分布式電源并網(wǎng)保護(hù)

繼電保護(hù)應(yīng)滿足“四性”要求，并網(wǎng)保護(hù)當(dāng)然也不例外。下面主要從可靠性和速動(dòng)性2個(gè)方面分析并網(wǎng)保護(hù)的性能要求。其中可靠性包括可信賴性(即不拒動(dòng))和安全性(即不誤動(dòng))等2個(gè)方面 。

分布式電源并網(wǎng)保護(hù)故障保護(hù)功能

（1）可靠性要求

與饋線保護(hù)不同的是，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1547.2并網(wǎng)保護(hù)所反映的故障范圍應(yīng)是整個(gè)配電網(wǎng)。但在實(shí)際情況中，故障點(diǎn)可能距離公共耦合點(diǎn)較遠(yuǎn)，且公共耦合點(diǎn)內(nèi)的分布式電源可能以非同步電機(jī)型為主，這會(huì)導(dǎo)致分布式電源所能提供的故障電流較小。此時(shí)，如果片面追求并網(wǎng)保護(hù)的可信賴性，會(huì)很容易失去其安全性。當(dāng)配電網(wǎng)中分布式電源滲透率較高或分布式電源容量較大時(shí)，并網(wǎng)保護(hù)安全性的不足，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)大量分布式電源脫網(wǎng)，從而嚴(yán)重影響配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

由上可見，基于常規(guī)保護(hù)判據(jù)的并網(wǎng)保護(hù)難以兼顧可信賴性與安全性。目前可以采用2種解決方法。一種方法是改進(jìn)并網(wǎng)保護(hù)原理，如綜合采用電壓、頻率等多種判據(jù)；另一種方法是改造配電網(wǎng)保護(hù)，如按雙側(cè)電源要求完善饋線保護(hù)配置，并對(duì)配電變電站或開關(guān)站的母線保護(hù)進(jìn)行校驗(yàn)，若不滿足要求則配置快速母線保護(hù)。這樣配電網(wǎng)的故障可由饋線保護(hù)或母線保護(hù)快速切除，從而縮小并網(wǎng)保護(hù)所需反映的故障區(qū)域。但是，由于傳統(tǒng)配電網(wǎng)保護(hù)按照單向潮流配置，上述改造需要很大的建設(shè)與運(yùn)維投入，需進(jìn)行技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的比較。

（2）速動(dòng)性要求

配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，為減少不利影響，并網(wǎng)保護(hù)應(yīng)立刻動(dòng)作切除分布式電源。

隨著分布式電源在配電網(wǎng)中滲透率的提高，分布式電源應(yīng)在系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)提供支撐作用。很多國家開始要求分布式電源應(yīng)具備故障穿越能力，主要指低電壓穿越（LVRT）。LVRT能力的要求主要影響了并網(wǎng)保護(hù)故障檢測(cè)中電壓的整定值，以使在配電網(wǎng)發(fā)生故障或擾動(dòng)后，公共耦合點(diǎn)處電壓在跌落到一定的范圍和時(shí)間間隔內(nèi)，分布式電源可以不脫網(wǎng)。我國在新的并網(wǎng)規(guī)則中已經(jīng)規(guī)定光伏發(fā)電站、風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)應(yīng)具備LVRT功能，并在LVRT期間，應(yīng)具有有功功率恢復(fù)和動(dòng)態(tài)無功支撐能力。

綜合以上要求可見，并網(wǎng)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間存在上下限約束。其動(dòng)作時(shí)間下限取決于LVRT要求以及饋線保護(hù)和斷路器的動(dòng)作時(shí)間，而動(dòng)作時(shí)間上限取決于饋線重合閘時(shí)間。

