新能源并網(wǎng)電壓平衡解決方案

1、新能源并網(wǎng)電壓平衡解決方案一、新能源介紹1980年（庚申年）聯(lián)合國(guó)召開(kāi)的“聯(lián)合國(guó)新能源和可再生能源會(huì)議”對(duì)新能源的定義為：以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)的可再生能源得到現(xiàn)代化的開(kāi)發(fā)和利用，用取之不盡、周而復(fù)始的可再生能源取代資源有限、對(duì)環(huán)境有污染的化石能源，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、潮汐能、地?zé)崮?、氫能和核能?013-2017年中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)調(diào)研與投資方向研究報(bào)告新能源一般是指在新技術(shù)基礎(chǔ)上加以開(kāi)發(fā)利用的可再生能源，包括太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面與深層之間的熱循環(huán)等；此外，還有氫能、沼氣、酒精、甲醇等，而已經(jīng)廣泛利用的煤炭、石油、天然氣、

2、等能源，稱為常規(guī)能源。隨著常規(guī)能源的有限性以及環(huán)境問(wèn)題的日益突出，以環(huán)保和可再生為特質(zhì)的新能源越來(lái)越得到各國(guó)的重視。在中國(guó)可以形成產(chǎn)業(yè)的新能源主要包括水能（主要指小型水電站）、風(fēng)能、生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿?，是可循環(huán)利用的清潔能源。新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展既是整個(gè)能源供應(yīng)系統(tǒng)的有效補(bǔ)充手段，也是環(huán)境治理和生態(tài)保護(hù)的重要措施，是滿足人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展需要的最終能源選擇。一般地說(shuō)，常規(guī)能源是指技術(shù)上比較成熟且已被大規(guī)模利用的能源，而新能源通常是指尚未大規(guī)模利用、正在積極研究開(kāi)發(fā)的能源。因此，煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規(guī)能源，而把太陽(yáng)能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽芤约皻淠艿茸鳛樾履茉?/p>

3、。隨著技術(shù)的進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展觀念的樹立，過(guò)去一直被視作垃圾的工業(yè)與生活有機(jī)廢棄物被重新認(rèn)識(shí)，作為一種能源資源化利用的物質(zhì)而受到深入的研究和開(kāi)發(fā)利用，因此，廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術(shù)的一種形式。新能源又稱非常規(guī)能源。是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式。指剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。當(dāng)前按類別，新能源可分為：太陽(yáng)能，風(fēng)能，生物質(zhì)能，氫能，地?zé)崮?，海洋能，小水電，化工能（如醚基燃料?核能等。二、新能源發(fā)電的特點(diǎn)及并網(wǎng)存在的問(wèn)題1. 新能源發(fā)電特點(diǎn)水力發(fā)電 水電的缺點(diǎn) 水電要淹沒(méi)大量土地，有可能導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞，而且大型

4、水庫(kù)一旦塌崩，后果將不堪設(shè)想。 水力資源也是有限的，并且受季節(jié)的影響。風(fēng)力發(fā)電 風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn) 建造風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的費(fèi)用低廉，且基建周期短； 可再生，永不枯竭； 清潔，環(huán)境效益好，沒(méi)有環(huán)境污染問(wèn)題。風(fēng)力發(fā)電的缺點(diǎn) 噪聲，視覺(jué)污染，影響鳥類。 占用大片土地。 不穩(wěn)定，可控性不好，目前成本仍然很高。 太陽(yáng)能發(fā)電 利用太陽(yáng)能發(fā)電的方法有三種：光伏發(fā)電：利用光電池，直接將日光轉(zhuǎn)換為電流。光熱發(fā)電：利用集熱板將水加熱，產(chǎn)生蒸汽以推動(dòng)汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。利用日光將水分解成氫與氧兩種氣體，再用氫作為發(fā)電的燃料進(jìn)行發(fā)電。 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn)：沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不產(chǎn)生噪音；沒(méi)有空氣污染、不排放廢水；沒(méi)有燃

