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      基于"國網芯"的含光伏配電網保護研究

      2021-05-10 14:24:43沈暉虎
      科學與財富 2021年35期

      沈暉虎

      摘? 要:泛在電力物聯網快速發(fā)展,國家大力推行光伏扶貧政策,光伏設備數量增多,漏電保護無法動作,導致安全用電隱患大。此次研究基于"國網芯",深入研究和分析含光伏配電網保護問題,僅供參考。

      關鍵詞:國網芯;含光伏配電網;保護研究

      泛在電力物聯網快速發(fā)展,相應加快新能源發(fā)展,推廣光伏扶貧項目。光伏扶貧是按照國家政策,遵循全額上網模式,不斷增加經濟效益。光伏發(fā)電系統(tǒng)電量,多根據火電機組脫硫電價收購。分布式光伏能源,是一種清潔能源,加劇環(huán)境污染。分布式光源,可以緩解地區(qū)配電網供電需求,電網電能質量與線損。但是,光伏電源設備涉及到直流設備,電流傳輸方式不同。針對交流漏電保護,主回路產生直流漏電流,會導致鐵芯磁化,致使檢測裝置脫扣偏移,并且進入到磁飽和區(qū),影響檢測準確性。

      1、剩余電流保護

      1.1 AC型與A型保護

      AC型與A型保護原理如下:被保護電路出現絕緣故障時,電流矢量化不是零,則會出現剩余電流。檢測單元檢測之后,通過電磁感應原理檢測漏電流,還會產生信號。運算控制器運算之后,剩余電流檢測值滿足整定值,接通電磁脫扣器,此時電磁脫扣器動作,實現漏電保護效果。AC型與A型保護,應用電磁感應原理,A型漏電保護可以加強磁環(huán)磁化特性,且剩余電流檢測準確度高。

      1.2國網芯剩余電流保護

      國網芯剩余電流保護,主要應用磁調制原理。在AC型與A型基礎上,磁環(huán)額外引入激勵源,導致磁環(huán)交替飽和。國網芯剩余電流保護,多應用自適應磁調制檢測技術。主回路產生直流漏電流,注重輸出信號識別,對漏電源情況進行檢測,掌握直流漏電流大小,保證漏電保護動作正確。

      2、國網芯漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)

      國網芯是國網企業(yè)按照用電需求,研發(fā)的核心芯片。國網芯可以確保電網芯片可控、自主與安全,確保電網運行安全性。國網芯可以監(jiān)測和保護電網剩余電流。建立國網芯漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng),涉及到應用平臺層、網絡層、感知層。其中,感知層是高集成監(jiān)測芯片,可以安裝到不同場景內,利用安全感知與邊緣計算,可以傳輸監(jiān)測數據與故障定位信息。網絡層,應用無線低功耗技術,將監(jiān)控裝置信息傳輸至服務器。國網芯漏電在線監(jiān)測系統(tǒng),具備強大的無線通信能力,可以將漏電流信息傳輸到云端,實現遠程監(jiān)控,準確分析數據信息。

      用戶利用APP客戶端,可以查看設備漏電情況。應用平臺層,可以借助APP平臺應用、瀏覽器平臺,實現綜合計算、數據處理、故障告警、自決授權功能,用戶及時接受漏電流數據、粉塵監(jiān)測數據、溫濕度數據等,準確判斷處理措施有效性。

      3、國網芯在含光伏配電網中的應用

      光伏扶貧項目大力推廣,電網接入大量光伏設備。分散式光伏設備,投資低,建設時間短,且政策補貼力度大,成為光伏設備主流。國家對于光伏扶貧政策,可以為光伏扶貧站建設提供資金支持,同時將產權定位為公共產權。國家注重光伏扶貧項目建設,應用大量光伏扶貧設備。對于常規(guī)光伏扶貧,按照國家補貼政策,采用全額上網方式增加經濟效益。光伏系統(tǒng)多安裝在屋頂部位,并非集中安裝模式,布局分散,接入附近電網。太陽輻射下,通過光伏效應,將太陽能轉換為電能。充分應用太陽能光伏設備,能夠有效代替化石能源消費,且環(huán)境污染與浪費比較少,可以實現低碳化排放。

      國內安裝光伏系統(tǒng)電流保護,多應用A型剩余電流保護。電路存在直流漏電分量時,磁感應線圈預先磁化,并且達到飽和狀態(tài),此時交流漏電流不能產生感應電帶勢,不能滿足脫扣條件,嚴重影響保護效果,還會導致用電安全損失。

      傳統(tǒng)漏電流保護裝置,僅具備就地跳閘功能,無法實現遠程監(jiān)視功能,也不能遠程上報漏電流與跳閘情況,技術人員無法掌握設備漏電程度,需要應用就地查看方式,整體工作效率低,不能準確定位、排除故障點。服務人員面對停電問題詢問時,不能告知具體的停電原因、送電時間,還會增加低壓搶修、投訴率,降低整體工作效率,還會影響電網運行可靠性,危害用戶用電安全性。應用國網芯漏電在線監(jiān)測系統(tǒng),設置在配電網臺區(qū)表箱、光伏設備并網柜位置,能夠對復雜剩余電流進行監(jiān)測。該系統(tǒng)的無線通信能力強,能夠將漏電流信息傳輸至云端,實現遠程監(jiān)控、數據分析。利用應用平臺,可以實時監(jiān)測和保護光伏設備、配電網設備,確保含光伏配電網運行安全性與穩(wěn)定性。應用該系統(tǒng),可以按照實際情況,對現場情況進行判斷,制定標準化運行策略,確保電網運行穩(wěn)定性。

      4、測試與結果

      傳統(tǒng)剩余電流保護裝置,不能檢測直流漏電流。應用國網芯漏電保護裝置,以磁調制檢測技術為主,主回路產生直流漏電流時,注重輸出信號識別,判斷漏電流情況,科學檢測直流漏電流大小,保證漏電保護動作正確性。自適應調制磁調制檢測技術,能夠檢測電路直流漏電流情況,屬于國網芯剩余電流保護的重要技術。此次研究建立驅動和檢測電路。

      按照實驗結果可知,導線側沒有出現剩余電流時,系統(tǒng)檢測信號平衡。產生正向感應電動勢,裝置能夠迅速檢測,對驅動電平翻轉進行控制。產生反向感應電動勢時,裝置能夠檢測電動勢,對驅動電平翻轉進行控制,同時產生激勵信號、檢測信號。導線側沒有產生剩余電流時,系統(tǒng)檢測信號為平衡狀態(tài)。當出現正向、反向感應電動勢時,可以確保檢測準確性,同時確保激勵信號疊加。

      國網芯漏電保護監(jiān)測系統(tǒng),應用電流剩余保護裝置,可以準確檢測和保護含直流剩余電流,即使漏電流為mA級,感應線圈也會疊加感應電動勢,確保剩余電流保護動作有效性。

      5、結束語

      綜上所述,泛在電網物聯網建設規(guī)模擴大,光伏設備大量接入配電網,傳統(tǒng)漏電保護裝置不滿足檢測要求。在本文研究中,基于國網芯技術,提出韓光伏配電網保護措施,通過安全防護、靈活監(jiān)測等方式,加大漏電保護力度。采用實驗論證方式,確保保護裝置準確識別故障電路,維護配電網運行效益。

      參考文獻

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      [2]雷顯國. 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)就地并網對配電網繼電保護的影響研究[J]. 粘接,2021,46(05):159-163.

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