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分布式光伏电站接入配电网继电保护配置研究

2015-07-30陈敏

中国高新技术企业 2015年27期
关键词:重合继电保护电站

摘要:分布式光伏电站虽然并没有经历多长的时间,但是作为一种发电系统,一经出现,就获得了大范围的应用,在促进接入配网得到规模化发展的同时,也使配电网结构发生了一定的改变。文章以分布式光伏电站为例,对分布式光伏电站10kV电压等级的继电保护与并网接入办法进行了研究。

关键词:分布式光伏电站;配电网;继电保护配置;发电系统;继电保护;并网接入办法 文献标识码:A

中图分类号:TM715 文章编号:1009-2374(2015)27-0020-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.011

作为一种发电系统,分布式光伏电站兴起时间不久。但分布式光伏电站一般设置在用户附近,不需要特别大的装机规格,通过对太阳能的收集实现发电,从而做到对分散式资源的科学利用。分布式光伏电站一经出现,就得到了大范围的应用,由此也促进了接入配网的规模化发展。但是这也造成了配电网结构发生了改变,不再是以放射状结构为主,而是以多电源结构为主,这对继电保护的实施是极为不利的。所以,对于新形势下的继电保护来说,必须优化配置方案设计,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,以此达到对设计方案的完善,使其更加具备科学性。

1 配电网继电保护受并网作用变化

就传统意义上的配电网来讲,一般是单一流向的,电源结构主要以放射式为主,相应的继电保护配置也是按照这一标准进行的。而且,对于10kV电压等级来说,通常实施的电流保护为阶段式的,并没有其他方向元件的配置。但是分布式光伏电站出现后,配电网的结构就出现了变化,不再是起初的简单结构,而是发展成为了多电源结构,流向上也不再单一化,整个配电网体系有了较为复杂的显现。一旦发生了短路故障,短路电流在光伏电站以及整个配电网系统的作用下,就会流向故障点,电流值发生改变。这时对于配电网起初的继电保护而言,应有的保护作用是得不到发挥的,由此就产生了事故。分布式光伏电站兴起后,在并网的作用下,配电网的继电保护发生的变化主要有以下三个方面:

1.1 重合闻失败

分布式光伏电站中,一旦连接配电网的线路出现故障,而且重合闻时间比分布式光伏电站的解除时间早,电弧

重燃就会出现,在这样的情况下,就会导致重合闻失败。

1.2 保护范围缩小

分布式光伏电站不能在配电网中有较多的接入,一旦出现这种情况,如果向配电网中注入功率,就会造成继电保护范围的缩小。

1.3 保护灵敏度降低

在分布式光伏电站中,并不需要安装任何的方向元件进行下游的继电保护。在这种情况下,如果出现线路故障,而且故障点的位置还正在上游,就会出现下游保护的电流变大情况。根据这一变化,我们可以设想,如果保护定值一直处于不变的情况下,上游保护误动的变化就会由此发生。

2 分布式光伏电站10kV电压等级的继电保护与并网接入办法

2.1 继电保护研究

2.1.1 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的设置,高低压以及高低频保护措施是不可缺少的。同时,在光伏电站中,还包括联跳联络线断路器。但与此相比,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。同时,在校验完成之后,如果难以避免发生反方向故障,在这种情况下,就应当通过方向闭锁。而说到侧线路的保护,应该首先要能够确保三相一次重合闻可以实现基本功能的有效发挥。对于重合闻的时间,也应该确保不能与解裂时间发生重合。这样一来,在非同期合闻出现的情况下,可以有效降低其所带来的影响。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,在这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。但是要注意的是,一定要能够确保重合闻的功能得以有效发挥。而对于重合闻来讲,无压功能也是必须要具备的。

2.1.2 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的发挥保护作用。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是不可缺少的,同时,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通过配置光纤差动保护来实现。

2.2 并网接入办法研究

2.2.1 统购统销模式下关于T接公用线接入的探讨。方案的实施与实现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。

2.2.2 自发自用余量上网模式下关于T接公用线接入的探讨。方案的实施需要有一个前提,这一前提就是在用户独立10kV母线上,另行设置设光伏接入柜,以此作为10kV母线的辅助设施。除此之外,在光伏接入柜上,接入光伏发电所电缆,进而完成并网接入。与上述方案相同,实现这一方案仍需将单位并网点装机容量控制在6~400kW范围内。

3 结语

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是毋庸置疑的。然而,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。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。但是,因为分布式光伏电站的影响,现有的继电保护装置还是存在一些不足,需要加以改进。本文即以分布式光伏电站为视角展开探讨,在并网作用下,通过分析继电保护发生的变化,对分布式光伏电站10kV电压等级的继电保护与并网接入办法进行了研究,以期相关工作者能有所借鉴。

参考文献

[1] 王贤立,刘桂莲,江新峰.分布式光伏电站接入配电网继电保护配置研究[J].电气应用,2014,(17).

[2] 刘跃.分布式光伏电站接入配电网继电保护配置研究[J].科技创新导报,2015,(3).

[3] 杨永标.光伏电站分布式接入配电网保护研究[D].南京理工大学,2013.

[4] 舒逸石,管霄,赵炜.分布式光伏电站并网对配电网继电保护的影响[J].华电技术,2013,(7).

作者简介:陈敏(1985-),女,陕西西安人,供职于中国能建陕西省电力设计院有限公司,研究方向:电力设计。

(责任编辑:周 琼)

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