5、燒過(guò)程，不需要燃料；維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用低；運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性好；作為關(guān)鍵部件的太陽(yáng)電池使用壽命長(zhǎng)。另外，太陽(yáng)能的能量密度低，而且它因地而異，因時(shí)而變，這是開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能面臨的主要問(wèn)題。新能源發(fā)電還有 海水溫差發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電、生物發(fā)電、核電等。綜上所述，新能源一族發(fā)電具有以下的特點(diǎn)：1)資源豐富，普遍具備可再生特性，可供人類持續(xù)利用；比如，陸上估計(jì)可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)力資源為253GW, 而截止2003年只有0.57GW被開(kāi)發(fā)利用，預(yù)計(jì)到到2020年到20GW，而太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)和離網(wǎng)應(yīng)用量預(yù)計(jì)到2020年可以增加1至2GW。2)能量密度低，開(kāi)發(fā)利用需要較大空間。3)不含碳或含碳

6、量很少，對(duì)環(huán)境影響小。4)分布廣，有利于小規(guī)模分散利用。5)間斷式供應(yīng)，波動(dòng)性大，對(duì)持續(xù)供能不利。6)除水電外，可再生能源的開(kāi)發(fā)利用成本較化石能源高。2. 新能源發(fā)電并網(wǎng)存在的問(wèn)題現(xiàn)階段，新能源的應(yīng)用中，太陽(yáng)能、風(fēng)電是最佳的選擇。由于太陽(yáng)能、風(fēng)能的光照資源與風(fēng)力的隨機(jī)性、間歇性、周期性是以光伏發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電為代表的新能源電站對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響的最主要因素，其三相電流不平衡、輸出功率隨機(jī)性易造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)、閃變，對(duì)于用戶側(cè)入網(wǎng)的新能源發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)同時(shí)也會(huì)直接影響用戶的電器設(shè)備安全。具體主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1 由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的一些特點(diǎn),光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)有一定影響。當(dāng)光伏發(fā)電在電

7、源中的比例不斷增大的時(shí)候，對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰的影響將愈加顯著。光伏電源只在白天發(fā)電，具有一定的正調(diào)峰特性解決光伏發(fā)電的短期功率波動(dòng)問(wèn)題、如何利用光伏發(fā)電的正調(diào)峰特性進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)調(diào)度解決輸電通道的利用率問(wèn)題。2 隨著光伏電站數(shù)量和規(guī)模的不斷加大，光照短期波動(dòng)和周期性變化引起的線路電壓超限現(xiàn)象將逐步出現(xiàn)，長(zhǎng)距離輸電的電壓穩(wěn)定性問(wèn)題將成為制約大規(guī)模光伏電站建設(shè)開(kāi)發(fā)的主要因素之一。3 光伏發(fā)電的大規(guī)模接入對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定分析提出了新的挑戰(zhàn)。4 我國(guó)的中、低壓配電網(wǎng)主要是中性點(diǎn)不接地(或經(jīng)消弧線圈接地)系統(tǒng)，采用單側(cè)電源輻射型供電網(wǎng)絡(luò)。光伏電源接入配電網(wǎng)，使配電系統(tǒng)從放射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，潮流和短路電流大

8、小、流向以及分布特性均發(fā)生改變。5 標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。三、新能源并網(wǎng)電壓對(duì)系統(tǒng)的沖擊影響由于太陽(yáng)能、風(fēng)能的光照資源與風(fēng)力的隨機(jī)性、間歇性、周期性是以光伏發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電為代表的新能源電站對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響的最主要因素，其三相電流不平衡、輸出功率隨機(jī)性易造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)、閃變，對(duì)于用戶側(cè)入網(wǎng)的新能源發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)同時(shí)也會(huì)直接影響用戶的電器設(shè)備安全。具體主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： 由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的一些特點(diǎn),光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)有一定影響。當(dāng)光伏發(fā)電在電源中的比例不斷增大的時(shí)候，對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰的影響將愈加顯著。光伏電源只在白天發(fā)電，具有一定的正調(diào)峰特性解決光伏發(fā)電的短期功率波動(dòng)問(wèn)題、如何利用光伏發(fā)電的正調(diào)峰

