光伏電站并網(wǎng)對電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響與對策

鄭華英

摘要：分布式光伏電站接入到配電網(wǎng)之后，原配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成上會發(fā)生一定程度的變化，其結(jié)構(gòu)會從原來的簡單結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成多電源共用的復(fù)雜體系，其潮流和短路電流大小、流向還會具有多元化的特征。一旦并網(wǎng)之后的系統(tǒng)出現(xiàn)小規(guī)模的短路或其他故障，故障區(qū)域的短路電流變化就會變得與未接入光伏電站時大不一樣，進(jìn)而導(dǎo)致配電網(wǎng)原來的繼電保護(hù)裝置無法及時發(fā)揮保護(hù)作用。基于此，文章主要分析了光伏電站并網(wǎng)對電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響與對策。

關(guān)鍵詞：光伏電站并網(wǎng);電網(wǎng)繼電保護(hù);影響;對策

1光伏電站并網(wǎng)對電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

1.1對三段式電流保護(hù)的影響

（1）光伏電站并網(wǎng)會影響線路保護(hù)的敏感度。在光伏電站線路接入配電系統(tǒng)之后，如果原有線路的故障點(diǎn)在光伏電站接入點(diǎn)的下游線路中，那么流經(jīng)該故障點(diǎn)的電流就會是由光伏站和配電系統(tǒng)共同提供，在發(fā)生電力事故時繼電保護(hù)裝置只能分辨出一種電流，從而導(dǎo)致保護(hù)設(shè)備的敏感度極大降低。（2）光伏電站并網(wǎng)之后會造成線路保護(hù)失去原有的準(zhǔn)確性。如果原有的輸電線路沒有接入光伏電站，則在發(fā)生饋線故障時，流經(jīng)故障點(diǎn)的電流只會是由原系統(tǒng)提供，繼電保護(hù)可以及時動作。而光伏電站接入后的電網(wǎng)，在發(fā)生饋線故障時短路電流會得到瞬間增加，不但會造成輸電線路的損毀，還會造成繼電保護(hù)設(shè)備的擊穿，從而引發(fā)輸電線路故障擴(kuò)大。（3）光伏電站并網(wǎng)會造成臨近的線路發(fā)生假故障保護(hù)動作。因?yàn)榻尤牍夥娬揪€路之后，如果出現(xiàn)線路故障，那么線路故障點(diǎn)處的電阻就會增大，就會導(dǎo)致本該流經(jīng)該線路的電流轉(zhuǎn)向別的線路中，進(jìn)而造成臨近線路的繼電保護(hù)裝置會出現(xiàn)假故障保護(hù)動作。

1.2對自動重合閘的影響

現(xiàn)階段，我國的輸配電線路多為單側(cè)電源結(jié)構(gòu)，線路短路故障時通過自動重合閘可以及時切除故障點(diǎn)，而不會對整個配電網(wǎng)系統(tǒng)造成影響。在將光伏電站線路接入原輸電線路之后，一旦配電系統(tǒng)出現(xiàn)某些故障之后，重合閘就會將該輸電線路從配電系統(tǒng)中切除出去，進(jìn)而導(dǎo)致光伏電站會將電流源源不斷地輸送到故障區(qū)域，導(dǎo)致自動重合閘不成功。

1.3對熔斷器保護(hù)的影響

熔斷器是電力系統(tǒng)中最為常見的一種保護(hù)裝置，其主要功能是監(jiān)視流經(jīng)其所在線路電流的大小，當(dāng)電流超過熔斷器本身所能夠承受的電流之后，熔斷器內(nèi)部的熔件就會自動熔斷，進(jìn)而形成該條線路的斷路，保護(hù)配電系統(tǒng)安全。通常情況下，熔斷器的主要安裝區(qū)域在配電變壓器電壓較高的一側(cè)，或者輸電線路的各級電路的分支處。如果輸電線路的末端發(fā)生電路故障時，熔斷器就可以在第一時間熔斷，實(shí)現(xiàn)其對電力線路的保護(hù)作用。但是如果在光伏電站并網(wǎng)之后沒有對線路中熔斷器配置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，就會造成整條輸電線路電流紊亂，造成輸電線路終端電器的損毀。

