Анализ влияния распределенной генерации на работу релейной защиты в распределительных сетях

Аннотация

Актуальность: современная мировая энергетика находится в периоде трансформации, характеризующимся переходом от централизованных систем генерации к распределенным с высокой долей возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Этот процесс реализуется на основе глобальной экологической повестки с необходимостью сокращения выбросов парниковых газов в рамках Парижского соглашения [1]. В последние годы Республика Узбекистан демонстрирует значительный прогресс в трансформации энергетического сектора. Согласно статистическим данным IRENA 2026, суммарная установленная мощность возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в стране к концу 2025 года достигла 10 027 МВт. Для сравнения, в 2016 году этот показатель составлял всего 1 883 МВт. [2]. В «Стратегии перехода Республики Узбекистан на «зеленую» экономику на период 2019–2030 годов» и далее поставлена главная цель – увеличить мощность ВИЭ до 27 ГВт и долю “чистой” энергии в общем балансе до 40% к 2030 году [3]. Ожидается, что к концу десятилетия население страны вырастет до 39 млн. человек, потребность в электроэнергии увеличится до 120 ТВт·ч./год [4]. Реализация этих планов предполагает массовое подключение солнечных и ветровых электростанций к существующим радиальным сетям среднего напряжения (6–35 кВ). Однако конструкция этих сетей, на долю которых в активах АО «Региональные электрические сети» приходится более сотни тысяч километров линий, изначально проектировалась для режима работы с однонаправленным потоком мощности от системной подстанции к потребителям. Подключение установок ВИЭ превращает такие сети в активные системы с множественными источниками питания, что нарушает базовые принципы функционирования систем их релейной защиты и автоматики (РЗА). Поэтому актуален анализ влияния ВИЭ на функционирование релейной защиты для создания эффективных алгоритмов настройки защит в сетях с распределённой генерацией.

Цель: анализ влияния электростанций на ВИЭ на параметры токов короткого замыкания (КЗ) и функционирование релейной защиты в распределительных сетях при изменении направления векторов мощности.

Методы: моделирование и расчет токов КЗ в программном комплексе PowerFactory DIgSILENT и определение уставок максимальной токовой защиты.

Результаты: проведен сравнительный анализ и выявлено существенное влияние распределенной генерации на работу релейной защиты в распределительных сетях, что требует разработки алгоритмов адаптивной настройки защит.