9、特性進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)調(diào)度解決輸電通道的利用率問(wèn)題。 隨著光伏電站數(shù)量和規(guī)模的不斷加大，光照短期波動(dòng)和周期性變化引起的線路電壓超限現(xiàn)象將逐步出現(xiàn)，長(zhǎng)距離輸電的電壓穩(wěn)定性問(wèn)題將成為制約大規(guī)模光伏電站建設(shè)開(kāi)發(fā)的主要因素之一。 光伏發(fā)電的大規(guī)模接入對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定分析提出了新的挑戰(zhàn)。 我國(guó)的中、低壓配電網(wǎng)主要是中性點(diǎn)不接地(或經(jīng)消弧線圈接地)系統(tǒng)，采用單側(cè)電源輻射型供電網(wǎng)絡(luò)。光伏電源接入配電網(wǎng)，使配電系統(tǒng)從放射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，潮流和短路電流大小、流向以及分布特性均發(fā)生改變。 標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。四、新能源并網(wǎng)電壓平衡問(wèn)題現(xiàn)有解決技術(shù)分布式電源并網(wǎng)是指分布式發(fā)電(distributedgeneration，D

10、G)與區(qū)域電網(wǎng)建立相應(yīng)的物理連接。分布式新能源發(fā)電并網(wǎng)后，各電站相互獨(dú)立，用戶由于可以自行控制，不會(huì)發(fā)生大規(guī)模停電事故；可以彌補(bǔ)大電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的不足；可以對(duì)區(qū)域電力的質(zhì)量和性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；能夠使輸配電損耗很低，可降低或避免附加的輸配電成本。在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)中，潮流的方向是輻射形的。分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)后，輻射式的網(wǎng)絡(luò)將變?yōu)橐槐椴茧娫春陀脩艋ヂ?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)的根本性的變化使得電網(wǎng)各種保護(hù)定值與機(jī)理發(fā)生了深刻變化?，F(xiàn)有的運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，當(dāng)配網(wǎng)發(fā)生故障的時(shí)候，DG必須首先退出運(yùn)行，以保證繼電保護(hù)的正確動(dòng)作。這種方法雖然保證了電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，但犧牲分布

11、式電源可以提高供電可靠性能力。DG接入后，單靠繼電器的本地信息已經(jīng)不能滿足保護(hù)的功能需求。但是保護(hù)動(dòng)作相對(duì)于高壓電網(wǎng)具有較大的時(shí)間裕度，這就為繼電保護(hù)系統(tǒng)對(duì)配網(wǎng)信息的采集和交流提供了時(shí)間。通過(guò)分析分布式發(fā)電并網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的影響及DG不同滲透率下配電系統(tǒng)特點(diǎn)，通常的技術(shù)方法是串聯(lián)電抗器和“主從式”的變電站級(jí)區(qū)域縱聯(lián)的方式進(jìn)行保護(hù)，這樣可以有效地解決分布式發(fā)電對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)的影響。DG 并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)傳統(tǒng)配電系統(tǒng)保護(hù)的影響分布式發(fā)電引入配電系統(tǒng)后，使傳統(tǒng)的單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)變成了一個(gè)多源網(wǎng)絡(luò)。正常運(yùn)行時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布及系統(tǒng)故障時(shí)短路電流的大小、流向和分布，均會(huì)發(fā)生變化。傳統(tǒng)配電系統(tǒng)中保護(hù)設(shè)備之間建立起

12、來(lái)的配合關(guān)系被打破，保護(hù)的動(dòng)作行為和動(dòng)作性能都將會(huì)受到較大的影響。以圖1 所示系統(tǒng)為例，分布式發(fā)電并網(wǎng)對(duì)保護(hù)的影響主要表現(xiàn)在以下方面1-3：圖1 DG 對(duì)繼電保護(hù)的影響（1）導(dǎo)致本線路保護(hù)的靈敏度降低甚至拒動(dòng)。以k1點(diǎn)故障為例，DG 引入之前，故障點(diǎn)的短路電流只由系統(tǒng)提供，DG 引入之后，D和系統(tǒng)都會(huì)對(duì)故障點(diǎn)提供短路電流， 但QF1 處的保護(hù)只能感受到系統(tǒng)提供的短路電流，在其他條件不變的情況下，該電流將會(huì)因DG 對(duì)下游的助增作用而減小，在保護(hù)定值不變的情況下，其靈敏度將會(huì)降低，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)軇?dòng)。DG 的容量越大，對(duì)配網(wǎng)保護(hù)靈敏度的影響也就越大。（2）導(dǎo)致本線路保護(hù)誤動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)側(cè)k2 或其他饋線