2光伏電站并網(wǎng)對電網(wǎng)繼電保護(hù)影響的對策

2.1電壓等級的控制

（1）光伏發(fā)電較為分散且距當(dāng)?shù)鼐用裆顓^(qū)域較近的，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解其發(fā)電電壓是否小于10kV，同時還要結(jié)合當(dāng)?shù)鼐用裼秒娝絹砼袛鄳?yīng)當(dāng)選擇何種電壓等級進(jìn)行電壓濾波，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判斷并網(wǎng)后對電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置的影響。（2）在進(jìn)行光伏并網(wǎng)工作之前，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對發(fā)電站的電壓等級進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在發(fā)電功率不超過8kW的電站接入配電網(wǎng)時，應(yīng)考慮按照10kV安全設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高繼電保護(hù)設(shè)備的保護(hù)效果。發(fā)電功率處于8—400kW的，技術(shù)人員也應(yīng)選擇相對更高一級的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行必要的電壓調(diào)節(jié)。

2.2選擇合適的電網(wǎng)接入方式

（1）專線接入方式。在進(jìn)行光伏電站并網(wǎng)組網(wǎng)時，使用專線接入能夠有效地提高電網(wǎng)接入的有效性和安全性。同時，采用分布式整合方法以提高整個光電之間的連續(xù)性，方便電力工作人員在光伏電站并網(wǎng)的過程中能夠?qū)ψ冸娬?、開關(guān)柜等設(shè)備進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。并且，在光伏電站接入到配電網(wǎng)的過程中，要對整條線路的母線和接地線等安全保護(hù)裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分結(jié)合電網(wǎng)能力判斷出母線和接地線的位置，進(jìn)而更好地將母線和接地線的功能發(fā)揮出來。另外，光伏電站并網(wǎng)還要充分考慮對周邊環(huán)境的影響，要充分結(jié)合并網(wǎng)區(qū)域的氣候環(huán)境、地質(zhì)情況以及周邊野生動物數(shù)量等，避免光伏電站并網(wǎng)之后配電網(wǎng)會受到自然環(huán)境的影響而發(fā)生設(shè)備故障。此外，還要對整個配電網(wǎng)進(jìn)行智能化改造工作，在合適的地方安裝智能化檢測設(shè)備，在檢測電路自身穩(wěn)定運(yùn)行的同時，對周邊環(huán)境監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)技術(shù)人員對電網(wǎng)實(shí)時監(jiān)控的目的。（2）末端接入方式。在并網(wǎng)條件允許的情況下，技術(shù)人員在設(shè)計(jì)光伏電站并網(wǎng)時應(yīng)當(dāng)首先考慮末端并網(wǎng)的方案，因?yàn)?，末端接入能夠有效降低并網(wǎng)之后發(fā)生故障的概率。在選擇末端接入方案時，應(yīng)全面考慮原配電網(wǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)，做好并網(wǎng)之后的故障規(guī)避工作。另外，技術(shù)人員還要對已經(jīng)完成并網(wǎng)工作的配電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時故障檢測，一方面可以實(shí)現(xiàn)在配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時能夠第一時間進(jìn)行故障搶修，避免造成大范圍停電事故;另一方面對配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控可以及時收集故障發(fā)生前、中、后期的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，從而為技術(shù)人員提供故障檢測分析基礎(chǔ)。此外，技術(shù)人員還可以對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，制定出預(yù)防此類故障的規(guī)避方案，降低供電企業(yè)可能的經(jīng)濟(jì)損失。（3）間歇性切斷方式。光伏電站并網(wǎng)變壓器可以是面向大電流或者綜合型電流等變壓器，但是在并網(wǎng)的過程中應(yīng)當(dāng)時刻注意并網(wǎng)方面存在的較大差異。同時，在對光伏電站并網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)的過程中，還要考慮到光伏電站線路對變壓器中性點(diǎn)間隙的影響，特別是在配電網(wǎng)電壓持續(xù)升高的情況下，變壓器的部分絕緣體可能會受到傷害。因此，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)制定出一個警戒值，在配電網(wǎng)的電壓增大到警戒值時就會自主切斷電源的供電，實(shí)現(xiàn)對整個光伏電站并網(wǎng)裝置的保護(hù)。

3結(jié)語

光伏電站并網(wǎng)會對電網(wǎng)繼電保護(hù)產(chǎn)生較大的影響，在光伏并網(wǎng)的發(fā)展過程中，電力技術(shù)人員要對并網(wǎng)問題進(jìn)行不斷的分析與研究，探究出科學(xué)有效的并網(wǎng)措施，進(jìn)而提高光伏并網(wǎng)之后配電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性與安全性。

參考文獻(xiàn)

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