陳文勝

【摘 要】作為一種新型能源，光伏電源越來越受到青睞，其發(fā)展也受到了國家的大力支持。當(dāng)前，已有一些分布式光伏電站開始并網(wǎng)，促進(jìn)了我國電力資源供應(yīng)的多元化，與此同時，分布式光伏電站并網(wǎng)會對配電網(wǎng)的繼電保護(hù)產(chǎn)生影響，需要引起我們的重視。論文主要對這些影響進(jìn)行了分析。

【Abstract】As a new type of energy， photovoltaic power supply is becoming more and more popular， and its development has been strongly supported by the state. At present， some distributed photovoltaic power stations have been connected， which has promoted the diversification of China's power supply. At the same time， the distributed photovoltaic power station grid will affect the distribution network of relay protection， which needs to be paid more attention to. This paper mainly analyses these effects.

【關(guān)鍵詞】分布式光伏電站；并網(wǎng)；配電網(wǎng)繼電保護(hù)

【Keywords】distributed photovoltaic power station； grid-connection； power distribution relay protection

【中圖分類號】F407 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）01-0158-02

1 引言

作為一種太陽能利用的形式，光伏發(fā)電技術(shù)獲得了巨大進(jìn)步，光伏產(chǎn)業(yè)也獲得了蓬勃發(fā)展，成為了我國電力資源的重要組成部分。分布式光伏電站的并網(wǎng)，又不可避免的影響配電網(wǎng)的繼電保護(hù)，因此，需要對原有的繼電保護(hù)配置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

2 分布式光伏電站并網(wǎng)對配電網(wǎng)繼電保護(hù)造成的影響

一般來說，我國現(xiàn)行的中、低壓配電網(wǎng)供電形式絕大部分都是單電源的放射式網(wǎng)絡(luò)，接線形式也都比較簡單，并且配電網(wǎng)系統(tǒng)饋線內(nèi)無論是電流還是功率，其方向都是單一的，這樣對系統(tǒng)的保護(hù)整定及其以后擴(kuò)容都十分有利[1]。配電網(wǎng)的繼電保護(hù)就是針對這種情況而進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。通常情況下，在電壓等級為10kV的配電網(wǎng)中，基本上都是采用階段式的電流保護(hù)作為繼電保護(hù)裝置，而且?guī)缀鯖]有設(shè)置其他的方向元件。如果在配電網(wǎng)中接入分布式光伏電站，那么就改變了配電網(wǎng)的構(gòu)成，以多電源共同使用的復(fù)雜系統(tǒng)取代了原先比較簡單的結(jié)構(gòu)形式，使的流向朝著多樣化的形式發(fā)展。

2.1 影響三段式電流保護(hù)

在以往的配電網(wǎng)中，使用最為廣泛的電流配置保護(hù)裝置就是三段式電流，而在配電網(wǎng)中接入分布式光伏電站使原先的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，例如，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，而光伏發(fā)電會使電流流量大幅增加，進(jìn)而造成故障電流也隨之增加，這些故障電流又都流向故障點(diǎn)，從而嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，所以，對于三段式電力保護(hù)，光伏發(fā)電所產(chǎn)生的影響有以下三個方面。第一，對電路保護(hù)動作的敏感度造成影響。假如配電網(wǎng)發(fā)生意外故障，并且出現(xiàn)故障的位置處于光伏發(fā)電的下游線路，在接入光伏電站之前，只有系統(tǒng)向故障點(diǎn)輸送短路電流，此時對于繼電保護(hù)裝置而言，只要求對系統(tǒng)自身的電流進(jìn)行相應(yīng)處理。但是光伏電站接入配電網(wǎng)后，原有的配電系統(tǒng)以及接入的光伏電站都會對故障點(diǎn)提供短路電流，而此時對于原先的繼電保護(hù)裝置來說，其只可以對配電系統(tǒng)所提供的電流進(jìn)行感知，由此在一定程度上降低了保護(hù)裝置的敏感度。第二，對電路保護(hù)動作的準(zhǔn)確性造成影響。在分布式光伏電站并網(wǎng)之前，如果故障出現(xiàn)在饋線，只有配電系統(tǒng)會對故障點(diǎn)提供短路電路，而分布式光伏電站并入配電網(wǎng)之后，會瞬間增加流入故障點(diǎn)的短路電流，電流的突然增加對保護(hù)裝置會產(chǎn)生更大的影響，因此會瞬間對保護(hù)裝置的動作造成影響。第三，影響相鄰電路的保護(hù)動作。分布式光伏電站并網(wǎng)后，在有故障發(fā)生時，流經(jīng)故障點(diǎn)的電流會大量增加，此時因?yàn)楣收宵c(diǎn)的絕緣效果，會迫使流經(jīng)故障點(diǎn)的電流向其他線路進(jìn)行分流，因而會對相鄰線路造成影響，使其保護(hù)裝置發(fā)生錯誤動作。