13、k3 處發(fā)生故障時(shí)，在DG 引入之前，QF1 處的保護(hù)感受不到故障電流，DG 引入之后，相同點(diǎn)故障時(shí)，QF1 處的保護(hù)將感受到DG 提供的故障電流，如果該電流足夠大，將導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。（3）導(dǎo)致相鄰線路的瞬時(shí)速斷保護(hù)誤動(dòng)，失去選擇性。設(shè)k4 處發(fā)生故障，在DG 引入之前，短路電流只由系統(tǒng)流向故障點(diǎn)。DG 引入之后， DG 和系統(tǒng)都會(huì)對(duì)故障點(diǎn)提供短路電流，此時(shí)相鄰故障線路的保護(hù)（即QF2 處的保護(hù)）也會(huì)感受到故障電流，將可能導(dǎo)致其速斷保護(hù)誤動(dòng)，從而失去選擇性。（4）DG 可能導(dǎo)致重合閘不成功。當(dāng)DG 引入之后，線路兩側(cè)連接的是兩個(gè)電源，線路故障時(shí)，如果只有系統(tǒng)側(cè)保護(hù)動(dòng)作跳閘而DG 不跳開(kāi)，則DG

14、會(huì)繼續(xù)向故障點(diǎn)提供短路電流，故障點(diǎn)仍處于游離狀態(tài)。如果此時(shí)系統(tǒng)側(cè)進(jìn)行重合閘，必然會(huì)重合于故障狀態(tài)，導(dǎo)致重合閘不成功。在分布式發(fā)電技術(shù)發(fā)展的初期，供電公司一般均采取限制DG 接入數(shù)量、接入容量和接入點(diǎn)位置的措施，來(lái)減小它對(duì)配電系統(tǒng)繼電保護(hù)選擇性和靈敏度的影響4-5；在高滲透率情況下，DG 一般以微網(wǎng)的形式與配電系統(tǒng)連接。微網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、用電負(fù)荷和相關(guān)監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的自治發(fā)配電子系統(tǒng)，它既可以并網(wǎng)運(yùn)行，也可以獨(dú)立運(yùn)行6-7。由于微網(wǎng)中的DG 發(fā)電設(shè)備具有多種不同的類型，且易受氣象條件的影響具有間歇性發(fā)電的特點(diǎn)，從而使DG 高滲透率下配電系統(tǒng)的運(yùn)行方式、故障特征等變得十分復(fù)雜

15、，傳統(tǒng)的過(guò)電流保護(hù)將難以協(xié)調(diào)。方向過(guò)電流保護(hù)盡管能夠判斷故障方向，但定值、時(shí)限的整定配合將會(huì)變得十分困難，無(wú)法保證保護(hù)的性能。五、新能源并網(wǎng)電壓平衡解決方案設(shè)計(jì)新能源并網(wǎng)電壓平衡解決方案：基于GRS分布式新能源電站智能（測(cè)、控、管）一體化電能管控系統(tǒng)的解決方案隨著能源的日漸緊張，人們紛紛開(kāi)始考慮充分利用其他形式的能源來(lái)滿足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，分布式發(fā)電將會(huì)在不久的將來(lái)得到快速的發(fā)展，將會(huì)極大地緩解能源緊缺的危機(jī)。然而，分布式電源的引入必然會(huì)對(duì)原有的傳統(tǒng)保護(hù)存在很大的影響。特別是高滲透率分布式電源并網(wǎng)將會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，這就要求我們對(duì)這種電網(wǎng)方式提出有效的繼電保護(hù)措施，即新型縱聯(lián)保護(hù)在理論上為高

