光伏并网对配电网继电保护的影响分析

发表时间：2019-05-20T16:17:26.077Z 来源：《电力设备》2018年第32期 作者： 陈思宇

[导读] 摘要：太阳能是现今我国新能源开发中的重点，具有清洁、无污染、安全、充足、分布广泛、成本低廉等特征。 （杭州热电集团能源技术管理有限公司 浙江省杭州 310051）

摘要：太阳能是现今我国新能源开发中的重点，具有清洁、无污染、安全、充足、分布广泛、成本低廉等特征。通过光伏发电方式的应用，则能够对太阳能进行有效利用，生产出电力能源。能同现今环保节能理念进行良好衔接。而在光伏电站并网的情况下，也将会对原有系统、配电网、电站的继电保护产生一定的影响。对此，需能较好的掌握该方面技术知识，准备好应对的技术措施。 关键词：光伏并网；配电网继电保护；影响 1并网影响

当光伏发电并网后，其对继电保护产生的影响体现在： 1.1影响三段式电流保护

在配电网中，配电线路三段式电流保护是应用最为广泛的以电流量测量采集为主导的保护装置，而在光伏电站接入到配电网后，则使配电网原有电路结构发生变化。当系统或配电网发生故障时，由于光伏电站的存在则会增加输送至故障点的电流量，使其故障加重，对配电网的运行产生影响。主要影响体现在：第一，电路保护敏感度。当配电网发生故障时，光伏发电下游线路则将发生故障，在光伏并网前，仅有系统向故障点输送短路电流，配电线路的三段式电流保护即按电流越限大小和对应的时限快慢进行动作。而光伏并网后，光伏电站和系统都会向故障点提供短路电流，此时原有的继电保护装置仅能感知系统提供的短路电流，而无法感知光伏电站输送的短路电流，因此对电力系统保护装置的动作敏感度产生影响；第二，电路保护准确性。在光伏并网前，当配电网中馈线如有发生故障时，则仅配电网会对馈线故障点提供短路电流，而在光伏并网后，则光伏电站会向馈线故障点输送短路电流，即形成两路短路电流之和，此时馈线的三段式电流保护动作准确性就会受到影响。 1.2影响自动重合闸

单侧电源是我国配电线路经常应用到的结构，当配电线路发生瞬时性短路故障时，此时即需能切断系统向故障点供电，而后系统则会对线路进行自动重合闸，避免对配电网运行产生影响。在光伏并网后，如在配电线路以及光伏电站线路上存在故障，如又在自动重合闸动作前未对光伏电站的连接迅速切断，则将会使光伏电站向故障点提供电流，导致故障点电弧熄灭延长，此时如重合闸动作，在动作过程中则会发生故障点电弧重燃现象，导致重合闸失败，且会使该故障点发展成永久性故障，对配电网运行安全造成威胁，进而对光伏发电产生影响。

1.3影响熔断器保护

熔断器是配电网中较为常见的自动保护装置。在线路运行中，如发生过载和短路，则会自动切断电路，使其能稳定、安全的运行。在配电网中熔断器安装的位置有两个，即变压器高压侧以及配电线路出线侧位置，如线路末端发生故障，熔断器也能切断电源。光伏并网前，仅由系统向线路故障点输送短路电流，电流越限即熔断器熔断，电路断开，线路设备得到较快保护。光伏并网后，使电路结构发生变化，光伏电站则会从与系统不同的方向对线路故障点输送短路电流，此时配置在系统侧的变压器和线路的熔断器均不能感知这部分短路电流，则线路设备遭受损坏时间被拖长。因此影响配电线路运行的稳定性。 2并网方式与保护设置 2.1并网接入方式

对于分布式光伏发电来说，其有两种典型的接入方式：第一，统购统销接入系统。在实施该方案时，需要先对新的并网点开关进行布置，保证其具体位置处于配电网10kV母线之上，并在新设并网点开关位置接入光伏电站输出电缆，完成并网接入。在该过程中，需要将单位并网点容量控制在400kW-6MW间；第二，自发自用余量上网模式。在实施该模式时，需要在用户的10kV母线上拼接开关柜作为并网点，对光伏并网柜接入进行布置，需要将并网点容量控制在用户配电网上一级变压器容量的25%左右，在该并网柜上接入光伏电站的输出铜排。

