故障点的短路电流总体上是增大的，其增大值由故障位置、线路阻抗、DER的类型和分布等因素共同决定。
2.2非故障馈线的故障电流特征
分析非故障馈线上短路电流分布的方法，与分析故障点下游馈线故障电流的方法相似，流过馈线首端的短路電流是该馈线上所有并网DER提供的短路电流之和[2]。
3.分布式电源对配电网继电保护的影响
当分布式电源接入后，将从以下两个方面对配电网保护带来不同程度的影响。一方面，分布式电源可视为一个特殊的负荷，自身发生的故障行为会对系统的运行和保护产生影响；另一方面，分布式电源会使配电网的拓扑结构发生改变，将其由单电源系统将变成多电源系统，故障发生时会带来故障电流大小和方向的改变。另外，影响的严重程度将主要取决于分布式电源的并网容量。如果分布式电源数量较少且容量较小，对故障电流的影响可能不大；但是当配电网中分布式电源规模或并网容量较大后，其提供的过大的短路电流足以改变配电网故障电流的大小和分布，从而给电力系统的可靠性和安全性带来不可预知的影响。
3.1对电流保护的影响
电流保护是利用继电器检测到的电流突然增大超过预设值而使断路器工作的保护设备，是配电网中使用的范围最广、频率最高的保护方式。分布式电源并网会改变配电网的网架结构和潮流分布，从而改变故障时短路电流的大小和方向，影响继电保护的动作配合和保护范围。分布式电源的接入位置和并网容量不同，故障发生的位置不同，对保护带来的影响也不尽相同。
3.2对自动重合闸的影响
传统配电网的继电保护，为提高系统供电可靠性，通过在主馈线上装设的自动重合闸设备，达到在馈线发生瞬时性故障时快速恢复供电的目的。然而随着分布式电源在配电网中的渗透率逐步提高，改变了配电网原有的结构，由单电源辐射型网络逐渐变为电源和负荷交错分布的复杂网络。当配电网中己有分布式电源并网，如果馈线发生故障继电保护设备动作后，分布式电源在重合闸动作时没有及时解列，可能导致非同期重合闸和故障点电弧重燃这两种情况的发生[3]。
结束语：
分布式电源接入后，由于其改变了配电网短路电流的大小和分布，会给保护带来不同程度的影响。对电流保护的影响包括保护区缩短、保护拒动或误动等；对重合闸的影响有非同期重合闸、故障点电弧重燃等。
分布式电源的在特定位置并网且故障在特定位置发生时，对保护的影响最严重，称之为极端情况。保护出现拒动的极端情况为：分布式电源在保护出口处集中接入，馈线末端发生故障，出线保护感受到的短路电流减小值最大，为所有DER提供的短路电流之和；保护出现误动的极端情况为：分布式电源在保护出口处集中接入，同母线的相邻馈线首段发生故障，保护感受到的反向短路电流值最大，为所有分布式电源提供的短路电流之和。
参考文献：
[1]赵文龙. 分布式电源对配电网保护影响的评估方法[D].山东理工大学，2014.
[2]陈璐璐. 含分布式电源的配电网保护方案设计[D].南京理工大学，2014.
[3]陈建杰，郝永晶，纪元，高亮. 分布式电源对配电网继电保护影响的仿真与分析[J]. 上海电力学院学报，2014，01：36-39.
