分布式光伏電站接入配電網繼電保護配置研究

摘要：分布式光伏電站雖然并沒有經歷多長的時間，但是作為一種發電系統，一經出現，就獲得了大范圍的應用，在促進接入配網得到規模化發展的同時，也使配電網結構發生了一定的改變。文章以分布式光伏電站為例，對分布式光伏電站10kV電壓等級的繼電保護與并網接入辦法進行了研究。

關鍵詞：分布式光伏電站；配電網；繼電保護配置；發電系統；繼電保護；并網接入辦法 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM715 文章編號：1009-2374（2015）27-0020-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.011

作為一種發電系統，分布式光伏電站興起時間不久。但分布式光伏電站一般設置在用戶附近，不需要特別大的裝機規格，通過對太陽能的收集實現發電，從而做到對分散式資源的科學利用。分布式光伏電站一經出現，就得到了大范圍的應用，由此也促進了接入配網的規模化發展。但是這也造成了配電網結構發生了改變，不再是以放射狀結構為主，而是以多電源結構為主，這對繼電保護的實施是極為不利的。所以，對于新形勢下的繼電保護來說，必須優化配置方案設計，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，以此達到對設計方案的完善，使其更加具備科學性。

1 配電網繼電保護受并網作用變化

就傳統意義上的配電網來講，一般是單一流向的，電源結構主要以放射式為主，相應的繼電保護配置也是按照這一標準進行的。而且，對于10kV電壓等級來說，通常實施的電流保護為階段式的，并沒有其他方向元件的配置。但是分布式光伏電站出現后，配電網的結構就出現了變化，不再是起初的簡單結構，而是發展成為了多電源結構，流向上也不再單一化，整個配電網體系有了較為復雜的顯現。一旦發生了短路故障，短路電流在光伏電站以及整個配電網系統的作用下，就會流向故障點，電流值發生改變。這時對于配電網起初的繼電保護而言，應有的保護作用是得不到發揮的，由此就產生了事故。分布式光伏電站興起后，在并網的作用下，配電網的繼電保護發生的變化主要有以下三個方面：

1.1 重合聞失敗

分布式光伏電站中，一旦連接配電網的線路出現故障，而且重合聞時間比分布式光伏電站的解除時間早，電弧

重燃就會出現，在這樣的情況下，就會導致重合聞失敗。

1.2 保護范圍縮小

分布式光伏電站不能在配電網中有較多的接入，一旦出現這種情況，如果向配電網中注入功率，就會造成繼電保護范圍的縮小。

1.3 保護靈敏度降低

在分布式光伏電站中，并不需要安裝任何的方向元件進行下游的繼電保護。在這種情況下，如果出現線路故障，而且故障點的位置還正在上游，就會出現下游保護的電流變大情況。根據這一變化，我們可以設想，如果保護定值一直處于不變的情況下，上游保護誤動的變化就會由此發生。

2 分布式光伏電站10kV電壓等級的繼電保護與并網接入辦法

2.1 繼電保護研究

2.1.1 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的設置，高低壓以及高低頻保護措施是不可缺少的。同時，在光伏電站中，還包括聯跳聯絡線斷路器。但與此相比，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。同時，在校驗完成之后，如果難以避免發生反方向故障，在這種情況下，就應當通過方向閉鎖。而說到側線路的保護，應該首先要能夠確保三相一次重合聞可以實現基本功能的有效發揮。對于重合聞的時間，也應該確保不能與解裂時間發生重合。這樣一來，在非同期合聞出現的情況下，可以有效降低其所帶來的影響。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，在這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。但是要注意的是，一定要能夠確保重合聞的功能得以有效發揮。而對于重合聞來講，無壓功能也是必須要具備的。

2.1.2 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的發揮保護作用。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是不可缺少的，同時，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通過配置光纖差動保護來實現。

2.2 并網接入辦法研究

2.2.1 統購統銷模式下關于T接公用線接入的探討。方案的實施與實現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。

2.2.2 自發自用余量上網模式下關于T接公用線接入的探討。方案的實施需要有一個前提，這一前提就是在用戶獨立10kV母線上，另行設置設光伏接入柜，以此作為10kV母線的輔助設施。除此之外，在光伏接入柜上，接入光伏發電所電纜，進而完成并網接入。與上述方案相同，實現這一方案仍需將單位并網點裝機容量控制在6～400kW范圍內。

3 結語

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是毋庸置疑的。然而，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。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。但是，因為分布式光伏電站的影響，現有的繼電保護裝置還是存在一些不足，需要加以改進。本文即以分布式光伏電站為視角展開探討，在并網作用下，通過分析繼電保護發生的變化，對分布式光伏電站10kV電壓等級的繼電保護與并網接入辦法進行了研究，以期相關工作者能有所借鑒。

參考文獻

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作者簡介：陳敏（1985-），女，陜西西安人，供職于中國能建陜西省電力設計院有限公司，研究方向：電力設計。

（責任編輯：周 瓊）