基于光伏并网的网源协调保护配合方法研究

基于光伏并网的网源协调保护配合方法研究

陈宁

国网张掖供电公司 甘肃省张掖市 734000

摘要：针对光伏并网后原电网结构的变化，对光伏发电本体保护与光伏发电连通后短路时的故障特征进行了一系列研究和分析。结合理论和仿真结果，阐述了光伏并网后电网电流保护的作用，深入研究了孤岛保护、光伏低压穿越和自动重合闸之间的合作关系，指出并网后故障位置的差异和光伏并网位置的差异对系统保护的影响。

关键词：继电保护；光伏并网；短路故障；协调保护

随着科学技术和经济的发展，电力消费和电力负荷目前和未来呈急剧增长趋势，应根据对环境和环境保护等的考虑，改变现有的集中供电方式。太阳能的储存量丰富，光伏发电利用光能收集发电，不仅具有清洁无污染的特点，还能满足可持续发展的需要，在全球推广。

光伏系统的集成改变了配电网的拓扑结构，保护动作像以前一样快速、敏感、不可选。接入光伏电源后，配电网由单边电源网络转变为多终端电源网络，导致潮流分布发生根本性变化，太阳能发电系统向配电网注入电力，改变继电保护范围，使配电网输电线路无法有效保护。

同时，与分布式电源研究一起合理使用，有助于配电网的建设和发展。但是，其力量具有随机性，对配电网的流动变化有很大影响，因此，可能会影响现有的短波辐射网配电网继电保护措施。例如，如果短路故障发生在相邻的线路上，则该线路可能会在原本不应移动的配电号上发生错误的动作。综上所述，对太阳能发电电源的配电保护问题进行深入研究，可以确保电力系统准确及时地发现故障，解决问题，在尽可能短的时间内恢复正常状态。网格调度的合理化运行、系统运行安全性的提高和可靠性具有相当大的理论和实用价值。

1常见光伏电源本体保护

目前，光伏并网后与电网的相互影响是不可避免的，因此，对网络保护和网络源调整的研究刻不容缓。孤岛保护、过/低电压保护、反作用力保护、电压不平衡保护、过电流保护都是光伏本体保护的内容。过流保护。容量和渗透率不同的光伏电力对电网的影响有很大的不同，容量小、渗透率低的光伏电力对电网的影响可以忽略不计。容量大、渗透率高的光伏电源发生故障时产生的短路电流非常大，可能会对系统现有保护产生冲击或损坏，因此必须考虑对电网的影响。

超载/低压保护对象是小型光伏并网系统,光伏并网连接的电压高于规定值，光伏不发电。运行异常电压时，系统必须检测异常，并在允许的时间内提供动作。

可见发电站能承受低电压。以轮廓为基准，在连接电网时，如果发电站电压超过这条线，就会成功连接电网，如果低于这条线，如果连接失败，发电站就会退出。光伏电站顺利连接并正常运行时，在此期间电站和电网连接点的电压下降，必要时电压下降到标准值的20%的需求电站应继续正常运行。故障后，3s内部触点电压恢复到标准值的90%，工作正常。

2光伏电源与电网自动重合闸之间的配合

对于光伏和风电的控制及运营特性，运营及日程部门并不熟悉。大型光伏电源本身必须具备低压通过和孤岛操作功能。下面是对低电压穿越、孤岛运行和自动重合闸关系的详细分析。

2.1低压穿越和自动重合闸

低压穿越出现时，可能会发生严重事故，包括破坏电网供电工作的可靠性。以电路为例，光电池电力通过C访问，故障时间设置为0.5 s，断路器在0.1s后动作突出，通过Tda重新开始关闭。

只有在故障位于光伏下游时，才执行分析，分别将三相永久故障和三相瞬时故障设置在电路F1中点，三相永久故障设置在电路F1的第一端。F1线路中点发生三相瞬时故障时，电压下降，降至额定电压的约30%，再转为下部，电压下降到91.5%附近，低压通过成功。

三相永久故障以F1中点的额定电压为参考，电压下降到约30%，过一段时间后，闭路装置又开始工作，继续下降，某种程度上更严重，通过失败。重合闸时间不到1.035 s才能圆满完成光伏低压穿越。三相永久故障以F1，1段发生时的额定电压为参考，电压下降到20%后闭路工作，电压持续下降，下降比重点更严重，大概率通过失败。仿真显示，光伏低压穿越完成的条件是重合闸时间不超过0.87 s。

2.2 孤岛保护与自动重合闸的配合

根据段落错误发生的位置，结果可能会有所不同。当网格连接电路上游发生故障时，如果自动重合闸动作与孤岛保护不一致，就会出现自动重合闸故障等一系列障碍。

2.2.1 故障后光伏电源运行方式

故障会产生对系统造成损害，无法评估损失的影响大小，导致不稳定的发电系统输出，系统正常运行，对人身安全构成威胁。分析保护时，从经济效益出发选择。故障后断开光伏发电和电网之间的连接，比故障时进行分离工作有明显的优势。如果太阳能发电的孤岛运行处于有计划的孤岛状态，系统可以继续正常运行。实现有计划的孤岛状态的关键是找到使光伏系统脱离电网的时间点。还没有找到满足这一要求的方法，还需要进一步研究，一是由于实际情况的复杂性，很难获得新的平衡点，二是并网前后的差异，影响控制方式和负荷提供的电力。

2.2.2 光伏孤岛运行时对重合闸产生冲击

运行时再次冲击，如果不利用孤岛，会损害电网电力的可靠性。运行到孤岛，重合闸会有冲击电流，影响光伏和系统。仿真结果表明，在自动重合闸发生前，根据光伏独立带局部负荷运行状态、孤岛运行状态、光伏电站与系统总线匹配的冲击电流情况，可以同时和非同时重合闸观察冲击电流。

3考虑光伏网源协调的继电保护配置建议

3.1继电保护原则

光伏并网系统的继电保护配置原则如下。保护原则得到简化，适用于实际情况。保护配置应根据光伏输出的非线性变化进行调整。光伏电力在系统故障消失后，可以及时恢复正常状态。

3.2高压配电网保护方案

传统的继电保护方法在实际光伏发电情况下是不可取的，所以不讨论，主要从以下两个方面分析。

3.2.1适应光伏并网继电保护方案

1)针对不同故障的实际情况，根据自适应保护的设置方法，使用在线调谐方法保护正确的行为。

2)根据边界约束、短路情况、实时状态等，完善继电器的动作特性，保护快速准确的动作。

3)对于光电池的实际投入点，将受保护的区域在投入的上游位置设置方向纵联保护。

3.2.2继电保护的新原理和策略

目前新的保护方案和政策有神经网络法、广域保护技术法、地区纵向保护法、逐段适应保护法等。

4结论

不同大小的光伏电力对电网继电保护的影响将有很大的差异。小型光电池的影响可以忽略。规模较大时，为了避免误动和拒绝，必须通过模拟提前获得整个数值。如果规模在最大访问容量限制内，则不会影响中继保护。对于继电保护问题，光伏并网后开发现有继电保护的潜力，依靠设置、主保护和备份保护来确保可靠性。另一方面，为了提高整体保护，应用双向保护。最后，研究了太阳能发电并网后继电保护水平的新方法和技术。

参考文献

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