分布式電源并網(wǎng)保護(hù)防孤島保護(hù)功能

（1）可靠性

在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)分布式電源滲透率的不同，在防孤島保護(hù)的可信賴性與安全性之間做出折衷。例如，當(dāng)分布式電源容量較小或分布式電源滲透率較低時(shí)，可以適當(dāng)降低對(duì)安全性的要求，而將可信賴性放在首位，以確保人員、設(shè)備安全。反之，則要對(duì)防孤島保護(hù)的安全性提出更高的要求，防止因孤島檢測(cè)過于靈敏而導(dǎo)致大量分布式電源脫網(wǎng)，損害系統(tǒng)安全性。現(xiàn)有的被動(dòng)或主動(dòng)孤島檢測(cè)方案都存在缺陷，目前還不存在獲得世界各國廣泛認(rèn)可的方案。

（2）速動(dòng)性

當(dāng)配電網(wǎng)的功率不平衡度很低時(shí)，孤島特征不明顯，需要較長(zhǎng)的檢測(cè)時(shí)間。我國標(biāo)準(zhǔn)要求最長(zhǎng)的孤島檢測(cè)時(shí)間為2s。但是，孤島檢測(cè)時(shí)間的增加勢(shì)必會(huì)延長(zhǎng)配電網(wǎng)重合閘的時(shí)間設(shè)置。如果經(jīng)過校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)孤島檢測(cè)時(shí)間不能滿足重合閘要求，則應(yīng)考慮配置聯(lián)跳方案，或者為配電網(wǎng)饋線重合閘增配檢同期功能，以作為孤島檢測(cè)失效的后備。

決定并網(wǎng)保護(hù)的功能與性能要求的因素，首先是并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。所以，與并網(wǎng)保護(hù)相關(guān)的研究課題，首先來自于并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其次才是保護(hù)原理的研究 。

分布式電源并網(wǎng)保護(hù)與并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的研究課題

由于IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)分布式電源滲透率較低，因此不鼓勵(lì)分布式電源參與電網(wǎng)的頻率和電壓調(diào)節(jié)。而隨著可再生能源的快速發(fā)展，分布式電源在配電網(wǎng)中的作用正從被動(dòng)轉(zhuǎn)向主動(dòng)，即從電網(wǎng)故障后被要求迅速退出運(yùn)行，逐漸變?yōu)橄螂娋W(wǎng)提供輔助服務(wù)和動(dòng)態(tài)支撐能力。反映在近幾年的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的變化上，值得特別關(guān)注的問題主要是低壓穿越和計(jì)劃孤島。

1)兼顧系統(tǒng)和保護(hù)需要的低電壓穿越策略。

目前各國的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中制定了各種各樣的LVRT曲線。LVRT曲線中的關(guān)鍵參數(shù)為電壓閾值。從對(duì)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)無功支撐角度，該電壓閾值設(shè)置越低，分布式電源對(duì)系統(tǒng)的支撐作用越強(qiáng)。但從對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的影響角度，該電壓閾值的影響是非單調(diào)的。一般而言，加快故障饋線上并網(wǎng)保護(hù)的動(dòng)作速度，減少對(duì)該饋線保護(hù)的“屏蔽效應(yīng)”，有利于提高配電網(wǎng)保護(hù)的靈敏性。但是，如果進(jìn)一步提高該電壓閾值，會(huì)使得健全饋線上接入的分布式電源快速脫網(wǎng)，流過故障饋線的短路電流反而由大變小。所以，如何根據(jù)不同配電網(wǎng)的實(shí)際情況，兼顧系統(tǒng)和保護(hù)兩方面的需求來優(yōu)化LVRT曲線，是一個(gè)重要的研究課題。

2)適應(yīng)計(jì)劃孤島的自適應(yīng)保護(hù)與控制策略。

雖然現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)都不允許分布式電源孤島運(yùn)行，但隨著分布式電源容量的增加和微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為了有效利用分布式電源的電源支撐作用，提高供電可靠性，很多國家開始重視對(duì)計(jì)劃孤島的研究。IEEE 1547.4中將計(jì)劃孤島稱為分布式電源孤島系統(tǒng)，即微電網(wǎng)，其對(duì)分布式電源孤島運(yùn)行模式的設(shè)計(jì)、運(yùn)行方面做出了較詳細(xì)的規(guī)定。

