分布式光伏电站接入配电网继电保护配置研究

刘跃

摘 要：首先，该文对分布式光伏电站并网后对配电网继电保护的影响进行了分析，指出其带来的影响包括使重合闸不成功、使保护范围缩小、使保护灵敏度降低甚至拒动以及使保护误动这几方面；接下来，该文又研究了分布式光伏电站10 kV电压等级并网接入典型方式及其继电保护配置，包括分布式光伏电站10kV电压等级并网接入典型方式以及分布式光伏电站10kV电压等级并网接入典型保护配置及整定原则这两个方面。

关键词：光伏电站 继电保护 电力安全

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（c）-0034-01

分布式光伏电站是一种近几年新兴的发电系统。这一发电系统能够有效利用分散式资源，设置在用户附近地区收集太阳能进行发电，装机规格较小。随着分布式光伏电站的迅速普及，导致其接入配电网的整体数量规模呈持续增长态势，并使配电网由原本的放射状结构转变为多电源结构，给配电网的继电保护系统造成了不利影响。因此。对配电网的继电保护配置方案设计来说，必须将配电网中涉及分布式光伏电站的情况加以考虑，从而完成更加合理的配电网继电保护配置方案。

1 分布式光伏电站并网后对配电网继电保护的影响分析

传统的配电网原本是单一流向的，其单端电源网络呈现放射式结构，而继电保护措施也正是以此为标准进行配置。一般来说，10 kV电压等级的配电网中的继电保护装置主要应用的阶段式电流保护，且未安装任何方向元件。一旦分布式光伏电站接入配电网之后，配电网在其构成上发生了变化，由原来的简单结构变为了多电源共用的复杂体系，流向具有了多元化的特征[1]。如果该系统出现了短路或其他故障，系统及光伏电站就会促使短路电流流向故障点，使短路电流大小发生变化，这样一来配电网原本的继电保护装置就无法发挥其保护作用，导致危害的发生。通过总结分析，可知分布式光伏电站对配电网的继电保护工作带来的影响有以下几点。

1.1 使重合闸不成功

当分布式光伏电站与配电网系统相连接的线路突然发生意外故障，而如果这时分布式光伏电站的切除滞后于重合闸时间，就会引起电弧重燃，从而导致重合闸失败。

1.2 使保护范围缩小

如果配电网中接入的分布式光伏电站过多，当分布式光伏电站向配电网注入功率时，配电网的继电保护范围就会相应的缩小。

1.3 使保护灵敏度降低甚至拒动

一旦发生线路故障，如果故障点正好位于分布式光伏电站的下游位置，由于分布式光伏电站介入其中，因而此时下游保护的电流增大，而经过上游保护的电流则会相应减小。假设保护定值始终处于恒定的状态，那么故障就会导致上游保护的灵敏性能下降，甚至发生上游保护无法启动的情况。

1.4 使保护误动

在配电网未接入分布式光伏电站之前，配电网的继电保护装置无需安装方向元件。而一旦由于突然接入分布式光伏电站并发生故障时，且故障点位于分布式光伏电站的上游位置时，这时继电系统的下游保护就会因为分布式光伏电站的影响而使电流变大[2]。同样假设保护定值始终处于恒定的状态，在这一情况下就会出现上游保护的误动。

2 分布式光伏电站10 kV电压等级并网接入典型方式及其继电保护配置

2.1 分布式光伏电站10 kV电压等级并网接入典型方式

2.1.1 统购统销模式下T接公用线接入系统

要想实施这一方案，首先要在公共电网10 kV的母线上另设网点开关，还要将光伏发电所在的电缆接到并网点开关处，完成并网接入，这一过程需保证单位并网点的装机容量保持在400 kW～6 mW之间。

2.1.2自发自用余量上网模式下T接公用线接入系统

实施这一方案的前提是将用户独立的10 kV母线上另设光伏接入柜这一辅助设施，并同时将光伏发电所在的电缆接到光伏接入柜中来完成并网接入，这一方案的同样需保证单位并网点的装机容量保持在400 kW～6 mW之间。

2.2 分布式光伏电站10 kV电压等级并网接入典型保护配置及整定原则

2.2.1 系统侧保护配置

110 kV电压下以母线段为单位设置的故障解列保护体系，包括低频、低压、高频以及高压保护措施，联跳光伏电站联络线断路器；而对于配电网的10 kV光伏电站联络线路，配置阶段实施过电流保护并可实现方向元件投退，经校验若无法防止反方向故障，此时就必须经方向闭锁；对于电网侧线路的保护来说，则应保证其三相一次重合闸功能的正常运行，且重合闸时间应避开光伏电站解裂时间的上限，并同时具备检无压及同期功能，防止非同期合闸产生的强大冲击所带来的危害，位于接点位置的断路器的配置方式则与地区规定有关，应由当地电业部门对光伏电站的容量进行调查后再完成专门配置。断路器应选用常规的线路进行保护，但同时要保证重合闸功能，重合闸也应同时具备检测线路的无压功能。

2.2.2 光伏电站侧保护配置

产权分界点配置阶段式方向的过电流保护，方向将指向变压器，保护的实现可无需经过复压闭锁，而可作为过电流保护并与限时速断电流保护措施相结合，从而实现了与QF1处的合作保护[3]。并网断路器方面，不仅应具备低周低压以及高周高解列等常规功能，还应另外配置速断及带方向的过电流保护或光纤差动保护等安全功能。另外，对于非计划性孤岛，需保证自孤岛效应发生至并网断路器跳开所耽搁的时间小于2 s。

3 结论

该文通过对分布式光伏电站接入配电网继电保护配置的情况进行分析研究，论述了分布式光伏电站的发展优势以及给配电网继电保护带来的影响，并指出为保证电力运行安全，必须对现有的继电保护装置进行改进。该文对分布式光伏电站并网后对配电网继电保护的影响进行了分析总结，同时又对分布式光伏电站10kV电压等级并网接入典型方式及其继电保护配置进行了深入探究。

参考文献

[1] 赵贺春，周民康.光伏电站华而不实[J].阳光能源，2011，18（2）：103-105.

[2] 洪虹，杨升峰，朱宁辉.分布式电源接入对配电网继电保护的影响[J].电气时代，2013，10（11）：247-248.

[3] 张勇.分布式发电对电网继电保护的影响综述[J].电力系统及其自动化学报，2010，12（2）：129-130.endprint