16、滲透率分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行提供了一種新的繼電保護(hù)方法分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行繼電保護(hù)改進(jìn)措施和新的縱聯(lián)保護(hù)方案。而在此基礎(chǔ)之上，基于新能源及電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的GRS分布式新能源電站智能（測(cè)、控、管）一體化電能管控系統(tǒng)的解決方案則是新能源并網(wǎng)電壓平衡解決方案的下一代智能化信息服務(wù)的最優(yōu)化綜合解決策略。1. 分布式電源滲透率比較低的繼電保護(hù)改進(jìn)措施在分布式電源滲透率比較低的情況下，如果對(duì)配網(wǎng)的影響較小，可以忽略分布式發(fā)電的影響，當(dāng)前保護(hù)配置無(wú)需改變；當(dāng)無(wú)法忽略分布式電源的影響時(shí)，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右詰?yīng)對(duì)。圖2 分布式電源對(duì)保護(hù)1 繼電保護(hù)的影響注： Z s 為系統(tǒng)等效阻抗； Z L 為線路阻抗； ZDG為分

17、布式電源的系統(tǒng)等效阻抗如圖2 所示，如果一個(gè)分布式電源接在離線路末端x處，當(dāng)線路末端發(fā)生短路故障后，它將向故障點(diǎn)提供短路電流，減小了線路保護(hù) 1 檢測(cè)到的故障電流值I K ，從而降低了保護(hù)1 的靈敏度 。設(shè)。電流瞬時(shí)速斷保護(hù)整定值 按照躲過(guò)本線路末端的最大短路電流來(lái)整定，過(guò)電流保護(hù)整定值按照躲過(guò)最大負(fù)荷電流來(lái)整定，本文假定為電流瞬時(shí)速斷保護(hù)整定值的1/2，所有計(jì)算數(shù)據(jù)采用標(biāo)幺值（ 以電網(wǎng)側(cè)為基值）, 參數(shù)取值分別為當(dāng)引入分布式電源后，線路末端發(fā)生三相短路時(shí)，保護(hù)1檢測(cè)到的短路電流I K 可近 似用下列公式描述：當(dāng)x=0.5，即分布式電源在線路1 的中間引入，則保護(hù)1檢測(cè)到的短路電流I K =0

18、.11，此時(shí)：?？梢?jiàn)，當(dāng)分布式電源接入配電線路后，使得該線路過(guò)流保護(hù)的靈敏度降低，甚至有可能造成速斷保護(hù)無(wú)法啟動(dòng)，形成速斷保護(hù)死區(qū)。若分布式電源并網(wǎng)點(diǎn)位于速斷保護(hù)死區(qū)，如果仍然采用傳統(tǒng)的保護(hù)定值和配置方式，則只能由后備保護(hù)切除故障；若減小速斷保護(hù)整定值，就可能造成速斷、過(guò)流保護(hù)和其他控制裝置之間無(wú)法協(xié)調(diào)，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。若相鄰線路2(假設(shè)兩條線路具有相同的長(zhǎng)度和單位阻抗)在距離母線y 處發(fā)生三相短路故障，保護(hù)1 檢測(cè)到的故障電流值I K 可近似描述為：當(dāng)分布式電源接在距離線路末端12 處,故障發(fā)生在母線處時(shí)（y=0），I K =0.1818，可以看出，隨著x值的變化，會(huì)使得1II K >

19、I set ，例如，x=0.75時(shí)，I K =0.2353。所以如果故障發(fā)生在距離母線較近的部分，由于分布式電源的作用，會(huì)使保護(hù)1 檢測(cè)到的故障電流大于其速斷保護(hù)的整定值，將導(dǎo)致保護(hù)1 誤動(dòng)。針對(duì)上述問(wèn)題，可考慮采用在分布式電源的并網(wǎng)線上串聯(lián)電抗器，限制分布式電源提供的短路電流，以確保原有保護(hù)的協(xié)調(diào)配合。電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，由于負(fù)荷電流相對(duì)較小，電抗器不會(huì)產(chǎn)生較大的電壓降而損害電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，電抗器可以將短路電流限制在設(shè)定值以下。圖3 串聯(lián)電抗器后，分布式電源對(duì)保護(hù)1 的影響如圖3 所示，當(dāng)線路1 末端F1 點(diǎn)發(fā)生三相短路故障時(shí)，保護(hù)1檢測(cè)到的故障電流值I K1可近似描述為：

