光伏电站并网对配电网继电保护的影响分析

1、光伏电站并网对配电网继电保护的影响分析【摘 要】光伏电源是分布式电源的一种，现如今已 经越来越成为了最为重要的电力电源形式。一些大规模的光 伏电站接入到了配电网中，导致原先的单端配电网逐渐转变 为双端甚至是多端的供电性网络，这会引起配电网中的潮流 分布出现一定的变化，当出现短路故障的时候，会发生继电 保护的误动和拒动，从而对配电网的安全运行造成很大的影 响。本文通过对光伏电源在接入配电网对馈线继电保护带来 的影响展开了一定的分析研究。【关键词】光伏电源 ;配电网 ;继电保护 ;影响0 前言当今，光伏电源并网发电以其独特的优势得到了人们越 来越多的重视，比如：它能够有效降低电网的损耗，节省投 资

2、，提高系统的可靠水平等等。但是也应该注意到，光伏电 源的接入，原有的配电网供电模式会被打破，形成新的供电 模式，在电网发生故障时，故障点的电流会增大，相应节点 的短路水平会发生改变，从而使得继电保护装置无法正常工 作。现在社会逐渐在发展以新能源和可再生能源为主体的新 型能源，来代替传统的能源。而可再生能源中最为有潜力而 且环保的要数光伏能源了，光伏能源逐渐成为了目前世界上 最为重要的新能源。1 光伏能源的分布式电源形式接入电网的新政策分析拓展光伏发电发展领域。鼓励各级地方政府在国家补 贴基础上制定配套财政补贴政策，因地制宜利用废弃土地、 荒山荒坡、农业大棚、滩涂、鱼塘、湖泊等建设就地消纳的 分

3、布式光伏电站，提倡分布式光伏发电与农户扶贫、新农村 建设、农业设施相结合，促进农村居民生活改善和农业农村 发展。加强光伏发电统筹协调。提出屋顶面积达到一定规 模且适宜光伏发电应用的新建和改扩建建筑物，要同步安装 光伏发电设施或预留安装条件。简便光伏发电备案程序。 要求对个人利用住宅（或个人所有的营业性建筑）建设的分 布式光伏发电项目。完善光伏发电发展模式。明确利用建 筑屋顶及附属场地建设的分布式光伏发电项目，在项目备案 时可选择“自发自用、余电上网”或“全额上网”中的一种 模式。“全额上网”项目的全部发电量由电网企业按照当地 光伏电站标杆上网电价收购。明确分布式光伏电站界限。 提出在地面或利用

4、农业大棚等无电力消费设施建设、以 35 千伏及以下电压等级接入电网、单个项目容量不超过 2 万千 瓦且所发电量主要在并网点变电台区消纳的光伏电站项目， 纳入分布式光伏发电规模指标管理，执行当地光伏电站标杆 上网电价。创新光伏发电示范区建设。探索分布式光伏发 电区域电力交易试点，允许分布式光伏发电项目向同一变电 台区的符合政策和条件的电力用户直接售电，电价由供用电 双方协商，电网企业负责输电和电费结算。健全电费结算 和补贴拨付时限。要求电网企业按月（或双方约定）与分布 式光伏发电项目单位（含个人）结算电费和转付国家补贴资 金，保障分布式光伏发电项目的国家补贴资金及时足额转付 到位。优化光伏发电融

5、资服务。鼓励银行等金融机构结合 分布式光伏发电的特点和融资需求，对分布式光伏发电项目 提供优惠贷款，鼓励地方政府结合民生项目对分布式光伏发 电提供贷款贴息政策等等。2 光伏发电的优点光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能 直接转变为电能的一种技术。它具有常规火力发电系统所不 具备的优势：无枯竭危险、安全可靠、无噪声、无污染排 放。不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面。无需 消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电。能源质量 高，对实现节能减排、可持续发展有重要意义。建设周期 短，获取能源花费的时间短。同时微电网接入采用了电力电 子技术实现的“柔性”接入，其电源特征与常规的“旋转” 发电

