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摘要：随着光伏发并入配电网中，会推动配电网产生结构性变化，改变电网中潮流分布与短路电流，直接对机电保护设备正常运行产生影响，需要做好研究分析工作。文中探讨配电网继电保护受到光伏并网的影响，并采取具体解决措施，大幅度提高并网后配电网运行质量。
关键词：光伏并网；配电网；继电保护
随着我国大力发展新能源，光伏发电作为一种清洁发电方式，在实际中应用范围越来越广，光伏并网已成为必然趋势。但光伏并网会对原有配电网结构产生影响，使得传统配电网运行变得不稳定、不可靠，影响到继电保护装置的正常运行，做好研究应对工作意义非凡。
1、光伏电源的出力特点
2、光伏并网对配电网运行的影响
2.1 提高系统供电可靠性
光伏电站接入系统为系统提供了可用电源，没有蓄电池组的光伏电站受太阳光照的影响，发电具有间歇性、随机性，出力并不稳定。但大型光伏电站如果安装了蓄电池组则可以实现稳定供电，提高系统的供电可靠性。
2.2 导致供电电能质量降低
由于光伏电站的发电功率取决于光照辐射量，在一天内发电功率变化很大，会造成电网电压波动和闪变；光伏电站中采用脉冲宽度调制技术的大型逆变器在实现交直流转换过程中会产生各次谐波含量，满负荷时虽然可以将输出交流总畸变率控制在3%以下，但也只是降低了对电网影响大的低频谐波分量，抑制了高次谐波分量的能力，从而造成总谐波含量较低而高次谐波含量较高的结果。
发电功率的不稳定性与存在谐波含量是光伏电站影响电网电能质量的主要原因。研究表明，光伏电站接入引起的谐波主要是25次、23次和11次谐波。在光伏电站侧，对于三次及其倍数谐波可以采用将升压变压器的一侧线圈采用三角形接法来实现，对于其他高次谐波可以采用在光伏电站低压侧装设滤波装置及调整逆变器控制策略来实现。在电网侧要提高电网并网电压等级并选择短路容量高的变电站作为接入点。
3、配电网继电保护受到光伏发电的影响
3.1 配电网潮流分布出现变化
配电网中并入光伏发电后，这里以PV系统为例，直接改变原有的拓扑结构，使得单电源供电网络成为双电源或多电源模式。图3（a）所示的放射状配电网安全、稳定运行时，电源A端网络潮流由此出发，并流向末端B。将PV系统接入其中洪，直接由单电源变成双电源图3（b），造成潮流分布点出现改变，且受到PV系统大小等因素影响，造成潮流变化出现不确定性。
3.2 配电网电压变化
正常运行时，放射状配电网的电压是沿着馈电线路潮流方向逐渐降低的。PV系统接入配电网后，馈电线路上传输的功率减少，而PV系统又支持无功功率的输出，因此导致一些负荷节点的电压被抬高甚至超标。
有学者建立了IEEE13节点的配电网仿真模型，发现要想有效控制因PV系统接入配电网而抬高的系统节点电压，使其能在规程规定的范围内，就必须确定配电网的接纳能力，限制PV系统的最大准入容量。
3.3 配电网继电保护变化
我国放射状配电网上的故障80%是瞬时性故障，通常采用三段式电流保护无需设置方向元件即可有效地保护线路全长。PV系统接入配电网后，网络潮流方向变复杂，功率分点不确定性增加，致使原网络配置的继电保护受到影响，具体表现为保护误动作、重合闸不成功、保护范围缩小等。深入研究了PV系统接入配电网的路径位置和光伏发电装机总量对放射状配电网三段式电流保护选择性和灵敏性的影响。
4、做好继电设施保护的措施
当大规模光伏电站接入系统后，由于存在电能向系统输送的可能，也存在光伏电站接入的公用变电站的高压侧进线线路短路时双侧提供短路电流的情况，此时那种配置系统电源侧单侧距离保护的做法显然不能完全切除故障，改为配置双侧光纤差动保护才能更好地满足保护的速动性，及时切除故障点，实现故障隔离。
当大规模光伏电站接入系统后，公用变电站的变压器可能有时是升压变压器，有时是降压变压器，存在变比的变化，如果变压器从降压变为升压可以自适应，那么保护的整定值及误差也需要进行自动变化才能适应一次设备的要求，这同样对保护厂家和调度部门提出了挑战。可能存在系统电源丧失，光伏电站独自待接入点母线的情况。
由于光伏出力特性与系统日负荷需求不同步，如果在系统负荷较大而系统电源丧失的同时，正好光伏电站处于出力很小的情况下，此时如果不能及时切除光伏电站则可能导致光伏孤岛运行。为避免这种情况，需要对大型光伏接入的公用变电站现有保护进行改造，使主变保护及相关电源线路保护动作优先切除小电源。
结语
总之，文中通过对光伏电源出力特性进行分析，并分析对继电保护设施的影响，给出提高配电网继电设施保护的措施，旨在推动光伏发电行业健康、稳定发展，实现我国电力事业发展、
参考文献：
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[3]王娟.光伏发电并网对配电网继电保护的影响分析[J].科技创新导报，2017，14（34）：60-61+63.
论文作者:王宇1,米文博2,徐建峰3
论文发表刊物:《河南电力》2018年21期
论文发表时间:2019/5/22
标签：光伏论文; 电站论文; 配电网论文; 系统论文; 谐波论文; 电源论文; 继电保护论文; 《河南电力》2018年21期论文;