光伏發(fā)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響

梁二林

[摘 要]隨著光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)，太陽能光伏電源的安裝位置、容量等因素對配電網(wǎng)繼電保護(hù)造成影響。電能的生產(chǎn)將更加接近用戶，由于光伏發(fā)電電源接入到配電系統(tǒng)中，將使配電系統(tǒng)復(fù)雜化，給運行和調(diào)度帶來困難，它將改變保護(hù)的范圍和靈敏度。光伏發(fā)電對配電網(wǎng)產(chǎn)生的影響與配電網(wǎng)和光伏發(fā)電的運行情況有關(guān)。本設(shè)計注重分析光伏電源并入電網(wǎng)后對電力系統(tǒng)電流保護(hù)的影響，在原來繼電保護(hù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，重新計算短路電流，得出其對電流保護(hù)影響的結(jié)論。

[關(guān)鍵詞]光伏發(fā)電；并網(wǎng)；繼電保護(hù)；故障電流

中圖分類號：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）03-0339-01

一、光伏電源對電網(wǎng)保護(hù)影響

為了充分評估光伏電源對保護(hù)帶來的影響，假定保護(hù)的配置、整定值與光伏電源裝置未接入前相同。對繼電保護(hù)的影響可以分為以下幾個方面。

（1）靈敏性。繼電保護(hù)的靈敏度與電網(wǎng)的運行方式直接相關(guān)，光伏電源對于保護(hù)靈敏度的影響程度與光伏電源安裝位置、故障發(fā)生位置、保護(hù)安裝位置相關(guān)，有可能降低或提高保護(hù)靈敏度。

（2）速動性。光伏電源對繼電保護(hù)速動性的影響根源仍然是改變了故障電流的大小和方向。

（3）選擇性。選擇性與繼電保護(hù)整定密切相關(guān)，光伏電源的引入仍然給保護(hù)的選擇性帶來了影響。光伏電源的引入可能使保護(hù)失去選擇性。此外，還會增加整定配合的難度，由于必須滿足選擇性和靈敏度的要求，可能會導(dǎo)致保護(hù)速動性的進(jìn)一步降低。

（4）可靠性。光伏電源的引入使得當(dāng)線路發(fā)生故障，系統(tǒng)保護(hù)快速動作切除故障點后，光伏電源裝置仍可能向故障點提供電流，將使瞬時性故障轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰眯怨收?，從而?dǎo)致重合閘不成功。

二、光伏電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響分析

隨著光伏發(fā)電或其他分布式發(fā)電系統(tǒng)的大量投運，配電系統(tǒng)中線路上的潮流具有了雙向流動的可能性。因為不可能為了新增的光伏發(fā)電或其他分布式發(fā)電系統(tǒng)而對現(xiàn)有的繼電保護(hù)體系做大量改動，如果光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不能與原有的繼電保護(hù)協(xié)調(diào)配合并相適應(yīng)，當(dāng)其他并聯(lián)分支元件發(fā)生故障時，便可能引起安裝有光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)分支上的繼電器誤動，進(jìn)而造成該無故障分支失去主電源。

此外，當(dāng)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的功率注入電網(wǎng)時，通常會使原來的繼電器保護(hù)區(qū)縮小，從而可能影響繼電保護(hù)裝置的正常工作。

2.1 分析比較光伏電源對繼電保護(hù)的影響

從表1可以看出：在a點并入太陽能光伏電源，在并入點下游（K1、K2）發(fā)生三相短路后，隨著并入容量的增加，注入短路點的電流 逐漸增大，流經(jīng)a點下游的保護(hù)2、保護(hù)3的短路電流逐漸增加，流經(jīng)a點上游的保護(hù)1的短路電流卻是逐漸減小的。

對于a點下游（K2和K3）短路時，太陽能光伏電源下游保護(hù)裝置（保護(hù)2和保護(hù)3）流經(jīng)的短路電流 增大，上游保護(hù)裝置（保護(hù)1）流經(jīng)的短路電流 減小，將使下游保護(hù)的范圍增大，而下游保護(hù)的范圍減小。

K2點短路，當(dāng)太陽能光伏電源 容量為10MVA時，流經(jīng)保護(hù)2的短路電流為2712A

當(dāng)太陽能光伏電源 容量為20MVA時，流經(jīng)保護(hù)2的短路電流為2788A，保護(hù)2的電流速斷保護(hù)值 為3162A，可以看出隨著光伏電源容量的增大，流經(jīng)保護(hù)2的短路電流可能會大于 ，此時保護(hù)2的保護(hù)范圍將延伸到線路CD，當(dāng)線路CD始端發(fā)生故障時保護(hù)2、3將同時達(dá)到電流速斷保護(hù)整定值，兩個保護(hù)裝置都將跳閘，失去選擇性。光伏電源的助增作用起到了提高保護(hù)2速斷保護(hù)靈敏性和增大保護(hù)2速斷保護(hù)保護(hù)范圍。

對于保護(hù)1，當(dāng)a點下游發(fā)生短路時，有表一可以看出，流過保護(hù)1的短路電流時隨著光伏容量的增加而逐漸減小的，所以保護(hù)1的保護(hù)范圍也是減小的，但由繼電保護(hù)的選擇性可知，由于a點下游發(fā)生故障，所以將有保護(hù)2或保護(hù)3將故障切除，故對保護(hù)1的電流速斷保護(hù)是無影響的。保護(hù)2處的過電流保護(hù)檢測到的短路電流增大，保護(hù)1處檢測到的短路電流減少，使得保護(hù)2處的過電流保護(hù)動作靈敏性增大，保護(hù)1處的靈敏性降低，有利于保護(hù)2處和保護(hù)1處的過電流保護(hù)協(xié)調(diào)。

當(dāng)在線路末端b點并入光伏電源后，由單側(cè)電源供電線路轉(zhuǎn)變?yōu)殡p側(cè)電源供電線路。當(dāng)線路中，AB，BC，CD任意點發(fā)生故障時，對于線路保護(hù)，引入太陽能發(fā)電PG前后，保護(hù)裝置測得的故障電流大小不變，此時光伏電源對原線路保護(hù)無影響。

2.2 光伏電源對電網(wǎng)繼電保護(hù)影響結(jié)論

由以上文章可得出光伏電源對35KV配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

（1）太陽能光伏電源接入配電網(wǎng)后，結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，并改變了太陽能光伏電源附近節(jié)點的短路水平，在故障發(fā)生時由于太陽能光伏電源的助增作用或分流作用，流過保護(hù)裝置的故障電流可能增大或減小，它將改變保護(hù)的范圍和靈敏度 。

（2）在接入太陽能光伏電源之后，配電網(wǎng)某些部分將變?yōu)殡p端電源供電，當(dāng)電源節(jié)點上游線路發(fā)生故障，由太陽能光伏電源提供的故障電流是從負(fù)荷側(cè)流向系統(tǒng)側(cè)，故障電流超過整定值，保護(hù)裝置將動作而失去選擇性 。

一定容量的光伏電源接入配電網(wǎng)路，會給配電網(wǎng)繼電保護(hù)帶來影響，隨著容量的增加，對繼電保護(hù)的助增電流加大，保護(hù)范圍可能延伸到下一級線路，使保護(hù)失去選擇性。當(dāng)電源在保護(hù)上游時，有助增作用，使保護(hù)范圍增大；在保護(hù)下游時，有分流作用，保護(hù)范圍減小。

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