當(dāng)允許計(jì)劃孤島時(shí)，分布式電源自身的防孤島保護(hù)可能會(huì)破壞孤島系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行(尤其是孤島剛形成時(shí))。對(duì)此，一種可行的解決方案是，當(dāng)并網(wǎng)保護(hù)檢測(cè)到孤島，并判斷當(dāng)前微電網(wǎng)具備孤島運(yùn)行條件時(shí)，立刻閉鎖分布式電源自身的防孤島保護(hù)。另外，當(dāng)發(fā)生聯(lián)網(wǎng)/孤島運(yùn)行方式切換時(shí)，某些分布式電源單元需要迅速切換控制模式；同時(shí)，由于在孤島和聯(lián)網(wǎng)條件下，微電網(wǎng)內(nèi)短路電流水平變化很大，保護(hù)定值也需做自適應(yīng)調(diào)整。此時(shí)，并網(wǎng)保護(hù)的孤島檢測(cè)功能可以為上述控制模式和保護(hù)整定值的自適應(yīng)切換提供信號(hào)。由以上分析可見，并網(wǎng)保護(hù)作為一種接口保護(hù)，不但具備故障保護(hù)功能，還可以在保證分布式電源孤島系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮重要作用。

分布式電源并網(wǎng)保護(hù)與保護(hù)原理相關(guān)的研究課題

（1）并網(wǎng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)中的突出問題

目前，并網(wǎng)保護(hù)基于常規(guī)保護(hù)原理實(shí)現(xiàn)，在應(yīng)用中存在如下突出問題。

1)故障檢測(cè)問題。分布式電源的大規(guī)模接入和變流器型分布式電源容量的不斷增加，使得配電網(wǎng)的故障特征發(fā)生了很大變化，主要表現(xiàn)在：a)故障電流較小。例如變流器型分布式電源所提供的故障電流一般不超過1.5倍額定電流；b)在故障期間，變流器型分布式電源呈現(xiàn)電流源特征，與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的電壓源特征相差很大；c)故障特征還與變流器的控制策略(如是否考慮負(fù)序電流控制)存在很大關(guān)聯(lián)。以上這些，使得在并網(wǎng)保護(hù)的故障檢測(cè)方法中，不能完全復(fù)制基于同步電機(jī)理論得到的故障特征。

2)孤島檢測(cè)問題。雖然已經(jīng)提出了被動(dòng)檢測(cè)、主動(dòng)檢測(cè)和聯(lián)跳等方案，但目前還不存在獲得廣泛認(rèn)可的方案。無源和無通道是繼電保護(hù)追求的重要目標(biāo)，因?yàn)檫@可以將保護(hù)的問題限制在保護(hù)裝置自身。從這個(gè)意義上，被動(dòng)孤島檢測(cè)原理應(yīng)持續(xù)受到重視。但當(dāng)功率不平衡度較低時(shí)，現(xiàn)有被動(dòng)孤島檢測(cè)存在較大的檢測(cè)盲區(qū)，這函需得到改進(jìn)。

3)整定計(jì)算問題。并網(wǎng)保護(hù)屬于多功能保護(hù)，實(shí)現(xiàn)中需要用到較多的保護(hù)元件。復(fù)雜的保護(hù)配置不但提高了裝置的成本，而且增大了整定計(jì)算的工作量。更為困難的是，由于分布式電源出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性，以及分布式電源類型、容量、并網(wǎng)變壓器接線方式、功率不平衡度以及配電網(wǎng)保護(hù)的配置等諸多因素都會(huì)影響到孤島檢測(cè)和故障判別，使得這些保護(hù)元件的定值難以整定。

分布式電源并網(wǎng)保護(hù)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的智能并網(wǎng)保護(hù)方案

常規(guī)保護(hù)元件僅利用一、二個(gè)特征進(jìn)行決策，從機(jī)器學(xué)習(xí)角度，可將其視為最為簡(jiǎn)單的線性分類器(如電流、電壓、頻率繼電器)或非線性分類器(如距離繼電器)。但這種基于少特征的保護(hù)原理難以應(yīng)對(duì)并網(wǎng)保護(hù)的上述問題。