2.2 影響自動重合閘

就目前來看，我國的配電線路的結(jié)構(gòu)基本上都是單側(cè)電源，如果線路一旦出現(xiàn)短路情況系統(tǒng)便會立即進(jìn)行自動重合閘，以此對故障點(diǎn)的供電進(jìn)行切斷處理，避免影響配電網(wǎng)的運(yùn)行[2]。假如分布式光伏電站并網(wǎng)后，如果有故障出現(xiàn)在光伏電站和配電系統(tǒng)的線路上，此時配電系統(tǒng)若在自動重合閘發(fā)生動作之前沒有切斷與光伏電站的連接，會造成光伏電站不斷的向故障點(diǎn)提供電流，因而使得重合閘動作時出現(xiàn)電弧重燃的情況，造成重合閘合閘失敗，進(jìn)而嚴(yán)重威脅著整個配電網(wǎng)的運(yùn)行安全，特別是嚴(yán)重影響了光伏發(fā)電。所以，在現(xiàn)行的保護(hù)基礎(chǔ)之上，如果出現(xiàn)故障，務(wù)必要求在自動重合閘發(fā)生動作之前切斷配電網(wǎng)中的光伏電站，并且要將反孤島保護(hù)設(shè)置在分布式光伏電站端。

2.3 影響熔斷器保護(hù)

在電力系統(tǒng)中，熔斷器是一種十分常見的自動保護(hù)裝置，如果線路中出現(xiàn)電流過大的情況，并且處于線路本身承受的范圍之外，此時熔斷器會自動進(jìn)行切斷電路操作，使配電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行得以保障。通常情況下，安裝熔斷器的位置主要有兩個，一是電路的分支處，二是變壓器的高壓側(cè)。假如故障出現(xiàn)在電路的末端位置，此時熔斷器會立即進(jìn)行切斷操作，保護(hù)電力線路，而要是將分布式光伏電站進(jìn)行接入，會使線路的運(yùn)行結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使線路系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性大打折扣。endprint

3 分布式光伏電站并網(wǎng)方式及其繼電保護(hù)設(shè)置

3.1 分布式光伏電站并網(wǎng)接入方式

分布式光伏電站并網(wǎng)具有兩種典型的接入方式。第一，統(tǒng)購統(tǒng)銷模式下的接入系統(tǒng)。這一方案的實(shí)施，必須先設(shè)置新的網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)，設(shè)置位置應(yīng)在公共電網(wǎng)10kV母線上，同時在新設(shè)的網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)處接入分布式光伏電站所在的電纜，并網(wǎng)接入由此完成，在這個過程當(dāng)中，需要注意的是，應(yīng)將單位并網(wǎng)點(diǎn)的容量控制在400kW到6mW之間。第二，自發(fā)自用余量上網(wǎng)模式下的接入系統(tǒng)。這種方案的施行，需要在用戶獨(dú)立的10kV母線上重新設(shè)置一個輔助設(shè)施，即光伏接入柜，然后在光伏接入柜中接入分布式光伏電站所在的電纜。和第一種方案一樣，這種方案也需要將并網(wǎng)裝機(jī)容量控制在400kW到6mW之間。

