光伏電源并網后繼電保護和安全自動裝置配置

劉偉浩 周彪

（許繼電氣股份有限公司 河南省許昌市 461000）

能源能夠引起社會發展和生產的變革，這在很大程度上會影響人類社會的生活。近年來，能源的短缺以及溫室效應愈演愈烈，尋找一些新的可再生能源變得尤為重要，光伏電源屬于一種清潔能源，并且已經受到世界各國的重視，還是人類社會中比較重要的一種能源。而且隨著光伏電源系統不斷的成熟，形成了一種穩定的發展模式，而且在未來還會有更加廣闊的發展空間?；诖耍疚尼槍夥娫床⒕W后繼電保護和安全自動裝置配置進行以下相關的分析及研究

1 光伏電源工程項目管理的要點

光電系統會按照供電的基本方式可以將其分成獨立光伏電源系統、并網光伏電源系統以及混合光伏電源系統三大類別。獨立光伏電源系統通常情況下都是由光伏陣列、控制器、蓄電池以及逆變器而構成。獨立光伏電主要被應用在一些比較偏僻的村落。并網光伏電源系統主要是能夠克服獨立光伏電源系統之中的一些儲能環節，這會在很大程度上減少電站的維護工作。典型的一些并網光伏電源系統通常都是由光伏矩陣、DC 變換器、逆變器以及繼電保護裝置而構成。

1.1 光伏并網發電技術管理要點

光伏并網發電系統是大電網之中最為重要的構成部分，光伏并網系統主要分成有無儲能光伏并網系統，光伏并網的發電主要是將光伏系統之中連接到大電網之中，來進一步進行電能的有效傳輸，通過電網進行科學的分配，并且光伏電源并網發電已經變成目前社會中人們使用最為廣泛的一種發電方式。

1.2 光伏電源在建筑之中的管理要點

光伏電源在實際生活中的應用已經越來越廣泛，通過在建筑物中的屋頂上安裝一些光伏器件，可以實現電源和光伏陣列之間的關聯，形成一體化的系統，通過在建筑物的屋頂之中安裝一些光伏電池板，可以有效的提升對建筑物屋頂太陽能的吸收，可以控制光伏電源的基本成本，通過對于光伏電源基本原理的利用，將建筑物和光伏電源完整的結合在一起。

1.3 光伏電源在生活中的管理要點

光伏電源的基本研究在實際的生活中已經被廣泛的應用在一些偏遠的地區，還被應用在一些小型家用電源以及日常生活的用電之中，比如，照明燈、電視機等一些方面。在生活中，公共交通領域之中也可以應用到光伏電源，比如航標燈、鐵路信號燈以及交通警示燈等一些方面。在能源勘測的方面，主要可以應用在石油、海洋氣象的勘測方面，光伏電源系統在日常的生活中的應用已經越來越廣泛，進一步推動了人類社會的進步以及發展，如圖1 所示。

2 光伏電源對于電網繼電保護的基本影響

隨著光伏發電的科學引入，我國的電網已經從傳統的單項電源放射狀鏈式基本結構轉變為分布有中小型電源的有源網絡。并網光伏電源針對電網繼電保護具有以下三點影響。

2.1 影響電流的保護

運行靈活二且多變，的并網光伏電源不能夠和靈敏度比較高的且速度比較快的傳統電網保護工作之間進行兼容，將其接入到電網系統之中以后，光伏電源過大，就會導致原有的繼電保護相應的設備基本運行狀態受到一定影響。光伏電源既可以促進系統出現故障電流的出現，而且還會使其進行分流，這就會在很大程度上影響流通保護裝置所出現的故障電流；假如故障的電流大小出現變化，那么相應的極端保護基本裝置的保護范圍以及靈敏度等方面都會受到一定影響。

2.2 影響自動重合閘

假如光伏系統沒有得到解列，那么當繼電保護系統呈現出故障之時，使得電閘跳閘，就會形成孤島，即使孤島可以使得電網的功率一級電壓都可以在額定值以內進行運行，但是依然還會在很大程度上影響自動重合閘。

2.3 影響變電站備用電源的自動投入裝置

通常情況之下，雙電源的基礎供電系統之中，假如供線路跳閘，10kV 母線以及110kV 母線會因為受到孤島效應的影響之下而帶有一定電壓，導致備用電源會自動的投入到裝置投入條件“檢驗母線無壓”不能夠達到，所以備用線路不能夠運行，這就會使得區域之內的負荷出現很長一段時間沒有電壓，而且還會對于不同期的合閘造成一定影響。

3 繼電保護改造的基本要求

變電站在進行修建的時候，供電企業內部通常不會考慮到光伏電站等一些小電源線路在未來使用之中的接入問題，所以會針對繼電相應的保護裝置基本設計都需要進行純負荷的電路作為對象，小電源接入系統之后并不能夠滿足繼電保護的基本要求。因此，為了可以使得繼電保護可以正常的運行，發揮出自身的重要作用，就需要針對已經存在的繼電保護裝置展開改造。