近年來，研究者越來越重視機(jī)器學(xué)習(xí)在保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。與常規(guī)保護(hù)原理相比，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的智能保護(hù)方案具有如下優(yōu)勢(shì)：}突破了常規(guī)保護(hù)中單一繼電器的概念，能夠組合多個(gè)特征進(jìn)行模式識(shí)別；能夠從大量特征中優(yōu)選出最為有效的關(guān)鍵特征組合；能夠從訓(xùn)練樣本中自動(dòng)找出最優(yōu)定值。以上特點(diǎn)有助于同時(shí)改善保護(hù)的安全性與可信賴性，同時(shí)減輕了需要對(duì)常規(guī)保護(hù)中大量元件進(jìn)行整定計(jì)算的壓力。

在完成特征選擇后，需要選擇合適的分類算法。智能保護(hù)中常用的機(jī)器學(xué)習(xí)方法包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹和支持向量機(jī)等。但每種分類算法都存在歸納偏置現(xiàn)象，使得單一分類器存在精度和適應(yīng)性瓶頸。

分布式電源廣泛接入配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的核心特征之一。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)是一個(gè)功率單向流動(dòng)的無源網(wǎng)絡(luò)，而大量分布式電源的接入對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行規(guī)程、控制方式和保護(hù)配置等都提出了很大的挑戰(zhàn)。與常規(guī)集中式發(fā)電不同的是，分布式電源具有容量小、數(shù)量多的特點(diǎn)，電網(wǎng)運(yùn)行人員不具備對(duì)分布式電源單元的直接控制能力，這給配電網(wǎng)運(yùn)行中的人身安全、設(shè)備安全、系統(tǒng)安全以及電能質(zhì)量等都帶來了威脅。

為使配電網(wǎng)不直接面對(duì)類型多樣、數(shù)量眾多的分布式電源，需要針對(duì)分布式電源接入電網(wǎng)的公共耦合點(diǎn)研究、制定并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)使得電網(wǎng)公司僅需關(guān)注分布式電源與公共配電網(wǎng)的接口處，而無需關(guān)注公共耦合點(diǎn)內(nèi)分布式電源單元的復(fù)雜性，從而建立更為清晰的保護(hù)與控制的配合界面。國際電氣與電子工程師協(xié)會(huì)于2003年發(fā)布的IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)在國際上獲得廣泛的認(rèn)可，并已經(jīng)擴(kuò)展成系列標(biāo)準(zhǔn)。歐洲委員會(huì)機(jī)電標(biāo)準(zhǔn)化組織于2007年出臺(tái)了公共低壓配電網(wǎng)連接微小發(fā)電機(jī)的草案。在國家層面，英國于2010年發(fā)布了嵌入式發(fā)電接入公共配電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。加拿大目前主要有兩個(gè)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，分別為2006年發(fā)布的《基于逆變器的微電源配電網(wǎng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)》和2007年發(fā)布的《分布式電力供應(yīng)系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)》。從2010年起，我國國家電網(wǎng)公司先后發(fā)布了《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》《分布式電源接入配電網(wǎng)運(yùn)行控制規(guī)范》及《分布式電源接入配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等 。

配置并網(wǎng)保護(hù)是使分布式電源滿足并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的重要技術(shù)措施。發(fā)達(dá)國家由于獨(dú)立發(fā)電商出現(xiàn)較早，較早就開始了并網(wǎng)保護(hù)研究。IEEE的繼電保護(hù)專委會(huì)于1990年發(fā)表了用戶側(cè)電源的并網(wǎng)保護(hù)研究報(bào)告IEEE 1547.2標(biāo)準(zhǔn)中明確了并網(wǎng)保護(hù)的安裝要求。國際大電網(wǎng)委員會(huì)組建B5.34工作組，對(duì)可再生能源與分布式發(fā)電對(duì)變電站保護(hù)與自動(dòng)化的影響問題進(jìn)行了專門研究。該組織在2012年又組建了聯(lián)合工作組JWG BS/C6.26-CIRED，于2014年發(fā)表了《含分布式能源的配電網(wǎng)保護(hù)》技術(shù)報(bào)告。電網(wǎng)公司也認(rèn)識(shí)到并網(wǎng)保護(hù)的重要性，并開始制定相關(guān)規(guī)范。加拿大安大略省最大的電力公司Hydro one規(guī)定了并網(wǎng)保護(hù)的功能配置與要求。我國的國家電網(wǎng)公司于2014年發(fā)布了《分布式電源涉網(wǎng)保護(hù)技術(shù)規(guī)范》和《接入分布式電源的配電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)范》。

