基于"國(guó)網(wǎng)芯"的含光伏配電網(wǎng)保護(hù)研究

沈暉虎

摘? 要：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，國(guó)家大力推行光伏扶貧政策，光伏設(shè)備數(shù)量增多，漏電保護(hù)無法動(dòng)作，導(dǎo)致安全用電隱患大。此次研究基于"國(guó)網(wǎng)芯"，深入研究和分析含光伏配電網(wǎng)保護(hù)問題，僅供參考。

關(guān)鍵詞：國(guó)網(wǎng)芯;含光伏配電網(wǎng);保護(hù)研究

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，相應(yīng)加快新能源發(fā)展，推廣光伏扶貧項(xiàng)目。光伏扶貧是按照國(guó)家政策，遵循全額上網(wǎng)模式，不斷增加經(jīng)濟(jì)效益。光伏發(fā)電系統(tǒng)電量，多根據(jù)火電機(jī)組脫硫電價(jià)收購(gòu)。分布式光伏能源，是一種清潔能源，加劇環(huán)境污染。分布式光源，可以緩解地區(qū)配電網(wǎng)供電需求，電網(wǎng)電能質(zhì)量與線損。但是，光伏電源設(shè)備涉及到直流設(shè)備，電流傳輸方式不同。針對(duì)交流漏電保護(hù)，主回路產(chǎn)生直流漏電流，會(huì)導(dǎo)致鐵芯磁化，致使檢測(cè)裝置脫扣偏移，并且進(jìn)入到磁飽和區(qū)，影響檢測(cè)準(zhǔn)確性。

1、剩余電流保護(hù)

1.1 AC型與A型保護(hù)

AC型與A型保護(hù)原理如下：被保護(hù)電路出現(xiàn)絕緣故障時(shí)，電流矢量化不是零，則會(huì)出現(xiàn)剩余電流。檢測(cè)單元檢測(cè)之后，通過電磁感應(yīng)原理檢測(cè)漏電流，還會(huì)產(chǎn)生信號(hào)。運(yùn)算控制器運(yùn)算之后，剩余電流檢測(cè)值滿足整定值，接通電磁脫扣器，此時(shí)電磁脫扣器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)效果。AC型與A型保護(hù)，應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，A型漏電保護(hù)可以加強(qiáng)磁環(huán)磁化特性，且剩余電流檢測(cè)準(zhǔn)確度高。

1.2國(guó)網(wǎng)芯剩余電流保護(hù)

國(guó)網(wǎng)芯剩余電流保護(hù)，主要應(yīng)用磁調(diào)制原理。在AC型與A型基礎(chǔ)上，磁環(huán)額外引入激勵(lì)源，導(dǎo)致磁環(huán)交替飽和。國(guó)網(wǎng)芯剩余電流保護(hù)，多應(yīng)用自適應(yīng)磁調(diào)制檢測(cè)技術(shù)。主回路產(chǎn)生直流漏電流，注重輸出信號(hào)識(shí)別，對(duì)漏電源情況進(jìn)行檢測(cè)，掌握直流漏電流大小，保證漏電保護(hù)動(dòng)作正確。

2、國(guó)網(wǎng)芯漏電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

國(guó)網(wǎng)芯是國(guó)網(wǎng)企業(yè)按照用電需求，研發(fā)的核心芯片。國(guó)網(wǎng)芯可以確保電網(wǎng)芯片可控、自主與安全，確保電網(wǎng)運(yùn)行安全性。國(guó)網(wǎng)芯可以監(jiān)測(cè)和保護(hù)電網(wǎng)剩余電流。建立國(guó)網(wǎng)芯漏電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，涉及到應(yīng)用平臺(tái)層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層。其中，感知層是高集成監(jiān)測(cè)芯片，可以安裝到不同場(chǎng)景內(nèi)，利用安全感知與邊緣計(jì)算，可以傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與故障定位信息。網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用無線低功耗技術(shù)，將監(jiān)控裝置信息傳輸至服務(wù)器。國(guó)網(wǎng)芯漏電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具備強(qiáng)大的無線通信能力，可以將漏電流信息傳輸?shù)皆贫耍瑢?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù)信息。

用戶利用APP客戶端，可以查看設(shè)備漏電情況。應(yīng)用平臺(tái)層，可以借助APP平臺(tái)應(yīng)用、瀏覽器平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)綜合計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、故障告警、自決授權(quán)功能，用戶及時(shí)接受漏電流數(shù)據(jù)、粉塵監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)等，準(zhǔn)確判斷處理措施有效性。

3、國(guó)網(wǎng)芯在含光伏配電網(wǎng)中的應(yīng)用

光伏扶貧項(xiàng)目大力推廣，電網(wǎng)接入大量光伏設(shè)備。分散式光伏設(shè)備，投資低，建設(shè)時(shí)間短，且政策補(bǔ)貼力度大，成為光伏設(shè)備主流。國(guó)家對(duì)于光伏扶貧政策，可以為光伏扶貧站建設(shè)提供資金支持，同時(shí)將產(chǎn)權(quán)定位為公共產(chǎn)權(quán)。國(guó)家注重光伏扶貧項(xiàng)目建設(shè)，應(yīng)用大量光伏扶貧設(shè)備。對(duì)于常規(guī)光伏扶貧，按照國(guó)家補(bǔ)貼政策，采用全額上網(wǎng)方式增加經(jīng)濟(jì)效益。光伏系統(tǒng)多安裝在屋頂部位，并非集中安裝模式，布局分散，接入附近電網(wǎng)。太陽輻射下，通過光伏效應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。充分應(yīng)用太陽能光伏設(shè)備，能夠有效代替化石能源消費(fèi)，且環(huán)境污染與浪費(fèi)比較少，可以實(shí)現(xiàn)低碳化排放。