[关键词]：分布式电源 配电网 继电器保护
1.配电网保护
在我国，以往的中低压配电网一般是运用单电源供电，网络表现为辐射状，其潮流单向流动（从电源侧指向负荷）。10 kV配电网最为常见的保护方式为三段式电流保护，通常会在变电站内靠近母线的馈线断路器处安装保护设备，这些设备有：限时电流速断保护、电流速断保护和定时限过电流保护。由于保护范围与整定方法差异，会造成不同的职能分工也：电流速断保护作为馈线主保护整定时，应当采取避开馈线末端故障时产生的最大三相短路电流进行整定，所以不能够保护全部线路；要想保护全部线路，限时电流速断保护整定时，要按照线路末端故障有灵敏度的方法整定，需要与相邻线路的电流速断保护配合，且带有时限；按照躲过线路最大负荷电流方法整定，过电流保护与相邻线路的过电流保护配合，不但可以保护临近全部线路，而且能够当做相邻线路保护的远后备。分支线上通常配备包含反时限性能的熔断器，用来保护分支线路的负荷。由于在配电网故障中瞬时性故障所占比例比较大，为了增强供电可靠性，可以在主馈线上配置自动重合闸设备。对于分支线上的故障，依据“仅断开故障支路，对瞬时故障进行自动重合闸”的原则，根据故障电流大小，同时与其直接相连的上一级或下一级支路上的熔断器选择时也需要彼此配合，同时与其直接相连的上一级或下一级支路上的各侧支路上的熔断器相互协调，使自动重合闸设备与断路器及各侧支路上的熔断器相互协调。由于辐射型结构的配电网只有系统电源向故障点提供电流，所以这种保护最大的特点是不需要辨别故障电流方向，即保护不具有方向性[1]。
2.分布式电源对配电网故障电流的影响
分布式电源接入配电网后，会使电网以前的故障电流特征有所改变。为了能够形象地对配电网故障电流的变化特征进行对比，本节将进行详细分析。
2.1故障点短路电流特征
与分布式电源接入前不同，当配电网馈线上某处发生故障时，流向故障的短路电流除了系统电源之外，分布式电源也会向故障点提供短路电流。分布式电源与故障点的相对位置不同，对短路电流的影响也不同。其中，位于故障点上游的DER提供的短路电流会使并网点电压升高，导致系统电源流向故障点的短路电流有所减少。但是，考虑到本馈线外部DER的作用，流向故障点的短路电流总体上是增大的，其增大值由故障位置、线路阻抗、DER的类型和分布等因素共同决定。
2.2非故障馈线的故障电流特征
分析非故障馈线上短路电流分布的方法，与分析故障点下游馈线故障电流的方法相似，流过馈线首端的短路電流是该馈线上所有并网DER提供的短路电流之和[2]。
3.分布式电源对配电网继电保护的影响
当分布式电源接入后，将从以下两个方面对配电网保护带来不同程度的影响。一方面，分布式电源可视为一个特殊的负荷，自身发生的故障行为会对系统的运行和保护产生影响；另一方面，分布式电源会使配电网的拓扑结构发生改变，将其由单电源系统将变成多电源系统，故障发生时会带来故障电流大小和方向的改变。另外，影响的严重程度将主要取决于分布式电源的并网容量。如果分布式电源数量较少且容量较小，对故障电流的影响可能不大；但是当配电网中分布式电源规模或并网容量较大后，其提供的过大的短路电流足以改变配电网故障电流的大小和分布，从而给电力系统的可靠性和安全性带来不可预知的影响。
3.1对电流保护的影响
电流保护是利用继电器检测到的电流突然增大超过预设值而使断路器工作的保护设备，是配电网中使用的范围最广、频率最高的保护方式。分布式电源并网会改变配电网的网架结构和潮流分布，从而改变故障时短路电流的大小和方向，影响继电保护的动作配合和保护范围。分布式电源的接入位置和并网容量不同，故障发生的位置不同，对保护带来的影响也不尽相同。
3.2对自动重合闸的影响
传统配电网的继电保护，为提高系统供电可靠性，通过在主馈线上装设的自动重合闸设备，达到在馈线发生瞬时性故障时快速恢复供电的目的。然而随着分布式电源在配电网中的渗透率逐步提高，改变了配电网原有的结构，由单电源辐射型网络逐渐变为电源和负荷交错分布的复杂网络。当配电网中己有分布式电源并网，如果馈线发生故障继电保护设备动作后，分布式电源在重合闸动作时没有及时解列，可能导致非同期重合闸和故障点电弧重燃这两种情况的发生[3]。
结束语：
分布式电源接入后，由于其改变了配电网短路电流的大小和分布，会给保护带来不同程度的影响。对电流保护的影响包括保护区缩短、保护拒动或误动等；对重合闸的影响有非同期重合闸、故障点电弧重燃等。
分布式电源的在特定位置并网且故障在特定位置发生时，对保护的影响最严重，称之为极端情况。保护出现拒动的极端情况为：分布式电源在保护出口处集中接入，馈线末端发生故障，出线保护感受到的短路电流减小值最大，为所有DER提供的短路电流之和；保护出现误动的极端情况为：分布式电源在保护出口处集中接入，同母线的相邻馈线首段发生故障，保护感受到的反向短路电流值最大，为所有分布式电源提供的短路电流之和。
参考文献：
[1]赵文龙. 分布式电源对配电网保护影响的评估方法[D].山东理工大学，2014.
[2]陈璐璐. 含分布式电源的配电网保护方案设计[D].南京理工大学，2014.
[3]陈建杰，郝永晶，纪元，高亮. 分布式电源对配电网继电保护影响的仿真与分析[J]. 上海电力学院学报，2014，01：36-39.