分布式光伏电站接入配电网保护研究

分布式光伏电站接入配电网保护研究

巴忠松刘晓星尹戈刘京华李俊甲

巴忠松刘晓星尹戈刘京华李俊甲

（国网山东省电力公司阳信供电公司山东滨州251800）

摘要：作为一种发电系统，分布式光伏电站兴起时间不久。但分布式光伏电站一般设置在用户附近，不需要特别大的装机规格，通过对太阳能的收集实现发电，从而做到对分散式资源的科学利用。分布式光伏电站一经出现，就得到了大范围的应用，由此也促进了接入配网的规模化发展。但是这也造成了配电网结构发生了改变，不再是以放射状结构为主，而是以多电源结构为主，这对继电保护的实施是极为不利的。所以，对于新形势下的继电保护来说，必须优化配置方案设计，将分布式光伏电站的一些实际情况有效纳入设计的考虑范围，以此达到对设计方案的完善，使其更加具备科学性。

关键词：分布式；光伏电站；配电网保护

一、光伏并网系统概述

现在光伏发电主要有两种运行模式，并网运行和孤立运行。并网运行和孤立运行的光伏发电相比，其光伏发电系统具有很大的优势。第一，因为大电网能够全额消纳太阳能所发的电能，所以光伏发电的波动性和叫歇性能够被大电网很好的消纳，发电的供电质量及其稳定性能够得到较好的保障；第二，因为大电网提供稳定的频率和电参考，所以光伏发电系统能够始终在最大功率点处运行，使光伏发电的整体运行效率大大提升；第三，因为供给了强大的备用容货给大电网，能够降低光伏发电系统中对于储能设备的资金消耗，减免了储能电池导致的维护和运行费用，另外在一定程度上也将进行废旧储能电池处理造成的环境污染消除了。

二、分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响

光伏电站通常通过35KV及以下电压等级馈线接入配电系统，当光伏电站发配电网系统容量和电容量相比足够大时，就会对配电网的短路电流造成影响，进而影响传统配电网的配合原则和保护装置整定。结合图1所示的光伏电站分布式接入配电网典型网，能够分析得出光伏电站接入对传统配电网保护的影响。

2.1当故障位于光伏电站接入馈线的上游时，或许会偶成馈线下游保护装置的误动作。例如光伏电站PV1接入馈线BC段，当馈线AB段K3处发生故障时，保护R2处流过PV1供给的反向故障电流，因为传统的馈线保护通常不带方向判断元件，当PV1容量相对较大时，反向故障电流也许会超过保护R2处电流保护的整定值，导致保护的R2的误动作，而保护R3的故障电流依旧只有系统电源提供，其保护动作PV1不受接入的影响。

2.2当故障位于相邻馈线时，或许会造成本馈线保护的误动作。例如光伏电站PV2接入馈线BC段。当相邻馈线AE段K4处出现故障时，保护处流动由PV2、系统电源共同供给的故障电流，其电流值比未接入PV2时的值大，造成保护的R4的灵敏性增加。而保护R3处流动PV2供给的反向故障电流，当PV2容量较大时，反向电流或许会超过电流保护的整定值，造成保护R3误动作。

2.3光伏电站接入或许会造成馈线部分保护灵敏度变化，造成拒动或误动。例如光伏电站PV1接入馈线BC段，当馈线BC段出口K2处发生故障时，根据保护的选择性原则应由保护R2将故障切除。但是因为故障点K2的故障电流由PV1和系统电源共同提供，而保护R2单单感受到由系统电源供给的故障电流，因为PV1的分流作用导致保护R2感受到的故障电流降低，这将对保护R2的灵敏性造成影响，如果PV1的容量很大，保护R2可能会拒动。当馈线CD段K1处产生故障时，保护R1感受到由PV1和系统电源共同提供的故障电流，因为于PV1供给了助增电流，增加了保护R1的灵敏性。

2.4光伏电站接入容量的增大也许会造成保护失去选择性。例如当光伏电站PV2接入馈线BC段时，当馈线CD的出口出现短路故障时，本应由保护R1动作将故障馈线切除。但是当PV2容量相对较大时，R2的保护范围或许会延伸到CD段。在这种现象下，假如馈线CD的出口出现故障，保护R1、R2同时感受到的故障电流都达到甚至超过其各自的整定值，造成R1、R2两个保护都出现动作，配电网继电保护的选择性失去。

三、分布式光伏电站继电保护配置

3.1系统侧保护

在110kV电压下，就故障解列保护系统而言，将母线段作为基本单位进行的设置，高低压以及高低频保护措施是不可缺少的。同时，在光伏电站中，还包括联跳联络线断路器。但与此相比，在光伏电站联络线路的配置阶段，通过电流保护，能够使方向元件完成投退。同时，在校验完成之后，如果难以避免发生反方向故障，在这种情况下，就应当通过方向闭锁。而说到侧线路的保护，应该首先要能够确保三相一次重合闻可以实现基本功能的有效发挥。对于重合闻的时间，也应该确保不能与解裂时间发生重合。这样一来，在非同期合闻出现的情况下，可以有效降低其所带来的影响。接点断路器应该进行怎样的配置，主要依据地区的相关规定实施。电力部门通过对当地的有效调查，明确光伏电站容量，在这之后才能实施相应的配置。对于断路器保护，建议常规的线路即可。但是要注意的是，一定要能够确保重合闻的功能得以有效发挥。而对于重合闻来讲，无压功能也是必须要具备的。

3.2光伏电站侧保护

在过电流保护实施中，对于产权分界点配置阶段式的方向设置，一般是向着变压器的，不必负压闭锁就能够有效的发挥保护作用。同时，在这种保护办法中，可以引入限时速断电流保护，通过二者的有机联系，完成最终的合作保护。对于并网断路器，一些常规的功能比如低周低压是不可缺少的，同时，高周高解列也是必须具备的。而且还必须具备一些安全功能，可以通过配置速断或者通过配置光纤差动保护来实现。

结语

本文论述了分布式光伏电站的发展优势以及给配电网继电保护带来的影响，并指出为保证电力运行安全，必须对现有的继电保护装置进行改进。该文对分布式光伏电站并网后对配电网继电保护的影响进行了分析总结，同时又对分布式光伏电站继电保护配置进行了深入探究。

参考文献

[1]刘湃泓.地区配电网继电保护整定运行实践相关问题研究[J].海峡科技与产业.2016

[2]李闯.浅议配电网继电保护中受分布式发电的影响分析[J].科技与企业.2012

作者简介

巴忠松，男，单位：国网山东省电力公司阳信供电公司，研究方向：电力营销，