基于"國網芯"的含光伏配電網保護研究

沈暉虎

摘? 要：泛在電力物聯網快速發(fā)展，國家大力推行光伏扶貧政策，光伏設備數量增多，漏電保護無法動作，導致安全用電隱患大。此次研究基于"國網芯"，深入研究和分析含光伏配電網保護問題，僅供參考。

關鍵詞：國網芯;含光伏配電網;保護研究

泛在電力物聯網快速發(fā)展，相應加快新能源發(fā)展，推廣光伏扶貧項目。光伏扶貧是按照國家政策，遵循全額上網模式，不斷增加經濟效益。光伏發(fā)電系統(tǒng)電量，多根據火電機組脫硫電價收購。分布式光伏能源，是一種清潔能源，加劇環(huán)境污染。分布式光源，可以緩解地區(qū)配電網供電需求，電網電能質量與線損。但是，光伏電源設備涉及到直流設備，電流傳輸方式不同。針對交流漏電保護，主回路產生直流漏電流，會導致鐵芯磁化，致使檢測裝置脫扣偏移，并且進入到磁飽和區(qū)，影響檢測準確性。

1、剩余電流保護

1.1 AC型與A型保護

AC型與A型保護原理如下：被保護電路出現絕緣故障時，電流矢量化不是零，則會出現剩余電流。檢測單元檢測之后，通過電磁感應原理檢測漏電流，還會產生信號。運算控制器運算之后，剩余電流檢測值滿足整定值，接通電磁脫扣器，此時電磁脫扣器動作，實現漏電保護效果。AC型與A型保護，應用電磁感應原理，A型漏電保護可以加強磁環(huán)磁化特性，且剩余電流檢測準確度高。

1.2國網芯剩余電流保護

國網芯剩余電流保護，主要應用磁調制原理。在AC型與A型基礎上，磁環(huán)額外引入激勵源，導致磁環(huán)交替飽和。國網芯剩余電流保護，多應用自適應磁調制檢測技術。主回路產生直流漏電流，注重輸出信號識別，對漏電源情況進行檢測，掌握直流漏電流大小，保證漏電保護動作正確。

2、國網芯漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)

國網芯是國網企業(yè)按照用電需求，研發(fā)的核心芯片。國網芯可以確保電網芯片可控、自主與安全，確保電網運行安全性。國網芯可以監(jiān)測和保護電網剩余電流。建立國網芯漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，涉及到應用平臺層、網絡層、感知層。其中，感知層是高集成監(jiān)測芯片，可以安裝到不同場景內，利用安全感知與邊緣計算，可以傳輸監(jiān)測數據與故障定位信息。網絡層，應用無線低功耗技術，將監(jiān)控裝置信息傳輸至服務器。國網芯漏電在線監(jiān)測系統(tǒng)，具備強大的無線通信能力，可以將漏電流信息傳輸到云端，實現遠程監(jiān)控，準確分析數據信息。

用戶利用APP客戶端，可以查看設備漏電情況。應用平臺層，可以借助APP平臺應用、瀏覽器平臺，實現綜合計算、數據處理、故障告警、自決授權功能，用戶及時接受漏電流數據、粉塵監(jiān)測數據、溫濕度數據等，準確判斷處理措施有效性。

3、國網芯在含光伏配電網中的應用

光伏扶貧項目大力推廣，電網接入大量光伏設備。分散式光伏設備，投資低，建設時間短，且政策補貼力度大，成為光伏設備主流。國家對于光伏扶貧政策，可以為光伏扶貧站建設提供資金支持，同時將產權定位為公共產權。國家注重光伏扶貧項目建設，應用大量光伏扶貧設備。對于常規(guī)光伏扶貧，按照國家補貼政策，采用全額上網方式增加經濟效益。光伏系統(tǒng)多安裝在屋頂部位，并非集中安裝模式，布局分散，接入附近電網。太陽輻射下，通過光伏效應，將太陽能轉換為電能。充分應用太陽能光伏設備，能夠有效代替化石能源消費，且環(huán)境污染與浪費比較少，可以實現低碳化排放。

國內安裝光伏系統(tǒng)電流保護，多應用A型剩余電流保護。電路存在直流漏電分量時，磁感應線圈預先磁化，并且達到飽和狀態(tài)，此時交流漏電流不能產生感應電帶勢，不能滿足脫扣條件，嚴重影響保護效果，還會導致用電安全損失。

傳統(tǒng)漏電流保護裝置，僅具備就地跳閘功能，無法實現遠程監(jiān)視功能，也不能遠程上報漏電流與跳閘情況，技術人員無法掌握設備漏電程度，需要應用就地查看方式，整體工作效率低，不能準確定位、排除故障點。服務人員面對停電問題詢問時，不能告知具體的停電原因、送電時間，還會增加低壓搶修、投訴率，降低整體工作效率，還會影響電網運行可靠性，危害用戶用電安全性。應用國網芯漏電在線監(jiān)測系統(tǒng)，設置在配電網臺區(qū)表箱、光伏設備并網柜位置，能夠對復雜剩余電流進行監(jiān)測。該系統(tǒng)的無線通信能力強，能夠將漏電流信息傳輸至云端，實現遠程監(jiān)控、數據分析。利用應用平臺，可以實時監(jiān)測和保護光伏設備、配電網設備，確保含光伏配電網運行安全性與穩(wěn)定性。應用該系統(tǒng)，可以按照實際情況，對現場情況進行判斷，制定標準化運行策略，確保電網運行穩(wěn)定性。

4、測試與結果

傳統(tǒng)剩余電流保護裝置，不能檢測直流漏電流。應用國網芯漏電保護裝置，以磁調制檢測技術為主，主回路產生直流漏電流時，注重輸出信號識別，判斷漏電流情況，科學檢測直流漏電流大小，保證漏電保護動作正確性。自適應調制磁調制檢測技術，能夠檢測電路直流漏電流情況，屬于國網芯剩余電流保護的重要技術。此次研究建立驅動和檢測電路。

按照實驗結果可知，導線側沒有出現剩余電流時，系統(tǒng)檢測信號平衡。產生正向感應電動勢，裝置能夠迅速檢測，對驅動電平翻轉進行控制。產生反向感應電動勢時，裝置能夠檢測電動勢，對驅動電平翻轉進行控制，同時產生激勵信號、檢測信號。導線側沒有產生剩余電流時，系統(tǒng)檢測信號為平衡狀態(tài)。當出現正向、反向感應電動勢時，可以確保檢測準確性，同時確保激勵信號疊加。

國網芯漏電保護監(jiān)測系統(tǒng)，應用電流剩余保護裝置，可以準確檢測和保護含直流剩余電流，即使漏電流為mA級，感應線圈也會疊加感應電動勢，確保剩余電流保護動作有效性。

5、結束語

綜上所述，泛在電網物聯網建設規(guī)模擴大，光伏設備大量接入配電網，傳統(tǒng)漏電保護裝置不滿足檢測要求。在本文研究中，基于國網芯技術，提出韓光伏配電網保護措施，通過安全防護、靈活監(jiān)測等方式，加大漏電保護力度。采用實驗論證方式，確保保護裝置準確識別故障電路，維護配電網運行效益。

參考文獻

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