3.2 分布式光伏電站并網(wǎng)保護(hù)配置

3.2.1 系統(tǒng)側(cè)的保護(hù)配置

對于110kV電壓，在設(shè)置故障解決保護(hù)配置時應(yīng)當(dāng)以母線段為單位，其中既涵蓋了高頻、低頻、高壓和低壓燈保護(hù)設(shè)施，也包括光伏電站連接線斷路器。在配電網(wǎng)10kV光伏電站連接線路中，應(yīng)當(dāng)對過電流設(shè)置保護(hù)設(shè)施，同時需要能夠進(jìn)行方向元件投退，如果經(jīng)過驗(yàn)證對反方向故障不能進(jìn)行防治，那么就應(yīng)該將方向閉鎖。在配電網(wǎng)側(cè)線路的保護(hù)方面，必須確保三相一次重合閘能夠正常發(fā)揮作用，而且在時間上，重合閘所需的時間應(yīng)當(dāng)不高于光伏電站切除所需的最長時間，此外，其功能必須要能夠檢測無壓，并具有同期功能。這是因?yàn)榉峭诤祥l會造成巨大沖擊，進(jìn)而造成嚴(yán)重的危害，因此需要避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。對于節(jié)點(diǎn)位置，配置斷路器應(yīng)根據(jù)地區(qū)的相關(guān)規(guī)定采用合適的方式，其需要先調(diào)查分布式光伏電站的容量，然后才可進(jìn)行專門配置。對于斷路器的保護(hù)，應(yīng)采用常規(guī)的線路，此時重合閘的功能必須得到保證，并且能夠?qū)€路進(jìn)行無壓檢測。

3.2.2 并網(wǎng)斷路器保護(hù)

通常來說，對于并網(wǎng)總斷路器來說，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行速斷和過流保護(hù)的配置，例如配置光纖差動保護(hù)、過流保護(hù)以及帶方向的過流保護(hù)等。此外，分布式光伏電站應(yīng)當(dāng)能夠?qū)聧u實(shí)現(xiàn)快速的監(jiān)測，并且能夠?qū)ζ渑c配電網(wǎng)的連接進(jìn)行快速的切斷。而那些非計(jì)劃孤島，從發(fā)生孤島開始，到并網(wǎng)斷路器斷開結(jié)束，其時間應(yīng)確保在2s之內(nèi)。同時對并網(wǎng)斷路器的功能也有所要求，要有低周、低壓解列功能和高周、高壓解列功能等。分布式光伏電站接入配電網(wǎng)后，應(yīng)當(dāng)設(shè)置間隙零序電壓、電流保護(hù)在系統(tǒng)變電站主變上。如果分布式光伏電站并網(wǎng)后，且在用戶內(nèi)部電網(wǎng)進(jìn)行接入，所采用的并網(wǎng)方式為不可逆時，需要進(jìn)行逆功率保護(hù)的配置。

4 結(jié)語

隨著清潔能源的發(fā)展，分布式太陽能光伏發(fā)電將會展現(xiàn)巨大的潛力，更大規(guī)模的光伏電源將會接入電網(wǎng)，其在我國未來電力系統(tǒng)中將占據(jù)重要地位。而與此同時，分布式光伏電站的并網(wǎng)接入對現(xiàn)行的電力系統(tǒng)將會帶來重大影響，光伏電源接入后，需要我們對電力系統(tǒng)的運(yùn)行、管理及其規(guī)劃做出重要改變，才能使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全穩(wěn)定。

【參考文獻(xiàn)】

【1】于建成，遲福建，徐科.分布式電源接入對配電網(wǎng)的影響分析[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報(bào)，2012，24（1）21-22.

【2】陸健，牟龍華.逆變型分布式電源微網(wǎng)的繼電保護(hù)研究[J].廣東電力，2011， 39（10）32-33.endprint