摘要：本文分布式光伏电站装机容量是在400KW至6MW之 间。随着国家光伏扶贫政策的大力推进，分布式光伏电站接入配电网的规模及数最越来越大，导致配电网结构发生了很大变化，由原来的网…荷结构演变成源一网～荷结构。由此，对现有配电网规划设计、建设、运行维护、配电网安全带来极大的影响，尤其现有继电保护装置存在一些问题，急需改进，以满足主动配电网的安全运行。
关键词：光伏电站；继电保护；电力安全
引言
本文以分布式光伏电站为视角展开探讨，在并网接入时，通过分析系统侧继电保护发生的变化，对分布式光伏电站10kV电压等级接入系统的继电保护与并网接入系统设计方案进行了研究：分布式光伏电站是一种设置在用户附近，收集太阳能进行发电的清洁能源发电系统，其装机容量较小，一般小予6MW及其以下。随着分布式光伏扶贫电站的迅速普及，分布式光伏扶贫电站导致其接入配电网的整体数量及规模持续增长，并使配电网由原本的放射状结构转变为多电源结构，给配电网的继电保护系统造成了不利影响。因此。配电网的继电保护配置方案设计，必须将配电网中涉及分布式光伏电站情况综合考虑，从而完成更加合理经济、安全的配电网继电保护配置设计方案。
1配电网继电保护受分布式光伏电站并网接入的变化
传统意义上的配电网，其潮流一般是单一流向的，配电网结构主要以放射式为主，相应的继电保护配置也是按照这一标准进行设计的。而且，对于10kV电压等级来说，通常设计电流保护为阶段式，并没有其他方向元件。但是分布式光伏电站出现后，配电网的结构就发生了变化，不再是起初的简单结构，而是演变成为了多电源结构，其潮流流向也不再单一化，整个配电网体系变为复杂。一旦发生了短路故障，短路电流在光伏电站以及整个配电网系统的作用下，就会流向故障点，电流值发生改变。这时对于配电网原来设计的继电保护而言，应有的保护作用得不到发挥，由此就会发生事故。分布式光伏电站并网接入运行后，配电网的继电保护发生的变化主要有以下三个方面：
1.1重合闸失败
在分布式光伏电站的配电网系统中，一旦连接配电网的线路出现故障，而且重合闸时间比分布式光伏电站的解除时间早，电弧重燃就会出现，在这样的情况下，就会导致重合闸失败。
大多数配电网所发生的故障都是瞬时性的。在配电网系统中采用重合闸能够有效地提升系统的稳定性和可靠性，同时还能够降低配电网系统的维护工作重。在单端供电的配电网结构下，对架空馈线都是采用重合闸来实现将瞬时故障的切除从而确保可靠继续供电的。但随着光伏电源的接入，这个问题就不那么简单了。如果光伏电源与配电网之间的联络线的开关在发生故障后即时快速跳开，那么光伏电源就不会影响重合闸对配电网的保护作用。
1.2保护范围缩小
分布式光伏电站不能在配电网中的接入点过多，一旦接入点过多，而且接入容量过大，向配电网中注入大功率，就会造成继电保护范围的缩小。
1.3保护灵敏度降低，甚至保护误动
在配电网未接入分布式光伏电站之前，配电网的继电保护装置无需安装方向元件。而一旦接入分布式光伏电站并发生故障时，且故障点位于分布式光伏电站的上游位置时，这时继电保护系统的下游保护就会因为分布式光伏电站的影响而使电流值变大。如果保护定值始终处于恒定的状态，就会出现上游保护灵敏度下降甚至误动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2分布式光伏电站10kV电压等级并网接入典型方式及其继电保护配置
2.1分布式光伏电站10kV电压等级并网接入典型方式
2.1.1全部发电量上网模式下T接公用线接入系统
要想实施这一方案，首先要在公共电网10kV的母线上另设并网点开关，还要将光伏发电站的电缆连接到并网点开关处，完成并网接入，这一过程需保证单位并网点的装机容量保持在400kW～6MW之间。
2.1.2自发自用余量上网模式下T接公用线接入系统