2.2并网保护配置 2.2.1系统侧保护配置

在10kV电压等级配电网情况下，保护配置设置时需将母线段作为其中的基础单位，其中与系统联络的配电线路要有高、低压解列以及高、低频解列等保护装置；必需有带方向三段式电流保护装置，能对方向元件作投退处理，按电网调度要求投退。在配电网保护方面，配电线路则需要配置三相一次自动重合闸，保证能其对自身的作用充分发挥。在动作时间方面，则在保护装置切除光伏电站的时间之后，兼顾到电网供电连续性，整定时间高于光伏电站切除的正常时间，低于光伏电站切除的最长时间，并严格保证其重合闸具有同期和无压检测功能。因为如果以非同期方式进行合闸时，则会发生短路，对系统生产巨大冲击，危害极大，导致事故发生。所以配置重合闸同期鉴定装置大大降低了该问题的发生，鉴定装置可确保重合闸在检测无电压的情况下合闸。配电线路保护测量元件设计在电路节点的位置，需按相关规范选择合理的电路节点，则要对10kV配电网中增加的光伏发电容量核算，要对10kV配电网中光伏发电系统电路总阻抗计算。 2.2.2光伏发电侧保护配置

并网断路器接入配电网后，对于光伏电站需配置带方向电流三段式保护和线路光纤差动保护。带方向元件的指向按国网技术部门要求整定，带方向元件的投退按电网调度要求执行；同时，保护装置能实现低周、低压解列和高周、高压解列等功能。此外，要保证光伏电站能够快速监测孤岛，能够快速的切断其同一配电网之间的连接；对于非计划孤岛，从孤岛发生开始到断开结束，需保证时间在2s内，由此必须配置独立的防孤岛保护装置。另外，可将配电网主变的过流保护和零序电压保护等作为其后备保护，将其出口接点接入并网断路器跳闸回路，故障时实现跳闸，切断光伏电站与配电网主变的连接。还有如光伏电站在用户的内部配电网，且不允许有逆流的限制情况时，则需增加防逆功率自动控制器，如发生电流逆向输送至光伏电站时并网断路器跳闸。 3影响改善措施

为了能够降低光伏电站并网后对配电网产生的影响，需做好以下措施：第一，完善技术标准。需做好相关规范、技术标准的完善与优化。需结合光伏发电的控制功能、技术参数、抗干扰性能、运行特点等进行分析，以此对光伏电站并网的布设数量、规模大小、接线结

构、无功补偿等进行确定；第二，加强并网检测。在光伏电站并网后，需按相关标准做好对电网的安全检测，需重点检测光伏电站的性能，如电网适应性、有功功率输出特性、电能质量、低电压穿越、SVC性能等，需建设光伏发电功率预测模型，需评估全站涉网保护定值与低电压穿越能力的逻辑关系；第三，加强继电保护配置研究。光伏电站配置的继电保护符合可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，与电网的继电保护相匹配。电网的继电保护配置也应随着光伏电站并网点的日渐增多而随之变化，需在光伏并网点增设新的保护测量元件、增设新的保护动作项目、设计建立逻辑关系判定故障类型和范围的模块、及时调整相关联保护的整定值、注意相关联保护的阶梯时限配合；第四，加强无功补偿研究。光伏电站需具有无功补偿能力，需加装容量适合的自动无功补偿装置和AVC，并网后能同配电网的无功控制方式相适应。保障配电网具有稳定的电压区域，提升供电质量。 结束语

光伏发电作为一种新能源类型，在现今电力市场中受到较大青睐。我国很多地区逐渐出现分布式光伏电站并网运行，对电力资源供应的多元化起到了积极的促进作用。但在此过程中，光伏电站并网也会对配电网继电保护产生一定的影响。在本文中，将就光伏发电并网对配电网继电保护的影响及应对策略进行一定的研究。 参考文献

[1]王卫卫,李可.分布式光伏发电及其对配电网的影响综述[J].电力学报,2017,32(06):466-470. [2]王娟.光伏发电并网对配电网继电保护的影响分析[J].科技创新导报,2017,14(34):60-61+63.