在分布式電源發(fā)展初期，各國通過限制其并網(wǎng)容量來保證配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。但隨著可再生能源的快速發(fā)展，分布式電源滲透率水平不斷提高，并網(wǎng)保護(hù)才開始受到重視。這使得國內(nèi)外對(duì)并網(wǎng)保護(hù)的研究較之對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)和分布式電源內(nèi)部保護(hù)存在較大的滯后性；而且，由于不同時(shí)期、不同地區(qū)分布式電源滲透率不同，以及分布式電源類型的多樣性和接入方式的復(fù)雜性，導(dǎo)致了世界各國對(duì)并網(wǎng)保護(hù)的具體要求存在較多差異性。

隨著我國用戶側(cè)分布式電源市場(chǎng)的全面放開，并網(wǎng)保護(hù)研究應(yīng)獲得越來越多的重視。為此，對(duì)國內(nèi)外的研究進(jìn)行梳理，分析分布式電源并網(wǎng)保護(hù)的功能配置與性能要求，總結(jié)并網(wǎng)保護(hù)應(yīng)用中的主要問題，給出可能的解決方案，提煉并網(wǎng)保護(hù)研究中的關(guān)鍵課題，對(duì)于并網(wǎng)保護(hù)的未來發(fā)展具有積極的意義 。

分布式電源并網(wǎng)保護(hù)并網(wǎng)保護(hù)的定義

分布式電源并網(wǎng)保護(hù)定義為 ：安裝于公共耦合點(diǎn)處的繼電保護(hù)措施，能夠檢測(cè)到主電網(wǎng)側(cè)(系統(tǒng)側(cè))和分布式電源側(cè)發(fā)生的故障和其他各種異常情況，并及時(shí)將分布式電源與主電網(wǎng)隔離，避免危及主電網(wǎng)的正常運(yùn)行或者損壞分布式電源裝置。并網(wǎng)保護(hù)包括防孤島保護(hù)、故障保護(hù)以及其他異常保護(hù)。

1)對(duì)于直接接入到110kV及以上輸電網(wǎng)絡(luò)中的分布式電源，其并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線已配置了完善的保護(hù)系統(tǒng)，不需要專門的并網(wǎng)保護(hù)。因此上述并網(wǎng)保護(hù)主要針對(duì)接入35kV及以下電壓等級(jí)的分布式電源。

2)并網(wǎng)保護(hù)既不同于分布式電源的發(fā)電機(jī)保護(hù)，也不同于配電網(wǎng)饋線保護(hù)，本質(zhì)上是一種接口保護(hù)。上述3類保護(hù)的關(guān)系可見圖1。

其中包括斷路器A-D，并網(wǎng)保護(hù)安裝于公共耦合點(diǎn)的電網(wǎng)側(cè)，一般在并網(wǎng)變壓器的高壓側(cè)。

當(dāng)分布式電源單獨(dú)接入系統(tǒng)時(shí)，并網(wǎng)保護(hù)功能可與分布式電源的發(fā)電機(jī)保護(hù)功能集成在同一套保護(hù)裝置中。隨著并網(wǎng)容量的增加，分布式電源通常以集群或微電網(wǎng)的方式接入配電網(wǎng)，且常包含嵌入負(fù)荷，此時(shí)則要求在公共耦合點(diǎn)處配置獨(dú)立的并網(wǎng)保護(hù)。這樣，電網(wǎng)公司可以無需關(guān)注分布式電源自身的保護(hù)配置，只對(duì)并網(wǎng)保護(hù)提出要求，從而簡(jiǎn)化保護(hù)配合，適應(yīng)今后大量分布式電源在多種層級(jí)的接入要求。

