胡智颖
江苏 南京 210000
【摘 要】传统配电网输电系统结构较为单一，短路电流分布位置不够合理，而光伏发电系统并入配电网输电系统中，对配电网继电保护存在很大影响。本文简单介绍光伏并网发电系统的组织结构，结合某市光伏发电系统中短路故障具例进行分析，探讨光伏发电系统接入配电网输电系统中，对电流保护、重合闸以及备用电源的影响。
【关键词】光伏并网；配电网；继电保护
光伏发电系统并入配电网中，对过去单一结构配电网配电系统造成极大影响，转变过去单一的输电系统电源结构上。但光伏并网发电系统在另一方面也会对配电系统继电保护产生不利影响，因此将光伏发电系统并入配电网输电系统时，需要充分考虑光伏并网对继电保护的影响，选择合理的继电保护与配电网设备。本文构建光伏并网简易模型，并以此为依据分析光伏发电系统对配电网电流保护、重合闸以及备用电源造成的影响。
一、光伏发电系统组成
三相光伏发现系统主要包括光伏阵列、逆变器及交流电路，其中交流电路包括滤波器及变压器，光伏发电系统结构见如图1。
二、光伏发电的优势
光伏发电的定义，指的是指由于半导体平面产生光生福特效应，具有将太阳能直接转化为电能的功能。较传统的火力发电系统而言，光伏发电具有下面几个方面的优势：①光伏发电系统具有极高的安全性，对环境不会造成污染，且噪音小，具有可再生能力；②太阳能分布位置广泛，保证光伏发电系统的正常运行状态，光伏发电系统具有极强的灵活性；③光伏发电系统工作时不产生任何能源燃料的消耗，具有极高的经济效益；第四，光伏发电系统生产的电能具有极高的质量，有助于我国节能减排工作的顺利实施，促进我国能源结构可持续发展；第五，光伏发电系统组件装卸方便，且能源产量值较高、电能质量较好。
三、光伏发电系统接入配电网具体实例分析
根据某市的并网光伏电网系统而建立PSASP仿真系统，见图2。并网光伏电网系统中的出口电压达到400V，利用升压变压器将10kV配电网接入主流电网中，图中的B1、B2及B3均为线路保护装置。
图2 光伏发电系统PSASP仿真系统结构示意图
并网光伏电网系统对继电保护配置的影响主要体现在配电网产生短路电流故障时，光伏系统对电流速断保护造成的影响。而并网光伏电网系统在对继电保护造成的影响取决于光伏电网系统的接入位置及其容量。
该市未接入光伏系统产生短路故障时的短路电流情况见表1，电网系统的标准容量为100MVA，可靠系数取1.20，计算流经节点1、2、4、5的三相短路电流大小。
表1 未接入光伏系统时的短路电流值
四、光伏发电系统接入配电网对配电网继电保护产生的不利影响
随着我国社会经济迅猛发展，人们对能源的需求越来越大，过去单一的配电网结构呈现多样化的发展方式，然而随着光伏发电系统接入配电网中，造成配电网结构的变化，导致电网故障电流发生变化，使继电保护配置失去原有的作用，导致继电保护常常出现拒动或误动的现象。因此，将光伏发电系统接入配电网系统时，需要考虑到光伏发电系统接入配电网时对继电保护造成的影响。
（一）光伏发电系统并入配电网输电系统对电流保护产生的影响
如图2所示，光伏电网系统接入节点4时，在继电保护B3的上游部分，节点2产生三相短路的情况，流经节点3的短路电流呈明显增大趋势，而继电保护B3位置无电流流经，证明其对保护B3没有影响。当节点5产生三相短路情况时，短路电流明显增加，此时流经B3的短路电流灵敏性较高高，对B3起到有效保护作用。因此上游部分主要作用于电网系统，下游位置主要控制故障。当短路电流流经光伏电网系统时会大幅度增强，此时电流速断保护的灵敏性得到了提升，影响了光伏系统和故障点的继电保护。如果光伏系统电容量储能过大，短路电流也随之增强，极容易导致保护继电器误动跳闸。
（二）光伏发电系统接入配电网对重合闸的影响
由于大部分配电网产生故障时，会造成短暂性的电路跳闸。因此在光伏电网系统接入配电网系统时加置重合闸，可以明显增强配电系统的稳定性，降低光伏电源对配电网输电系统继电保护的影响，提高电网继电保护装置的使用寿命，保证配电网输电系统的正常运行状态。
（三）光伏发电系统接入配电网对备用电源的影响
一般来讲，在配电网发生故障而导致主流电源断开时，需要结合备用电源提供电源，维持电网系统的正常运行。在利用光度电源时，需要安置自动化备用电源装置，实现同期合闸的目的，避免合闸时间冲突而导致出现强烈的冲击电流，对光伏电网系统及配电网输电系统造成损害。
结束语
光伏电网系统并入配电网输电系统，不仅可以取得大量优质能源，降低化石能源的消耗量，提升电力行业的供电水平，促进我国节能减排工作效率提升，实现经济的可持续发展。但光伏电网系统接入配电网输电系统，会对配电网继电保护产生负面影响，因此电力企业员工需要根据实际情况采取合理的措施，保证光伏电网系统接入配电网时，继电保护不会产生拒动或误动，例如加置方向元件等方式。总之，相关部门要采取合理有效的措施，最大程度上降低其对继电保护的影响，增加用户端用电安全性，促进电力企业的长远发展。
参考文献：
[1]郭康.基于智能单粒子算法的含光伏电站配电网的无功优化［J］．电力科学与工程，2011，27（8）：28-32
[2]叶荣波，周昶，施涛，等.用户侧光伏发电并网的继电保护分析[J].科技通报，2014，01：158-161+202.
[3]刘春娣，吕伟中，胡秀英，王伯军，吴忠福.光伏发电在变电站中的应用研究[J].甘肃科学学报，2014，06：121-125.
论文作者:胡智颖
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第16期
论文发表时间:2016/8/16
标签：光伏论文; 系统论文; 配电网论文; 电网论文; 电流论文; 继电保护论文; 电源论文; 《低碳地产》2015年第16期论文;