微电网继电保护的研究与应用

吕斌华

摘 要：微电网又称作微网，是一种新型的自治系统，能够使分布式电源灵活、高效利用，并且能够实现自我控制、保护和管理，是一种高效的小型发电配电系统。继电保护对于微电网来说至关重要，能够保护电力系统及其元件使其不遭到损坏，并有效解决电网插入电源时产生的随机性和波动性等问题。本文通过对微电网继电保护进行研究，进而探究出微电网继电保护的主要应用。

关键词：微电网；继电保护；研究；应用

微电网是在科技发展背景下的一种新型的电力供给方式，主要优点是能够利用可持续资源，在这个能源短缺，供不应求的背景下，发展与应用受到了广泛的关注。

但与传统电网相比较而言，微电网存在着一定的缺陷，传统电网的电流稳定、输出功率大、范围广阔，而当微电网与其他大功率电网一同运行时，就会变成多方向的网络，有一定安全隐患，需要继电保护对微电网实行控制。

一、微电网的发展现状况及其与继电保护之间的联系

目前微电网在国内的发展处于探索阶段，其原因如下：

1）缺乏统一、规范的微电网体系作为技术标准和规范。

2）电力电子技术在微电网中利用率不高，微电网的发展与电力电子技术的发展有着密切相关的联系，利用率不高，应用水平低直接影响到微电网的发展。

3）微电网的保护控制技术处于初级阶段。微电网的保护控制技术与继电保护息息相关，经研究探索发现，继电保护能够在微电网发生故障的过程当中，切断发生故障的主要部位，以免造成严重的停电事故，同时保障微电网的继续运行。

二、微电网继电保护的方法研究

微电网继电保护主要面临以下几点问题：

1）分布式电源三种形式的短路特性不同，受其短路特性的影响，故障电流的大小有所不同，而微电网运行中发生故障与故障电流的大小有着密切的关系。

2）配电系统在微电网运行过程中发生故障会产生巨大的电流差，从而对继电保护造成影响。

3）在微电网中同时存在重合闸和电源时，避免同期合闸现象的发生。

4）使用备自投装置过程中，要先于区域模式切换动作，并且确保在分布式电源下其处于有效的状态。

5）在逆变器电源作为主电源的情况下，故障切除一定要及时，以防停电事故的发生。若故障发生在微电网运行范围之外，为防止继电保护对其进行无作用的切除，切换其动作状态，使元件正常运行。

为解决这些问题，经研究发现以下几种办法对解决问题有所帮助：

1）过电流保护法。过电流保护法是为了防止电流过大而使电网发生故障，其主要应用于大型电网中，由于大型电网中电流是定向运行，在每一个保护环节中为其设置电流的最大限度值，让电流的最高值不超过设定的限度，从而保证了电流运输的最高功率。但在微电网中并没有确定的电流方向，若需要通过大功率的设备，必须改进输电系统，大型电网中采用的方式运用在微电网中效果甚微，目前还在处于研究之中。

2）差电流保护法。与过电流保护法相比较而言，此种方法在微电网继电系统中应用较为广泛，原理相对简单，并且能够有效消除电流的不平衡。此外，差电流保护法还能够及时发现不同区域中存在的问题，及时解决，避免大规模事故的发生。

3）电压扰动保护法。通过对分布式电源电压的变化进行分析从而判断故障的发生地点，进而进行解决，其受条件的限制，需要进一步进行探索研究。

4）方向纵联保护法。通过观察不同线路之间的运行信息，进而进行比较，从而得出发生故障的位置以及发生的问题，进行解决。只需通过观察就能解决问题，因其操作简便获得广泛的应用。

三、微电网继电保护的研究与应用

结合当前的时代发展背景，微电网继电保护的研究方向主要有以下两种：

1）运用电路保护的基本原理，将传统的方法运用到微电网继电保护中。

2）以通信设备和智能系统作为基本条件，构建自动化水平超前的全智能监控系统。

第一种研究方向主要是利用过电流保护法的相关原理，该种方法成本较低，原理简单，并且能够与微电网多种运行方式相适应，但其也存在一定的缺陷，研究成果发现其具备一定的局限性，过电流保护采用限流器会限制电流的灵敏度，使一定的电力资源浪费，不能很好的达到预先设想的效果。同时，故障电流与正常运行时电流之间的差距是无法预测的，即便采用限流器也会发生事故现象的发生。因此在该种研究方向上，必须多进行实践，尽可能地将其所存在的问题进行解决。

第二种研究方向需要运用现阶段先进的设备和技术手段，建立全智能监控系统，自行对微电网实施实时保护。就目前而言，广域继电保护系统从众多安全保护系统中脱颖而出，其主要有以下几点优点：

1）能够同时采集不同区域地点的信息，并且能够利用差点保护法的原理，消除电流之间的不平衡，使微电网中电流运输更加平衡稳定。

2）具有完备的硬件系统，不需要再进行构建。

3）能够实现对信息的搜寻和整合，对整合好的信息进行更为具体的分析，及时找出故障所在。

4）可靠的通信设备，广域继电保护的通信状况良好，信号稳定。

5）能够利用互联网采集数据，分析数據进而掌握微电网运行的详细情况。

广域继电系统与其他保护系统相比较而言存在着一定的优势，但在这个飞速发展的时代，其也需要进行进一步的研究，使其更加完善，功能更加齐全，达到微电网继电保护的目的。

四、结语

虽然近几年我国微电网继电保护发展迅速，但与发达国家相比，其还是处于初级阶段，为其有着更好的发展前景，必须对微电网继电保护进行更深一层的研究，解决其中出现的问题，并让其得到广泛的应用。相关电力企业需要构建严格的管理制度，在微电网继电保护相关技术人员的努力下，确保微电网的运行不会再出现安全事故，正常运行。

参考文献：

[1] 郭建勇等.微电网继电保护的研究与应用[J].电力系统保护与控制，2014，10：135-140.

[2] 黄兴平.微电网继电保护的研究与应用[J].科技与创新，2016，14：148.