（1）需要將聯跳小電源線路跳閘的出口回路接入到小電源線接入一些電壓等級之后的母差保護之中。當故障被攔截，故障點就會進一步接收到來自小電源線路之上的電流，會在很大程度上去除故障所需要的一些時間。

（2）將聯跳小電源線路跳閘出口的回路增加建設一些接入電壓等級的一些小電源自切保護系統。出現小電源，而且小電源所處的低壓自切系統和低壓的基本條件之間不相符合，那么一旦出現主變壓器上級的一些電源失電，那么就會不能夠正常啟動自切保護工作，母線之上一些其他負荷的線路就會主要以孤島的基本方式進行持續性的運行，會更為嚴重的影響到一些重要用戶的基本用電需求。

（3）應該在小電源相對應的主要變壓器保護之上增設一些復合電壓方向的過電流。假如出現故障在220kV 變電站的高壓一側而且在主變壓器中的低壓一側的額定電流比低壓一側的小電源小的時候，出現短路電源，那么需要使用220kV 的母差進行失靈聯跳主變壓器之間各個側斷路器的基本保護功能。

4 安全自動裝置的基本配置原則

4.1 線路基本保護原則

當主要以380V/220V 的電壓將光伏電源接入到公共的電網之時，處在公共連接點以及并網點之間的斷路器就可以進行短路速斷、失壓跳閘以及低壓閉鎖和延時的保護工作。假如接入到系統是35kV/10kV 電壓等級，那么應該可以使用專線將光伏電源接入到用戶變電站，運用“T”接方式接入的基本用戶配電網。

4.2 母線基本保護原則

向母線系統接入一些光伏電源的時候，需要依照光伏電源自身是否自帶了母線，從而決定是否有必要進行專用母線的相應保護工作。檢測系統側變電站以及開關站側的相應母線保護以后，假如兩者之間不符合基本要求，就需要配置一些相應的保護裝置，假如兩者之間不符合，那么需要配置相應的保護裝置，進而可以保證母線出現相應的故障之后可以更為迅速的被切除。

4.3 防孤島保護的基本原則

為了可以有效避免非同期的合閘，需要接入在35kV/10kV 系統的光伏電源之上增加一些防孤島的基本保護裝置，使得切除光伏電源的對應實踐以及線路的保護工作、備自投等一些動作做到基礎的配合。當逆變器檢測遇到孤島之后，一定要更為迅速的切斷和電網之間的連接。

4.4 同期裝置的基本保護原則

針對光伏電源接入之后展開科學的設計之時，需要使得自身的同期裝置的主要配置可以滿足分布式的電源之間的各項需求，還需要進一步明確是否可以配置一些同期的裝置。假如分布式電源經過同步電動機直接接入配電網的時候，在相應的位置需要設置同期裝置，假如接入配電網的基本分布式電源是變流器的基本類型，那么則不需要進行同期裝置的設置工作。

4.5 安全自動裝置的基本保護原則

在35kV/10kV 電壓的等級系統接入到光伏電源的時候，被接入到配電網之后的光伏電源，自身的安全自動裝置需要做到在頻率以及電壓方面出現異常之后能夠實現禁忌的控制，并且可以跳開并網點的斷路器。在380V/220V 電壓的基本等級之下的相應分布式電源，那么就不需要配置一些獨立的安全自動化裝置。

4.6 并網光伏電站繼電保護改善措施

科學完善并網光伏電站并網的相關技術標準和相應規范，進而可以有效改進并網光伏電站的基礎調壓設備、無功補償的裝置以及發生器等，使得繼電保護系統可以正常工作，而且使得系統進行規范化的運行，有效減少針對配電網基礎的運行狀態的主要影響。另外，電力企業需要更加積極的開展一些安全監測的相應工作，針對光伏電站的相應驗電以及故障展開解除的工作。主要需要根據接入的配電網相應技術規定，進而光伏電站接入設備的驗收以及評估工作。光伏電站并網還需要進一步加強自身的補償性能的相關研究工作，如圖2 所示。

5 太陽能光伏發電系統的發展

根據日本的一些權威機構的實驗數據表明，一小時的太陽光能假如能夠全部都轉化成可利用的能源，就可以直接的滿足全球一年的能源需求。我國十分豐富的太陽能資源可以使得我國擁有更大的太陽能光伏發電的潛力，根據相關的一些實驗數據所顯示，我國每一年的太陽能接收的能量可以媲美1.7×104億t 標準煤產生的一些能量的供應，這是太陽能光伏發電巨大發展潛力的一種直接體現。所以，隨著一些不可再生資源的進一步減少，所以對于新能源的開發是一項非常重要的任務。

6 結束語

通過針對并網光伏發電對于繼電進行保護的主要影響、極端保護的科學改良措施和安全自動裝置配置的基本保護原則展開認真的分析以及總結，得出了結論：只有有效采取科學保證主電網的連續行、安全性以及穩定性，使得電網可以穩定運行，保證并網整體的質量，進而可以有效推動電力行業進一步的發展。