并網(wǎng)光伏電站的繼電保護和安全自動裝置配置

熊玉倩

摘要 我國資源和能源危機正在加劇，因此，電力行業(yè)開始注重并發(fā)展可再生能源的發(fā)展系統(tǒng)。自從廣泛引入光伏電源后，分布式小電源在電網(wǎng)中的應(yīng)用得以推進，并入小電源對電網(wǎng)供電的可靠性和繼電保護都產(chǎn)生了一定的影響。

[關(guān)鍵詞]并網(wǎng)光伏電站 繼電保護 安全自動裝置 配置

太陽能安全清潔且分布廣泛，作是一種豐富的可再生能源。光伏發(fā)電則是利用太陽能生產(chǎn)電能，不僅能夠大大降低投資成本，還能夠有效提高供電的安全可靠程度，且符合可持續(xù)發(fā)展。并網(wǎng)光伏電站按照發(fā)電的電壓等級可分為大、中、小三種。并網(wǎng)光伏電站的配電網(wǎng)由原來的單電源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嚯娫聪到y(tǒng)，潮流方向發(fā)生改變，故障點電流增大，相應(yīng)的節(jié)點短路水平也會受到影響，原并網(wǎng)光伏電站繼電保護也可能出現(xiàn)拒動、誤動等狀況，同時還會影響自動重合閘，不能正常工作。因此，本文通過分析并網(wǎng)光伏發(fā)電對繼電保護的影響，列舉保護并網(wǎng)光伏發(fā)電繼電的改善措施，闡述并網(wǎng)光伏電站安全自動裝置配置原則。

1 并網(wǎng)光伏發(fā)電對繼電保護的影響

繼電保護手并網(wǎng)光伏發(fā)電嚴重影響。

（1）并網(wǎng)光伏電站繼電保護中的電流保護將受到影響，并網(wǎng)光伏電站的光伏發(fā)電不能滿足傳統(tǒng)電網(wǎng)保護的高靈敏度、高速度的要求。原有的繼電保護裝置的工作將因連接到系統(tǒng)的較大容量的光伏電站而受到影響。對于非直接接地配電網(wǎng)，光伏電站的接入會造成短路電流的減小。且其不僅產(chǎn)生故障電流，且能使其分流，進一步影響保護裝置。保護斷路器發(fā)生故障時，如果光伏電站容量較大，電流將超過整定值，出現(xiàn)誤動作的現(xiàn)象。一旦故障電流大小發(fā)生變化，并網(wǎng)光伏發(fā)電的繼電保護裝置的保護范圍、靈敏度和協(xié)調(diào)程度都會受到影響。

（2）它會影響母線自切裝置，當一點發(fā)生斷路故障時，二段母線光伏電站和負載將會形成電力孤島，使得低壓檢測自切裝置失去作用，當兩點發(fā)生斷路問題時，還可能形成孤島效應(yīng)。

（3）變電站備用電源自注入裝置受影響，一般情況在雙電源系統(tǒng)中，如果主電源線路跳閘，lOkV母線和llOkV母線由于孤島效應(yīng)仍會攜帶電壓，使備用電源自注入裝置無法檢修母線。由于無壓條件，備用線路不能運行，區(qū)域負荷長期失壓，非同期合閘也受到影響。

2 并網(wǎng)光伏電站繼電保護改善措施

完善并網(wǎng)光伏電站并網(wǎng)的技術(shù)標準與規(guī)范，進一步改進并網(wǎng)光伏電站的調(diào)壓設(shè)備、無功補償裝置和發(fā)生器等，使繼電保護正常工作，并確保規(guī)范化運行，減少對配電網(wǎng)原有運行狀態(tài)的影響。此外，電力企業(yè)積極開展安全檢測工作，對光伏電站的驗電和故障進行排除。根據(jù)接入配電網(wǎng)的技術(shù)規(guī)定，驗收和評估光伏電站接入設(shè)備。光伏電站并網(wǎng)也要加強無功補償性能的研究。

3 并網(wǎng)光伏電站安全自動裝置配置保護原則

3.1 并網(wǎng)光伏電站線路保護原則

當光伏電源連接到公用電網(wǎng)使用380/220V時，公共連接點和并聯(lián)電源之間的斷路器應(yīng)當能夠在短路時迅速離斷，若碰到低壓狀況則實施閉鎖，在失壓情況時及時跳閘保護，及具有延時保護等功能。如果電壓等級為35/10kV，光伏電源應(yīng)使用“T”連接訪問用戶分配網(wǎng)絡(luò)，并采用專線連接到用戶變電站。

3.2 并網(wǎng)光伏電站母線保護原則

當并網(wǎng)光伏電站連接到母線系統(tǒng)時，光伏電站本身是否裝有母線是確定并網(wǎng)光伏電站是否需要專用母線進行保護的依據(jù)。如在對系統(tǒng)側(cè)變電站和開關(guān)側(cè)側(cè)對母線保護進行相關(guān)驗證后不符合要求，則應(yīng)配置專用母線保護裝置，及時排除出現(xiàn)的故障。

3.3 并網(wǎng)光伏電站防孤島保護原則

應(yīng)當在3 5/lOkV系統(tǒng)光伏電源在接入系統(tǒng)時加入防孤島保護裝置，防止出現(xiàn)非同期合閘等情況發(fā)生。一旦防孤島保護裝置檢測到孤島的出現(xiàn)，則應(yīng)快速切斷與并網(wǎng)光伏電網(wǎng)的連接。

3.4 并網(wǎng)光伏電站同期裝置保護原則

同步裝置的配置在設(shè)計并網(wǎng)光伏電站接入時應(yīng)為分布式電源。但如果分布式電源通過同步電動機，與并網(wǎng)光伏電站的配電網(wǎng)直接相連接，則應(yīng)設(shè)置同期裝置進行保護;如果為變流器類型，則不需要使用同期裝置。

3.5 并網(wǎng)光伏電站安全自動裝置保護原則

當分布式電源接入35/10kV電壓等級系統(tǒng)時，連接到并網(wǎng)光伏電站配電網(wǎng)的電源必須配備有安全自動裝置，使得在緊急發(fā)生電壓異常等情況時能夠及時對并網(wǎng)光伏電站進行控制，并跳開斷路器，減少風(fēng)險。但如果分布式電源接入380/220V電壓時，則不需要配備單獨的安全自動裝置進行保護。

4 結(jié)語

綜上所述，我國的并網(wǎng)光伏電站發(fā)電技術(shù)仍舊處于不斷發(fā)展及完善階段，其裝機容量也隨著發(fā)電規(guī)模的不斷擴大而提升。通過對并網(wǎng)光伏發(fā)電對繼電保護的影響、繼電保護的改善措施及安全自動裝置配置保護原則進行認真探討、分析并總結(jié)，得出只有采取有效措施提升光伏發(fā)電性能，則才能有效保證主電網(wǎng)的連續(xù)、安全、穩(wěn)定運行，保障并網(wǎng)質(zhì)量，有力推動電力事業(yè)發(fā)展。

參考文獻

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