20、當(dāng)相鄰線路2 母線端發(fā)生三相短路故障時(shí)，保護(hù)1 檢測(cè)到的故障電流值I K2可近似描述為：為了保證保護(hù)1 的選擇性與可靠性，故障電流值必須滿足:根據(jù)不同的線路參數(shù)，由上式可以計(jì)算出串聯(lián)電抗Z K的取值范圍。由于電抗器高阻抗值的作用，在線路短路故障時(shí)，分布式電源所提供的短路電流大幅度降低，有利于故障點(diǎn)電弧熄滅和降低分布式電源機(jī)組檢測(cè)到的負(fù)序電流，確保了重合閘的正確動(dòng)作和發(fā)電機(jī)組的健康運(yùn)行。2. 高滲透率分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行的縱聯(lián)保護(hù)方案高滲透率分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行，可以充分發(fā)揮分布式電源的優(yōu)勢(shì)，也是未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著引入分布式電源的增加，3.1 所介紹的保護(hù)改進(jìn)措施就存在著局限性，同時(shí)在串聯(lián)電抗

21、器的選擇上也較為麻煩。為此本文提出了一種縱聯(lián)保護(hù)方案，解決高滲透率DG 并網(wǎng)給保護(hù)帶來(lái)的問(wèn)題。與傳統(tǒng)的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”對(duì)等式結(jié)構(gòu)的線路縱聯(lián)比較式保護(hù)不同，新的保護(hù)方案為一種主從式結(jié)構(gòu)。本保護(hù)方案的原理如圖4 所示。在被保護(hù)區(qū)域的變電站中設(shè)置一個(gè)站級(jí)保護(hù)主機(jī)（MPD），而在不同的斷路開(kāi)關(guān)處設(shè)置從機(jī)（SPU，圖4 用S 來(lái)表示），主機(jī)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與從機(jī)通信。每一個(gè)從機(jī)內(nèi)部均安裝有一個(gè)方向繼電器，用來(lái)測(cè)量其安裝點(diǎn)處的故障方向。當(dāng)從機(jī)收到主機(jī)的查詢命令時(shí)就將故障方向信息提供給主機(jī)，主機(jī)利用故障定位算法通過(guò)處理不同從機(jī)上傳的信息判斷出故障區(qū)段，從而對(duì)相應(yīng)的斷路器發(fā)出跳閘命令。該保護(hù)方案中，所有從機(jī)的方向繼電器

22、正方向均為“自上而下”的方向，即由主配電系統(tǒng)側(cè)指向配電系統(tǒng)的末端方向。這樣，每一處的方向繼電器僅反映其下游的故障。由于主電網(wǎng)一般容量較大且能夠提供較大的短路電流，這使得方向繼電器的檢測(cè)靈敏度主要由主電網(wǎng)決定，所以分布式電源運(yùn)行的易變性和斷續(xù)性對(duì)方向繼電器的檢測(cè)靈敏度變化帶來(lái)的影響將大為削弱。保護(hù)方案采用的是一種分層順序檢測(cè)故障的算法，只有在檢測(cè)到故障且變電站與外網(wǎng)連接點(diǎn)（PCC）處的從機(jī)（也就是圖4 中的S9）動(dòng)作時(shí)，才啟動(dòng)該算法。通過(guò)該算法，我們可以得出如下判斷：如果S9 動(dòng)作但S8 未動(dòng)作，則判定是變壓器故障。如果S9 和S8 都動(dòng)作但是S57 未動(dòng)作，則判定為母線故障。如果任何一條饋線安

23、裝處的從機(jī)動(dòng)作（如圖4 中的S57）則說(shuō)明故障發(fā)生在相應(yīng)的饋線上。例如，如果S6 動(dòng)作，則故障一定位于饋線2 上。然后主機(jī)將向該饋線上的所有從機(jī)發(fā)出查詢命令（即圖4 中的S14）。S14 將響應(yīng)主機(jī)的命令把它們各自檢測(cè)到的故障方向結(jié)果上傳給主機(jī)。主機(jī)通過(guò)比較S14 的檢測(cè)結(jié)果來(lái)確定故障區(qū)段，然后給相應(yīng)的從機(jī)發(fā)送動(dòng)作信號(hào)，相應(yīng)的從機(jī)將向本地的斷路器發(fā)出跳閘命令切除短路電流。電壓調(diào)節(jié)問(wèn)題原有的調(diào)壓方案不能滿足接入分布式電源后的配電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)要求。因此必須評(píng)估分布式電源對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響，研究新的調(diào)壓策略對(duì)有載調(diào)壓分接頭動(dòng)作影響高電壓 ：DG接入饋線，變壓器一次電壓接近上限時(shí)低電壓：DG安裝在LTC

