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摘要：光伏电源是现有分布式电源中的一种，在社会上成为比较重要的电力电源形式。且因光伏电源并网发电在持久性、经济性和可靠性方面都具有优势，因此越来越受到重视，被广泛推广开来。但在接入光伏电源的同时，电网发生故障，故障点的电流会加大，并且相对应的节点短路水平会受到影响，从而使继电保护装置不能正常运转。为此，本文在分析并网光伏发电运行对电网继电保护产生影响的基础之上，列举了对继电保护进行改造的方式，并阐述了并网光伏电站安全自动装置配置的相关原则。
关键词：继电保护；安全自动化；配置；
引言：伴随着光伏发电的快速成长壮大，大量光伏发电的并网，电网的安全、稳定、经济运行方面的保障性将有所下降，因此，电网在接入光伏发电的时候，需要采取一些保护措施，例如，调整运行方式，配置满足运行要求等，将光伏发电对电网的影响最大程度的降低，从而大大的提高电网运行的可靠性。随着DG在配电系统中使用的越来越广泛，有必要相应地调整配电网中的保护系统，讨论、研究其对配电网中保护配合的影响。
一、光伏发电并网对电网继电保护的影响
继电保护装置是一种自动装置，具备检测电力系统中电器设备故障或者在不正常状态下运作，并能够及时动作将故障切除或者将提供故障信号。电力系统继电保护最根本的任务就是：自动迅速、有选择性的切除故障元件，避免故障元件进一步损坏，同时快速恢复其他无故障部分的正常运行；电力设备处于不正常运行状态时，根据运行维护的条件，装置动作并发出信号或者跳闸；选择性保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电的范围尽量缩小。随着光伏发电的引入，电网的形式已经从传统单电源的放射状链式结构逐渐变为分布有中小型电源的有源网络。并网光伏发电主要对电网继电保护造成了三方面的影响。第一，影响电流保护；运行灵活多变的并网光伏发电无法与灵敏度高、速度快的传统电网保护相兼容，一旦接入系统的光伏电站容量足够大时，原有继电保护设备的运转将会受到影响。光伏电源既能助长故障电流，又能使其分流，这就会影响流经保护装置的故障电流，一旦故障电流的大小发生改变，那么继电保护装置的保护范围、灵敏程度及配合度都会被影响。第二，影响自动重合闸；若光伏系统未解列，继电保护出现故障导致跳闸就会形成电力孤岛，虽然电力孤岛能够使功率和电压在额定值内运行，但仍然会影响自动重合闸。第三，影响变电站备用电源自投装置；一般情况在双电源供电系统中，若主供电线路跳闸，10kV母线和110kV母线因孤岛效应依然带电，可能影响自投装置的无压判据，从而造成自投失灵。
二、并网光伏电站继电保护改造要求
变电站在修建过程中一般很少考虑到小电源线路在后期使用过程中的接入，因此对继电保护装置的设计都是以纯负荷电路为对象的，这就使将小电源线路接入系统后无法满足继电保护的要求。所以，为了使继电保护能够正常运作，发挥其作用，就需要对已有的继电保护装置进行改造。首先，应将联跳小电源线路跳闸的出口回路接入到相应电压等级的母差保护中。因为在故障被去除之前，故障点会一直不断地接收到来自小电源线路的电流，极大地延长了去除故障所需的时间。然后，应该把联跳小电源线路跳闸出口回路增设在接入电压等级的小电源线自切保护中。因为存在小电源线，且小电源线所处的低压自切系统不符合低压条件，所以一旦主变压器上级的电源失电，将无法正常启动自切保护，母线上的其他负荷线路将会以电力孤岛的方式持续运行，严重影响了重要用户的用电需求。最后，应在小电源线对应的主变压器保护上增加复合电压方向过电流。若故障发生在220kV变电站的高压侧并且在主变压器中（低）压侧的额定电流小于变电站中（低）压侧小电源的短路电流时，应使用 220kV 母差保护失灵联跳主变各侧断路器的保护功能。
三、技术相关要求
一是电能质量。光伏发电系统与传统的发电系统是有一定的差异的，其具有波动性与间歇性等特征，加之光伏发电以太阳能作为主要来源，在实际操作的过程中，需要进行转换器的设置，将太阳能产生的电流由直流转化为交流，保证大功率用电器的电力消耗需求。需要技术人员从谐波、电压偏差、电压波动等几个层面入手，不断进行负荷调整，使得电力资源得到稳定使用。二是频率异常时的响应特性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆光伏发电项目在进行设计与规划的过程中，要努力去提升系统耐受异常频率的能力。部分变电站设计采用安稳系统判别公用电网故障，并连跳光伏并网线路。
四、并网光伏电站安全自动装置配置保护原则
1、线路保护原则
当以380/220V电压等级将光伏电源接入公共电网时，位于公共连接点和并网点间的断路器能够做到短路速断、失压跳闸、低压闭锁和延时保护。若接入的系统保护是35/10kV的电压等级，那么应该使用专线将光伏电源接入用户变电站，使用“T”接方式接入用户配电网。
2、母线保护原则
向母线系统接入光伏电源时，可根据光伏电源本身是否自带母线决定有没有必要设专用的母线保护。校验系统侧变电站和开关站侧的母线保护之后，如果二者不符合要求，那么应配置保护装置，确保母线出现的故障能够迅速被切除。
3、防孤岛保护原则
对接入系统的光伏电源进行防孤岛保护时，为了避免非同期合闸的状况，应该在接入 35/10kV系统光伏电源上增加防孤岛保护装备，使切除光伏电源的时间与线路保护、备自投等动作做到相互配合。当逆变器检测到孤岛后，应迅速切断与电网的连接。
4、同期装置保护原则
对光伏电源接入进行设计时，应该使其同期装置的配置满足分布式电源的各项要求。还应明确是否需要配备同期装置，若分布式电源经同步电机直接接入配电网时，在恰当位置应设置同期装置；若接入配电网的分布式电源属于变流器类型，则不用设置同期装置。
5、安全自动装置保护原则
在35/10kV电压等级系统上接入分布式电源时，被接至配电网的光伏电源，其安全自动装置要在频率电压出现异常时实现紧急控制，并跳开并网点的断路器。若在380/220V电压等级下接入分布式电源，则不需要配置独立的安全自动装置。
结束语：近年来，我国不断进行电力网络的升级优化，在对传统发电方式进行调整的同时，立足于现阶段电力技术的实际，对新的发电技术进行探索。分布式发电作为一项新的发电技术，其有着较大的发展潜力。我国正处于分布式发电技术研究的初级阶段，相关技术仍旧不成熟，需要技术人员立足于发展的实际，不断进行技术创新，提升分布式电源在我国电力网络中的作用。总的来说，针对于光伏电源接入配电网对馈线继电保护造成的各种影响，电力企业需要进行全面深入的探索，找到相应的解决措施，不断的进行修正和完善，使得光伏电源能够更好的为人们所利用。另外，由于大容量光伏电站接入中压电网可能对上级电网的保护带来影响，在制定接入方案时应对上级线路保护进行完善，且完善方案应以不牺牲电网本身可靠性作为必要条件。
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论文作者:康伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/28
标签：光伏论文; 电源论文; 电网论文; 装置论文; 故障论文; 母线论文; 继电保护论文; 《电力设备》2018年第21期论文;