6、机发电接入不同，从而对常规的配电网继电保护带来影 响。3 光伏电源接入配电网对馈线继电保护的不利影响 近些年来，我国的光伏能源规模和容量都在迅速的扩大，也促使之前的单端配电网逐渐朝着多端方向发展，这种 转变可能会引起电网内故障电流的强弱、方向以及时间发生改变，从而使得继电保护出现有误动或者是拒动现象。从这 个角度上看，对于光伏电源接入配电网中，对馈线继电保护 造成的影响研究是非常重要的，电力企业需要在保证获取光 伏电源的积极效益的同时，最大化的降低其所造成的不良影 响。在国际电网公司采用的技术规范国家电网公司光伏电 站接入电网技术规定中，指出了当检测到电网侧发生短路 时，光伏电站向电网输出的短

7、路电流应不大于额定电流的 150%。如果电网侧或者是馈线出现了任何形式的短路故障，都 需要迅速的切除光伏电源光伏电站。在这种情况下，光伏电站的接入只会对馈线的电流继电 保护造成影响。然而在实际的电网系统运行过程中，却更加 的复杂化。因此，我们应该想些其他方法来解决如何在光伏 电源没有正常跳离配电网时，又能做到配电网的保护。我们 需要利用公式计算出短路电流的大小和方向，进而分析在光 伏电源的不同位置、不同流量接入对配电网馈线的保护和重 合闸的影响。3.1 光伏电源对馈线电流保护的影响例如如果将 1mwp 的并网电站通过一台 1mva 升压变压 器，将其升压为 10kV ，然后通过 10kV 馈线

8、接到 110kV 变电 站的某个 10kV 馈线接入系统中。未接入光伏电源时，电流 速断保护的速断方向以及低电压闭锁保护的控制字都是退 出状态。当接入光伏电源后，有些馈线电流就会相应发生改 变，同时产生的保护效果也会发生改变。 当本线发生故障时， 由于故障电流仅是由电网提供的，而与光伏电源无关，因此 此时光伏电源的接入对馈线的保护是没有任何影响的。3.2 对馈线重合闸的影响 在根本上，大多数配电网所出现的故障现象都是瞬时性 的问题。在这个角度上看，在配电网系统中采用重合闸能够 有效地提升系统的稳定性，同时还能够降低电网系统维护的 工作量。在单端供电的配电网结构下，对架空馈线都是用重 合闸来实现

9、瞬时故障的供电的，这样便可以很好的保护配电 网的正常运行了。但随着光伏电源的引入，这个问题就不那 么简单了。如果光伏电源与配电网之间的联络线在发生故障 后跳开了，那么光伏电源就不会影响重合闸对配电网的保护 作用。3.3 对备用电源的影响 通常来说，主流电源在故障影响的情况断开时，一般需 要自动利用备用电源供电，以不影响正常的供电工作。而光 伏电源在使用中，要求快速高效自动投入备用电源，以期达 到产生同期合闸的要求，这样做的目的是为防止非同期合闸 产生强大冲击电流，而破坏配电网和光伏电源设备。4 结束语 将光伏电源接入到配电网中，能够提供大量的能源支 持，节省大量的化石能源，改善了电力企业的供电

10、水平。但 是同时，光伏电源的接入也对馈线继电保护造成了一定的影 响，和电源的容量、接入位置以及其他方面的因素都有着密 切的联系。由于相当容量的光伏电源接入到不同位置的时 候，会产生差异化的效果，极可能促进对馈线的保护，拓展 其保护的范围，也很可能进一步缩小该范围。在这样的前提 下，电力企业员工需要采用相应的措施来保证光伏电源的接 入能够加强馈线继电保护状态，比如加装方向原件就是一种 有效的措施。在光伏电源测电力人员也能够设置部分低频设 备，并且实行同期入网的方式，能够避免对重合闸造成不良 影响。总的来说，针对于光伏电源接入配电网对馈线继电保 护造成的各种影响，电力企业需要进行全面深入的探索，找 到相应的解决措施，不断的进行改正和完（下转第 385 页） （上接第 313 页）善，使得光