3)在標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1547中，從反映系統(tǒng)側(cè)故障、防孤島以及電能質(zhì)量等3個(gè)方面，給出了并網(wǎng)保護(hù)的核心功能要求。顯然上述要求都是站在電網(wǎng)的角度考慮并網(wǎng)保護(hù)的功能。而在標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1547中，則要求并網(wǎng)保護(hù)在反映系統(tǒng)側(cè)故障的同時(shí)，還能兼顧分布式電源側(cè)故障。在實(shí)踐中，為分布式電源單元配置哪些保護(hù)功能主要由IPP根據(jù)自身要求決定，故并網(wǎng)保護(hù)依舊應(yīng)以反映系統(tǒng)側(cè)擾動(dòng)為主。

分布式電源并網(wǎng)保護(hù)并網(wǎng)保護(hù)的功能

（1）故障保護(hù)

配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，分布式電源持續(xù)向故障點(diǎn)提供短路電流，這會(huì)給配電網(wǎng)一次設(shè)備、保護(hù)和重合閘帶來諸多不利影響 。

首先，分布式電源的接入改變了配電網(wǎng)的短路電流幅值和分布特征。兩個(gè)典型的影響是，如果分布式電源的公共耦合點(diǎn)位于饋線保護(hù)與故障點(diǎn)之間，那么該分布式電源的“屏蔽效應(yīng)”會(huì)使流過饋線保護(hù)的短路電流變小，從而可能導(dǎo)致饋線保護(hù)拒動(dòng);而如果分布式電源的公共耦合點(diǎn)位于非故障饋線，則可能導(dǎo)致該饋線保護(hù)誤動(dòng)。為了減少對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的影響，要求并網(wǎng)保護(hù)在配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)能夠快速動(dòng)作以切除分布式電源。

其次，架空線路故障主要為瞬時(shí)性故障，提高重合閘的成功率能夠顯著提高供電可靠性。但是，當(dāng)配電網(wǎng)故障時(shí)，分布式電源的持續(xù)供電會(huì)使變電站或饋線重合閘的檢無壓重合失??；即使?jié)M足檢無壓重合條件，分布式電源持續(xù)提供的短路電流還會(huì)阻礙故障點(diǎn)滅弧而導(dǎo)致重合失敗，使瞬時(shí)故障變?yōu)橛谰霉收?；即使能夠重合，但由于分布式電源已與主電網(wǎng)失去同步，非同期合閘也會(huì)對(duì)斷路器、分布式電源以及負(fù)荷帶來很大沖擊。所以，并網(wǎng)保護(hù)必需在饋線重合閘動(dòng)作之前及時(shí)退出分布式電源，一旦配合失敗則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

除以上影響外，分布式電源的接入還會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)設(shè)備損壞并產(chǎn)生過電壓，提供的故障電流會(huì)使饋線熔斷器過早熔斷。

（2）防孤島保護(hù)

當(dāng)分布式電源與公共電網(wǎng)失去電氣連接時(shí)，出于系統(tǒng)運(yùn)行、人員設(shè)備安全以及電能質(zhì)量等考慮，目前世界各國的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)都要求分布式電源立即退出運(yùn)行。導(dǎo)致孤島的原因有2類：一類因故障跳閘；另一類因非故障開關(guān)操作，包含人為誤操作。

這里需要說明公共耦合點(diǎn)處的防孤島保護(hù)與分布式電源自身防孤島保護(hù)的關(guān)系。不同類型的分布式電源，其防孤島保護(hù)的配置要求有所不同。對(duì)于變流器型分布式電源，標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定其控制器中需具備孤島檢測(cè)能力；對(duì)于不具有自勵(lì)磁能力的感應(yīng)電機(jī)型分布式電源，其不具備孤島運(yùn)行能力；而同步電機(jī)型分布式電源本身已配置有電壓/頻率保護(hù)，當(dāng)孤島內(nèi)有功、無功不能平衡時(shí)，機(jī)組會(huì)自動(dòng)退出運(yùn)行。因此同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)型分布式電源不要求設(shè)置防孤島保護(hù)。

