分布式光伏電站接入配電網(wǎng)繼電保護(hù)配置研究

摘要：分布式光伏電站雖然并沒有經(jīng)歷多長(zhǎng)的時(shí)間，但是作為一種發(fā)電系統(tǒng)，一經(jīng)出現(xiàn)，就獲得了大范圍的應(yīng)用，在促進(jìn)接入配網(wǎng)得到規(guī)模化發(fā)展的同時(shí)，也使配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的改變。文章以分布式光伏電站為例，對(duì)分布式光伏電站10kV電壓等級(jí)的繼電保護(hù)與并網(wǎng)接入辦法進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：分布式光伏電站；配電網(wǎng)；繼電保護(hù)配置；發(fā)電系統(tǒng)；繼電保護(hù)；并網(wǎng)接入辦法 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM715 文章編號(hào)：1009-2374（2015）27-0020-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.011

作為一種發(fā)電系統(tǒng)，分布式光伏電站興起時(shí)間不久。但分布式光伏電站一般設(shè)置在用戶附近，不需要特別大的裝機(jī)規(guī)格，通過對(duì)太陽能的收集實(shí)現(xiàn)發(fā)電，從而做到對(duì)分散式資源的科學(xué)利用。分布式光伏電站一經(jīng)出現(xiàn)，就得到了大范圍的應(yīng)用，由此也促進(jìn)了接入配網(wǎng)的規(guī)?；l(fā)展。但是這也造成了配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，不再是以放射狀結(jié)構(gòu)為主，而是以多電源結(jié)構(gòu)為主，這對(duì)繼電保護(hù)的實(shí)施是極為不利的。所以，對(duì)于新形勢(shì)下的繼電保護(hù)來說，必須優(yōu)化配置方案設(shè)計(jì)，將分布式光伏電站的一些實(shí)際情況有效納入設(shè)計(jì)的考慮范圍，以此達(dá)到對(duì)設(shè)計(jì)方案的完善，使其更加具備科學(xué)性。

1 配電網(wǎng)繼電保護(hù)受并網(wǎng)作用變化

就傳統(tǒng)意義上的配電網(wǎng)來講，一般是單一流向的，電源結(jié)構(gòu)主要以放射式為主，相應(yīng)的繼電保護(hù)配置也是按照這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。而且，對(duì)于10kV電壓等級(jí)來說，通常實(shí)施的電流保護(hù)為階段式的，并沒有其他方向元件的配置。但是分布式光伏電站出現(xiàn)后，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了變化，不再是起初的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，而是發(fā)展成為了多電源結(jié)構(gòu)，流向上也不再單一化，整個(gè)配電網(wǎng)體系有了較為復(fù)雜的顯現(xiàn)。一旦發(fā)生了短路故障，短路電流在光伏電站以及整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)的作用下，就會(huì)流向故障點(diǎn)，電流值發(fā)生改變。這時(shí)對(duì)于配電網(wǎng)起初的繼電保護(hù)而言，應(yīng)有的保護(hù)作用是得不到發(fā)揮的，由此就產(chǎn)生了事故。分布式光伏電站興起后，在并網(wǎng)的作用下，配電網(wǎng)的繼電保護(hù)發(fā)生的變化主要有以下三個(gè)方面：

1.1 重合聞失敗

分布式光伏電站中，一旦連接配電網(wǎng)的線路出現(xiàn)故障，而且重合聞時(shí)間比分布式光伏電站的解除時(shí)間早，電弧

重燃就會(huì)出現(xiàn)，在這樣的情況下，就會(huì)導(dǎo)致重合聞失敗。

1.2 保護(hù)范圍縮小

分布式光伏電站不能在配電網(wǎng)中有較多的接入，一旦出現(xiàn)這種情況，如果向配電網(wǎng)中注入功率，就會(huì)造成繼電保護(hù)范圍的縮小。

1.3 保護(hù)靈敏度降低

在分布式光伏電站中，并不需要安裝任何的方向元件進(jìn)行下游的繼電保護(hù)。在這種情況下，如果出現(xiàn)線路故障，而且故障點(diǎn)的位置還正在上游，就會(huì)出現(xiàn)下游保護(hù)的電流變大情況。根據(jù)這一變化，我們可以設(shè)想，如果保護(hù)定值一直處于不變的情況下，上游保護(hù)誤動(dòng)的變化就會(huì)由此發(fā)生。

