分布式光伏电站接入配电网继电保护配置研究

张一

摘要：分布式光伏电站是近几年新兴的一种发电系统，它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。随着分布式光伏电站的迅速普及，其接入配电网的整体数量规模呈持续增长态势，给配电网的继电保护系统造成了不利影响。对于新形势下的继电保护来说，将分布式光伏电站的一些实际情况有效纳入设计的考虑范围，使设计方案更加科学完善。基于此背景下，本文主要分析了分布式光伏电站接入配电网继电保护配置有关内容，可供参考。

关键词：分布式光伏电站;配电网;继电保护配置

1光伏并网系统的概述

现在光伏发电主要有两种运行模式，并网运行和孤立运行。和孤立运行的光伏发电相比，并网运行具有较多优势：第一，光伏发电的波动性和间歇性能够被大电网很好的消纳，供电质量及其稳定性能够得到较好的保障;第二，大电网提供稳定的频率和电参考，光伏发电系统能够始终在最大功率点处运行，使光伏发电的整体运行效率大大提升;第三，因为供给了强大的备用容量给大电网，能够降低光伏发电系统中对于储能设备的资金投入，减免了储能电池的维护和运行费用，另外也减少了因废旧储能电池处理造成的环境污染。

2分布式光伏电站并网后对配电网继电保护的影响

传统的配电网是单一流向的，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。通常来说，10kV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，而且未安装任何方向元件。分布式光伏电站接入配电网之后，配电网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。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。

2.1使重合闸不成功

分布式光伏电站与系统相连的线路发生瞬间故障时，如果分布式光伏电站的切除晚于重合闸时间，将会引起电弧的重燃，使重合闸不成功。

2.2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，當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。

2.3保护灵敏度降低

如图1，当故障点位于分布式光伏电站下游（图1中k₁处）时，由于分布式光伏电站的接入导致流过下游保护的电流变大，而流过上游保护（图1中1处）的电流变小，在保护定值不变的情况下，导致上游保护的灵敏度降低，严重时上游保护会拒动。

2.4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。而一旦接入分布式光伏电站并发生故障，且故障点位于分布式光伏电站的上游位置时，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。假设保护定值始终处于恒定的状态，就会出现上游保护的误动。

3分布式光伏电站10kV电压等级的继电保护与并网接入办法

3.1继电保护研究

3.1.1系统侧保护研究

在110kV电压下，就故障解列保护系统而言，将母线段作为基本单位进行设置，高低压以及高低频保护是不可缺少的。在光伏电站中，还包括联跳联络线断路器。在光伏电站联络线路的配置阶段，通过电流保护，能够使方向元件完成投退。在校验完成后，如果发生反方向故障，应通过方向闭锁。侧线路的保护，应该首先确保三相一次重合闻可以实现。对于重合闻的时间，不能与解裂时间发生重合。这样，在非同期合闸出现的情况下，可以降低影响。接点断路器应该进行怎样的配置，主要依据地区的相关规定实施。电力部门通过对当地的有效调查，明确光伏电站容量之后才能实施相应的配置。对于断路器保护，建议常规的线路即可。对于重合闻来讲，无压功能也是必须具备的。

3.1.2光伏电站侧保护研究

在过电流保护实施中，对于产权分界点配置阶段式的方向设置，一般是向着变压器的，不必负压闭锁就能够有效发挥保护作用。同时在这种保护办法中，可以引入限时速断电流保护，通过二者的有机联系，完成最终的合作保护。对于并网断路器，一些常规的功能比如低周低压，高周高解列也是必须具备的。而且还必须具备一些安全功能，可以通过配置速断或者光纤差动保护来实现。

3.2并网接入办法研究

无论是自发自用余量上网模式还是统购统销上网模式，T接公用线方案需要做好两方面工作：一方面是在10kV公共电网母线上，需另行设置网点开关;另一方面是将光伏发电所连接的电缆，与并网点开关连接到一起，以此完成并网的接入。同时，方案的成功实现，需将单位并网点装机容量控制在6～400kW范围内。

4结语

在经济高速发展的新时期，电力运行安全显得尤为重要，也是全社会关心的问题。分布式光伏电站出现的时间虽然不长，但已获得了大范围的应用。在推动接入配网规模化发展的同时，也导致配电网结构发生了较大的变化。分布式光伏电站的继电保护需要持续改进。

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