國(guó)內(nèi)安裝光伏系統(tǒng)電流保護(hù)，多應(yīng)用A型剩余電流保護(hù)。電路存在直流漏電分量時(shí)，磁感應(yīng)線圈預(yù)先磁化，并且達(dá)到飽和狀態(tài)，此時(shí)交流漏電流不能產(chǎn)生感應(yīng)電帶勢(shì)，不能滿足脫扣條件，嚴(yán)重影響保護(hù)效果，還會(huì)導(dǎo)致用電安全損失。

傳統(tǒng)漏電流保護(hù)裝置，僅具備就地跳閘功能，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視功能，也不能遠(yuǎn)程上報(bào)漏電流與跳閘情況，技術(shù)人員無法掌握設(shè)備漏電程度，需要應(yīng)用就地查看方式，整體工作效率低，不能準(zhǔn)確定位、排除故障點(diǎn)。服務(wù)人員面對(duì)停電問題詢問時(shí)，不能告知具體的停電原因、送電時(shí)間，還會(huì)增加低壓搶修、投訴率，降低整體工作效率，還會(huì)影響電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，危害用戶用電安全性。應(yīng)用國(guó)網(wǎng)芯漏電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，設(shè)置在配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)表箱、光伏設(shè)備并網(wǎng)柜位置，能夠?qū)?fù)雜剩余電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)的無線通信能力強(qiáng)，能夠?qū)⒙╇娏餍畔鬏斨猎贫耍瑢?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析。利用應(yīng)用平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和保護(hù)光伏設(shè)備、配電網(wǎng)設(shè)備，確保含光伏配電網(wǎng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。應(yīng)用該系統(tǒng)，可以按照實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行判斷，制定標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行策略，確保電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

4、測(cè)試與結(jié)果

傳統(tǒng)剩余電流保護(hù)裝置，不能檢測(cè)直流漏電流。應(yīng)用國(guó)網(wǎng)芯漏電保護(hù)裝置，以磁調(diào)制檢測(cè)技術(shù)為主，主回路產(chǎn)生直流漏電流時(shí)，注重輸出信號(hào)識(shí)別，判斷漏電流情況，科學(xué)檢測(cè)直流漏電流大小，保證漏電保護(hù)動(dòng)作正確性。自適應(yīng)調(diào)制磁調(diào)制檢測(cè)技術(shù)，能夠檢測(cè)電路直流漏電流情況，屬于國(guó)網(wǎng)芯剩余電流保護(hù)的重要技術(shù)。此次研究建立驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)電路。

按照實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，導(dǎo)線側(cè)沒有出現(xiàn)剩余電流時(shí)，系統(tǒng)檢測(cè)信號(hào)平衡。產(chǎn)生正向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，裝置能夠迅速檢測(cè)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電平翻轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。產(chǎn)生反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，裝置能夠檢測(cè)電動(dòng)勢(shì)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電平翻轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，同時(shí)產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)、檢測(cè)信號(hào)。導(dǎo)線側(cè)沒有產(chǎn)生剩余電流時(shí)，系統(tǒng)檢測(cè)信號(hào)為平衡狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)正向、反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，可以確保檢測(cè)準(zhǔn)確性，同時(shí)確保激勵(lì)信號(hào)疊加。

國(guó)網(wǎng)芯漏電保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用電流剩余保護(hù)裝置，可以準(zhǔn)確檢測(cè)和保護(hù)含直流剩余電流，即使漏電流為mA級(jí)，感應(yīng)線圈也會(huì)疊加感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，確保剩余電流保護(hù)動(dòng)作有效性。

5、結(jié)束語

綜上所述，泛在電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大，光伏設(shè)備大量接入配電網(wǎng)，傳統(tǒng)漏電保護(hù)裝置不滿足檢測(cè)要求。在本文研究中，基于國(guó)網(wǎng)芯技術(shù)，提出韓光伏配電網(wǎng)保護(hù)措施，通過安全防護(hù)、靈活監(jiān)測(cè)等方式，加大漏電保護(hù)力度。采用實(shí)驗(yàn)論證方式，確保保護(hù)裝置準(zhǔn)確識(shí)別故障電路，維護(hù)配電網(wǎng)運(yùn)行效益。

參考文獻(xiàn)

[1]魏東輝，于舜堯，房俊龍. 基于綜合序電流的含光伏電源配電網(wǎng)縱聯(lián)保護(hù)方案[J]. 太陽能學(xué)報(bào)，2021，42（07）：185-192.

[2]雷顯國(guó). 分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)就地并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響研究[J]. 粘接，2021，46（05）：159-163.

[3]龍海超. 芻議光伏發(fā)電并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響及應(yīng)對(duì)策略[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018，（28）：156-157.