24、或者電壓調(diào)節(jié)器側(cè)對(duì)VQC影響DG啟停，無(wú)功變化造成VQC動(dòng)作次數(shù)越界增加電網(wǎng)運(yùn)行成本目前為太陽(yáng)能發(fā)電提供系統(tǒng)備用以及調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓等輔助服務(wù)沒(méi)有建立定價(jià)和補(bǔ)償機(jī)制，隨著分布式能源的大規(guī)模發(fā)展，也將增加電網(wǎng)的運(yùn)行成本。故障時(shí)保持并網(wǎng)在電壓跌落到0時(shí)，至少要堅(jiān)持150ms不脫網(wǎng)。在紅實(shí)線以下的區(qū)域，可以脫網(wǎng)運(yùn)行，當(dāng)然能并網(wǎng)運(yùn)行也是可以的。故障時(shí)通過(guò)發(fā)出無(wú)功支撐電網(wǎng)電壓u 當(dāng)電壓跌落超過(guò)10%時(shí)，每1%的電壓跌落，至少要提供2%的無(wú)功電流。 u 響應(yīng)速度應(yīng)在20ms之內(nèi)，必要時(shí)，必須能夠提供100%的無(wú)功電流。3. 基于GRS分布式新能源電站智能（測(cè)、控、管）一體化電能管控系統(tǒng)的解決方案新能源并網(wǎng)

25、電壓平衡解決方案：基于GRS分布式新能源電站智能（測(cè)、控、管）一體化電能管控系統(tǒng)的解決方案隨著能源的日漸緊張，人們紛紛開(kāi)始考慮充分利用其他形式的新能源來(lái)滿足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，新能源的共同特點(diǎn)是比較干凈，除核裂變?nèi)剂贤猓瑤缀跏怯肋h(yuǎn)用不完的。由于煤、油、氣常規(guī)能源具有污染環(huán)境和不可再生的缺點(diǎn)，因此，人類越來(lái)越重視新能源的開(kāi)發(fā)和利用。尤其是取之不盡的太陽(yáng)能地利用將成為主流。我國(guó)的西部地區(qū)幅員遼闊，待開(kāi)發(fā)地區(qū)面積巨大，自然條件比較適合風(fēng)能、太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用。西部地區(qū)的新能源大面積推廣應(yīng)用前景廣闊。東部沿海地區(qū)及中部地區(qū)的分布式新能源應(yīng)用將成爆炸性增長(zhǎng)。分布式發(fā)電將會(huì)在不久的將來(lái)得到快速的發(fā)展，將會(huì)極大地緩解能源緊缺的危機(jī)。然而，分布式電源的引入必然會(huì)對(duì)原有的傳統(tǒng)保護(hù)存在很大的影響。特別是高滲透率分布式電源并網(wǎng)將會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，這就要求我們對(duì)這種電網(wǎng)方式提出有效的繼電保護(hù)措施，即新型縱聯(lián)保護(hù)在理論上為高滲透率分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行提供了一種新的繼電保護(hù)方法分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行繼電保護(hù)改進(jìn)措施和新的縱聯(lián)保護(hù)方案。而在此基礎(chǔ)之上，基于新能源及電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的GRS分布式新能源電站智能（測(cè)、控、管）一體化電能管控系統(tǒng)的解決方案則是新能源并網(wǎng)電壓平衡解決方案的下一代智能化信息服務(wù)的最優(yōu)化綜合解決策略。GRS智能電網(wǎng)技術(shù)對(duì)光伏電站和風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)之后的有功功率控制、功率預(yù)測(cè)、無(wú)功功率、電壓調(diào)節(jié)、低電壓