這樣看來，似乎僅需為變流器型分布式電源配置防孤島保護(hù)。但是，電網(wǎng)運(yùn)行人員仍希望在公共耦合點(diǎn)配置專門的防孤島保護(hù)。這是因?yàn)?，在同一PCC下面可能包含多個(gè)類型的分布式電源單元，分別采用了不同的孤島檢測(cè)方法。例如，變流器型分布式電源多采用主動(dòng)式孤島檢測(cè)，但是此方法在多變流器并網(wǎng)條件下，注入電網(wǎng)的擾動(dòng)可能互相干擾而產(chǎn)生稀釋效應(yīng)，使得檢測(cè)性能明顯下降;對(duì)于同步電機(jī)型分布式電源，在其出力和本地負(fù)荷基本匹配時(shí)，其自身的電壓/頻率保護(hù)有較大的檢測(cè)盲區(qū)。由于存在這些問題，在實(shí)踐中應(yīng)評(píng)估分布式電源單元自身孤島檢測(cè)機(jī)制失效的概率和風(fēng)險(xiǎn)。在公共耦合點(diǎn)配置專門的防孤島保護(hù)，有利于提供更為完善的防孤島保護(hù)方案并方便校核，減少因分布式電源自身防孤島保護(hù)失效所帶來的安全隱患。

（3）其他功能

1)檢同期。當(dāng)配電網(wǎng)故障切除、饋線重新供電后，分布式電源可以重新并入電網(wǎng)。但非同期重合會(huì)給電網(wǎng)設(shè)備和分布式電源造成很大的沖擊，因此并網(wǎng)保護(hù)必須配置檢同期繼電器，以確保線路不帶電。在允許計(jì)劃性孤島的情況下，分布式電源的重合情況有如下2種，否則只有第2種重合情況。

a)分布式電源與本地負(fù)荷功率匹配。當(dāng)配電網(wǎng)F處發(fā)生故障時(shí)，饋線保護(hù)A動(dòng)作切除系統(tǒng)電源，并網(wǎng)保護(hù)動(dòng)作跳開斷路器B，分布式電源與本地負(fù)荷形成孤島。故障消除后，系統(tǒng)側(cè)A處重合閘先檢無壓重合。如果A重合成功，則并網(wǎng)保護(hù)進(jìn)行同期并列，恢復(fù)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行；否則，并網(wǎng)保護(hù)不響應(yīng)。

b)分布式電源與本地負(fù)荷功率不匹配。F故障且饋線保護(hù)A動(dòng)作后，并網(wǎng)保護(hù)動(dòng)作跳開C、D，退出分布式電源，饋線重新供電后，并網(wǎng)保護(hù)通過分布式電源出口處的同期檢定即可并入分布式電源。

2)不平衡狀態(tài)檢測(cè)。當(dāng)配電網(wǎng)中發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，負(fù)序電流可能損壞同步電機(jī)型分布式電源，為此并網(wǎng)保護(hù)應(yīng)配備負(fù)序過電流保護(hù)。

3)逆功率檢測(cè)。一些并網(wǎng)協(xié)議不允許分布式電源向主網(wǎng)負(fù)荷供電，此時(shí)并網(wǎng)保護(hù)中需要配置功率方向元件，檢測(cè)公共耦合點(diǎn)處的反向潮流。

分布式電源并網(wǎng)保護(hù)并網(wǎng)保護(hù)的基本配置

并網(wǎng)保護(hù)的配置需要考慮分布式電源類型、配電網(wǎng)接地方式、并網(wǎng)規(guī)程等多種因素。圖2給出了小電流接地配電網(wǎng)中，同步電機(jī)型分布式電源的一種并網(wǎng)保護(hù)配置方案。