2 分布式光伏電站10kV電壓等級(jí)的繼電保護(hù)與并網(wǎng)接入辦法

2.1 繼電保護(hù)研究

2.1.1 系統(tǒng)側(cè)保護(hù)研究。在110kV電壓下，就故障解列保護(hù)系統(tǒng)而言，將母線段作為基本單位進(jìn)行的設(shè)置，高低壓以及高低頻保護(hù)措施是不可缺少的。同時(shí)，在光伏電站中，還包括聯(lián)跳聯(lián)絡(luò)線斷路器。但與此相比，在光伏電站聯(lián)絡(luò)線路的配置階段，通過電流保護(hù)，能夠使方向元件完成投退。同時(shí)，在校驗(yàn)完成之后，如果難以避免發(fā)生反方向故障，在這種情況下，就應(yīng)當(dāng)通過方向閉鎖。而說到側(cè)線路的保護(hù)，應(yīng)該首先要能夠確保三相一次重合聞可以實(shí)現(xiàn)基本功能的有效發(fā)揮。對(duì)于重合聞的時(shí)間，也應(yīng)該確保不能與解裂時(shí)間發(fā)生重合。這樣一來，在非同期合聞出現(xiàn)的情況下，可以有效降低其所帶來的影響。接點(diǎn)斷路器應(yīng)該進(jìn)行怎樣的配置，主要依據(jù)地區(qū)的相關(guān)規(guī)定實(shí)施。電力部門通過對(duì)當(dāng)?shù)氐挠行д{(diào)查，明確光伏電站容量，在這之后才能實(shí)施相應(yīng)的配置。對(duì)于斷路器保護(hù)，建議常規(guī)的線路即可。但是要注意的是，一定要能夠確保重合聞的功能得以有效發(fā)揮。而對(duì)于重合聞來講，無壓功能也是必須要具備的。

2.1.2 光伏電站側(cè)保護(hù)研究。在過電流保護(hù)實(shí)施中，對(duì)于產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)配置階段式的方向設(shè)置，一般是向著變壓器的，不必負(fù)壓閉鎖就能夠有效的發(fā)揮保護(hù)作用。同時(shí)，在這種保護(hù)辦法中，可以引入限時(shí)速斷電流保護(hù)，通過二者的有機(jī)聯(lián)系，完成最終的合作保護(hù)。對(duì)于并網(wǎng)斷路器，一些常規(guī)的功能比如低周低壓是不可缺少的，同時(shí)，高周高解列也是必須具備的。而且還必須具備一些安全功能，可以通過配置速斷或者通過配置光纖差動(dòng)保護(hù)來實(shí)現(xiàn)。

2.2 并網(wǎng)接入辦法研究

2.2.1 統(tǒng)購統(tǒng)銷模式下關(guān)于T接公用線接入的探討。方案的實(shí)施與實(shí)現(xiàn)需要做好兩方面工作：一方面是在10kV公共電網(wǎng)母線上，需另行設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)；另一方面是將光伏發(fā)電所連接的電纜，與并網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)連接到一起，以此完成并網(wǎng)的接入。同時(shí)，方案的成功實(shí)現(xiàn)，需將單位并網(wǎng)點(diǎn)裝機(jī)容量控制在6～400kW范圍內(nèi)。

2.2.2 自發(fā)自用余量上網(wǎng)模式下關(guān)于T接公用線接入的探討。方案的實(shí)施需要有一個(gè)前提，這一前提就是在用戶獨(dú)立10kV母線上，另行設(shè)置設(shè)光伏接入柜，以此作為10kV母線的輔助設(shè)施。除此之外，在光伏接入柜上，接入光伏發(fā)電所電纜，進(jìn)而完成并網(wǎng)接入。與上述方案相同，實(shí)現(xiàn)這一方案仍需將單位并網(wǎng)點(diǎn)裝機(jī)容量控制在6～400kW范圍內(nèi)。

3 結(jié)語

分布式光伏電站出現(xiàn)的時(shí)間雖然不長(zhǎng)，但已獲得了大范圍的應(yīng)用是毋庸置疑的。然而，在推動(dòng)接入配網(wǎng)規(guī)?；l(fā)展的同時(shí)，也導(dǎo)致配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的新時(shí)期，電力運(yùn)行安全顯得尤為重要，也是全社會(huì)關(guān)心的問題。但是，因?yàn)榉植际焦夥娬镜挠绊懀F(xiàn)有的繼電保護(hù)裝置還是存在一些不足，需要加以改進(jìn)。本文即以分布式光伏電站為視角展開探討，在并網(wǎng)作用下，通過分析繼電保護(hù)發(fā)生的變化，對(duì)分布式光伏電站10kV電壓等級(jí)的繼電保護(hù)與并網(wǎng)接入辦法進(jìn)行了研究，以期相關(guān)工作者能有所借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 王賢立，劉桂蓮，江新峰.分布式光伏電站接入配電網(wǎng)繼電保護(hù)配置研究[J].電氣應(yīng)用，2014，（17）.

[2] 劉躍.分布式光伏電站接入配電網(wǎng)繼電保護(hù)配置研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015，（3）.

[3] 楊永標(biāo).光伏電站分布式接入配電網(wǎng)保護(hù)研究[D].南京理工大學(xué)，2013.

[4] 舒逸石，管霄，趙煒.分布式光伏電站并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響[J].華電技術(shù)，2013，（7）.

作者簡(jiǎn)介：陳敏（1985-），女，陜西西安人，供職于中國能建陜西省電力設(shè)計(jì)院有限公司，研究方向：電力設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：周 瓊）