分布式光伏電站接入配電網繼電保護配置研究

張一

摘要：分布式光伏電站是近幾年新興的一種發電系統，它能夠有效利用分散式資源，設置在用戶附近地區收集太陽能進行發電。隨著分布式光伏電站的迅速普及，其接入配電網的整體數量規模呈持續增長態勢，給配電網的繼電保護系統造成了不利影響。對于新形勢下的繼電保護來說，將分布式光伏電站的一些實際情況有效納入設計的考慮范圍，使設計方案更加科學完善。基于此背景下，本文主要分析了分布式光伏電站接入配電網繼電保護配置有關內容，可供參考。

關鍵詞：分布式光伏電站;配電網;繼電保護配置

1光伏并網系統的概述

現在光伏發電主要有兩種運行模式，并網運行和孤立運行。和孤立運行的光伏發電相比，并網運行具有較多優勢：第一，光伏發電的波動性和間歇性能夠被大電網很好的消納，供電質量及其穩定性能夠得到較好的保障;第二，大電網提供穩定的頻率和電參考，光伏發電系統能夠始終在最大功率點處運行，使光伏發電的整體運行效率大大提升;第三，因為供給了強大的備用容量給大電網，能夠降低光伏發電系統中對于儲能設備的資金投入，減免了儲能電池的維護和運行費用，另外也減少了因廢舊儲能電池處理造成的環境污染。

2分布式光伏電站并網后對配電網繼電保護的影響

傳統的配電網是單一流向的，其單端電源網絡呈現放射式結構，而繼電保護措施也正是以此為標準進行配置。通常來說，10kV電壓等級的配電網中的繼電保護裝置主要應用的階段式電流保護，而且未安裝任何方向元件。分布式光伏電站接入配電網之后，配電網由原來的簡單結構變為了多電源共用的復雜體系，流向具有了多元化的特征。如果該系統出現了短路或其他故障，系統及光伏電站就會促使短路電流流向故障點，使短路電流大小發生變化，這樣一來配電網原本的繼電保護裝置就無法發揮其保護作用，導致危害的發生。

2.1使重合閘不成功

分布式光伏電站與系統相連的線路發生瞬間故障時，如果分布式光伏電站的切除晚于重合閘時間，將會引起電弧的重燃，使重合閘不成功。

2.2使保護范圍縮小

如果配電網中接入的分布式光伏電站過多，當分布式光伏電站向配電網注入功率時，配電網的繼電保護范圍就會相應的縮小。

2.3保護靈敏度降低

如圖1，當故障點位于分布式光伏電站下游（圖1中k₁處）時，由于分布式光伏電站的接入導致流過下游保護的電流變大，而流過上游保護（圖1中1處）的電流變小，在保護定值不變的情況下，導致上游保護的靈敏度降低，嚴重時上游保護會拒動。

2.4使保護誤動

在配電網未接入分布式光伏電站之前，配電網的繼電保護裝置無需安裝方向元件。而一旦接入分布式光伏電站并發生故障，且故障點位于分布式光伏電站的上游位置時，繼電系統的下游保護就會因為分布式光伏電站的影響而使電流變大。假設保護定值始終處于恒定的狀態，就會出現上游保護的誤動。

3分布式光伏電站10kV電壓等級的繼電保護與并網接入辦法

3.1繼電保護研究

3.1.1系統側保護研究

在110kV電壓下，就故障解列保護系統而言，將母線段作為基本單位進行設置，高低壓以及高低頻保護是不可缺少的。在光伏電站中，還包括聯跳聯絡線斷路器。在光伏電站聯絡線路的配置階段，通過電流保護，能夠使方向元件完成投退。在校驗完成后，如果發生反方向故障，應通過方向閉鎖。側線路的保護，應該首先確保三相一次重合聞可以實現。對于重合聞的時間，不能與解裂時間發生重合。這樣，在非同期合閘出現的情況下，可以降低影響。接點斷路器應該進行怎樣的配置，主要依據地區的相關規定實施。電力部門通過對當地的有效調查，明確光伏電站容量之后才能實施相應的配置。對于斷路器保護，建議常規的線路即可。對于重合聞來講，無壓功能也是必須具備的。

3.1.2光伏電站側保護研究

在過電流保護實施中，對于產權分界點配置階段式的方向設置，一般是向著變壓器的，不必負壓閉鎖就能夠有效發揮保護作用。同時在這種保護辦法中，可以引入限時速斷電流保護，通過二者的有機聯系，完成最終的合作保護。對于并網斷路器，一些常規的功能比如低周低壓，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光纖差動保護來實現。

3.2并網接入辦法研究

無論是自發自用余量上網模式還是統購統銷上網模式，T接公用線方案需要做好兩方面工作：一方面是在10kV公共電網母線上，需另行設置網點開關;另一方面是將光伏發電所連接的電纜，與并網點開關連接到一起，以此完成并網的接入。同時，方案的成功實現，需將單位并網點裝機容量控制在6～400kW范圍內。

4結語

在經濟高速發展的新時期，電力運行安全顯得尤為重要，也是全社會關心的問題。分布式光伏電站出現的時間雖然不長，但已獲得了大范圍的應用。在推動接入配網規模化發展的同時，也導致配電網結構發生了較大的變化。分布式光伏電站的繼電保護需要持續改進。

參考文獻

[1]韋超.光伏電站繼電保護配置探討[J].大科技.2016，（30）.

[2]劉躍.分布式光伏電站接入配電網繼電保護配置研究[J].科技創新導報，2015，（3）.

[3]崔志雄.并網光伏電站及其配電網短路故障分析與影響[D].江蘇大學，2016.

[4]范超.分布式光伏電站運維現狀及發展趨勢[J].建筑工程技術與設計.2018，（32）.

[5]張騰飛.光伏電站安全與質量管理[J].中國科技投資.2019，（35）.