并網(wǎng)保護(hù)的相間故障檢測(cè)可以采用過電流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或者阻抗保護(hù)實(shí)現(xiàn)。而接地故障的檢測(cè)與配電網(wǎng)接地方式有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定分布式電源的接地方式應(yīng)和電網(wǎng)側(cè)的接地方式保持一致。當(dāng)配電網(wǎng)為大電流接地方式時(shí)，分布式電源不僅會(huì)通過故障相提供接地短路電流，還可能存在通過非故障相交換的故障電流，可采用定時(shí)限接地過電流保護(hù)和方向過電流保護(hù)進(jìn)行故障檢測(cè)；而在小電流接地方式配電網(wǎng)中，分布式電源不會(huì)產(chǎn)生接地故障的饋入電流，此時(shí)應(yīng)配置接地過電壓保護(hù)。

目前已提出的孤島檢測(cè)方法按照信號(hào)來源、是否有主動(dòng)激勵(lì)可分為被動(dòng)檢測(cè)法、主動(dòng)檢測(cè)法和聯(lián)跳。聯(lián)跳方案可以最大程度消除孤島檢測(cè)盲區(qū)并提高檢測(cè)速度。但是，由于并非配電網(wǎng)中所有的保護(hù)動(dòng)作或開關(guān)變位都會(huì)導(dǎo)致孤島，所以該方案需進(jìn)行實(shí)時(shí)拓?fù)浞治?，并在并網(wǎng)保護(hù)與斷路器之間建立多對(duì)多的通信連接。如果考慮到配電網(wǎng)重構(gòu)，聯(lián)跳的實(shí)現(xiàn)會(huì)變得更為復(fù)雜且不經(jīng)濟(jì)?？紤]到這些，被動(dòng)檢測(cè)依然是重要的孤島檢測(cè)方案。該方案一般配置過/欠電壓保護(hù)和過/欠頻率保護(hù)，還可以配置頻率變化率保護(hù)、相位偏移保護(hù)。

為使大量分布式電源能夠友好地接入配電網(wǎng)，IEEE,CIGRE等國際組織和歐美國家都在積極制訂并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。在公共耦合點(diǎn)處配置并網(wǎng)保護(hù)是使分布式電源滿足并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的重要繼電保護(hù)措施。并網(wǎng)保護(hù)的功能主要包括故障保護(hù)、防孤島保護(hù)以及檢同期重合閘等。

并網(wǎng)保護(hù)既不同于分布式電源的發(fā)電機(jī)保護(hù)，也不同于配電網(wǎng)饋線保護(hù)，本質(zhì)上是一種接口保護(hù)。所以，并網(wǎng)保護(hù)不僅要考慮保護(hù)設(shè)備和人員安全，還要充分考慮與配電網(wǎng)保護(hù)、重合閘以及分布式電源發(fā)電機(jī)保護(hù)的配合關(guān)系。而隨著分布式電源大規(guī)模的接入，并網(wǎng)保護(hù)還需計(jì)及配電網(wǎng)擾動(dòng)時(shí)分布式電源對(duì)系統(tǒng)的支撐作用。

隨著分布式電源滲透率的不斷提高，人們對(duì)于分布式電源在未來智能電網(wǎng)中的作用的認(rèn)識(shí)不斷加強(qiáng)。這也使得迄今為止，國內(nèi)外對(duì)于并網(wǎng)保護(hù)的功能與性能的要求仍在變化且并不統(tǒng)一；分布式電源類型的多樣性和故障特征的特殊性，使得基于常規(guī)原理構(gòu)成的并網(wǎng)保護(hù)難以滿足可靠性與速動(dòng)性的要求。以上說明，無論在并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)還是保護(hù)原理方面，并網(wǎng)保護(hù)作為一種新型的繼電保護(hù)措施，都還需要投入大量研究。

分布式電源與配電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的繼電保護(hù)措施。

2017年5月12日，《分布式電源并網(wǎng)技術(shù)要求》發(fā)布。

2017年12月1日，《分布式電源并網(wǎng)技術(shù)要求》實(shí)施。

分布式電源并網(wǎng)技術(shù)是指分布式電源接入配電網(wǎng)以及保證含分布式電源的配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行、電能質(zhì)量合格的技術(shù)措施 。