实施这一方案的前提是将用户独立的10kV母线上另设光伏接入柜这一辅助装置，并同时将光伏发电站的电缆接到光伏接入柜中来完成并网接入，这一方案的同样需保证单位并网点的装机容量保持在400kW～6mW之间。
2.2分布式光伏电站10kV电压等级并网接入典型保护配置及整定原则
2.2.1系统侧保护配置
110kV（35KV）变电站的10KV电压等级，以母线段为单位设置的故障解列保护体系，包括低频、低压、高频以及高压保护措施，联跳光伏电站联络线断路器；而对于配电网的10kv光伏电站联络线路，配置阶段式过电流保护（带方向）并可实现方向元件投退，经校验若无法防止反方向故障，此时就必须经方向闭锁；对于电网侧线路保护来说，则应保证其三相一次重合闸功能的正常运行，且重合闸时间应避开光伏电站解裂时间的上限，并同时具备检无压及同期功能，防止非同期合闸产生的强大冲击所带来的危害，位于并网接点位置的断路器的配置方式则与当地供电部门规定有关，应由当地供电部门对并网点光伏电站的容量进行调查后再完成专门设计。断路器应选用常规线路保护，但同时要保证重合闸功能，重合闸也应同时具备检测线路的同期功能。
2.2.2光伏电站侧保护配置
产权分界点配置阶段式方向的过电流保护，方向将指向变压器，保护的实现可无需经过复压闭锁，而可作为过电流保护并与限时速断电流保护措施相结合，从而实现了与QF1处的合作保护。并网断路器方面，不仅应具备低周低压以及高周高解列等常规功能，还应另外配置速断及带方向的过电流保护或光纤差动保护等安全功能。另外，对于非计划性孤岛，需保证自孤岛效应发生至并网断路器跳开所耽搁的时间小于2s。
分布式光伏电站应配置逆变器保护（其中包括高／低电压保护、高／低频率保护、防孤岛保护、恢复并网保护、过流与短路保护）及事故解列装置装置，并且防孤岛保护应同时具备主动式和被动式两种方式，而且在配电网出现故障时，所配置的保护应同时起作用，保证在外部配电网断电时，光伏发电系统立刻停止运行。当故障切除后，必须在配电网电压、频率恢复正常后，再经过1个较长延时，分布式光伏电站（20秒～5分钟）才能并入运行。
2.2.3如果电网公司调度侧，已经建设了配电网自动化系统（也完善了主动配电网相关高级软件），上述所配置的保护动作相关信息和光伏电站遥测遥信信息必须能传送到配电自动系统中，而且所配置的一次设备必须具备遥控功能。（有关电力通讯如何在配电网组网方案不在本文中描述）
3结论
本文通过对分布式光伏电站接入配电网继电保护配置情况进行分析研究，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，并指出为保证配电网运行安全，必须对现有的继电保护装置进行改进。本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10kV电压等级并网接入典型方式及其继电保护配置进行了深入探讨。
参考文献：
[1]赵贺春，周民康.光伏电站华而不实[J].阳光能源，2011，18（2）：103.105.
[2]洪虹，杨升峰，朱宁辉.分布式电源接入对配电网继电保护的影响[J].电气时代，2013，10（11）：247-248.
[3]张勇.分布式发电对电网继电保护的影响综述[J].电力系统及其自动化学报，2010，12（2）：129—130.
作者简介：
李立鸣（1966.05），男，江西上饶供电公司经济技术研究所所长 高级工程师 单位：国网江西上饶供电公司，研究方向：电力通讯及自动化技术管理工作，电网规划设计技术管理工作。
论文作者:李立鸣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/3
标签：电站论文; 光伏论文; 分布式论文; 配电网论文; 继电保护论文; 就会论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第18期论文;