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1、【光伏技术论文】探究光伏的发电对策1含光伏电源配电网保护方案1.1保护方案1根据光伏电源接人的位置将馈线2分成2个区域：光伏电源上游区域由线路AB和BC组成；光伏电源下游区域由线路CD和加组成。上游区域加装断路器5和保护装置5下游区域需加装断路器3和保护装置3为了能在发生故障时较快地切除故障以减小短路对光伏电源的破坏，引入反时限过电流保护。该保护克服了短路点越靠近电源保护动作时间越长的缺点。整定原则：在最大运行方式下，下一级线路出口短路时上一级保护的动作时限要比下一级保护高一个时间阶梯，保证其他运行方式下保护动作时限均能满足选择性要求。点发生短路，保护4整定为瞬时动作，保护3动作时限比保护4高
2、出一个时间阶梯。当光伏电源输出功率变小或退出运行时，保护3和保护4能够可靠配合。点短路时保护2的动作时限比保护3高出一个时间阶梯出当光伏电源接人以后保护2和保护3能够满足选择性要求。保护1处的反时限保护，按照相同方法与保护2进行时限上的配合。当系统和光伏电源同时存在时，在保护1、2、5处加装功率方向元件保证各保护之间动作的选择性。保护安装地点附近正方向发生三相短路由于母线电压降低至零方向元件失去判别依据导致保护拒动，方向电流保护存在动作的“死区”。因此，在光伏电源上游区域保护1和5处配置方向比较式纵联保护，它可以快速地切除保护范围内部的各种故障。考虑到光伏电源上游区域发生故障时光伏电源输出功率
3、较小或已退出运行导致方向比较式纵联保护5处方向元件灵敏度不足在保护5处配置弱馈保护。在保护1和5处设置重合闸功能采用重合闸前加速保护方式利用重合闸提供的条件加速切除故障。如果光伏电源上游区域故障是瞬时性的重合闸动作之后就恢复供电：如果故障是永久性的，故障由过电流保护1或2有选择性地切除。保护l配置一般重合闸保护5的重合闸功能在保护1判定为瞬时性故障时由保护1来启动此时光伏电源存在，保护5重合闸需检同期。对于馈线1按照传统的重合闸前加速或后加速方式的电流保护进行配置。保护动作行为：光伏电源上游区域内任一点发生故障时方向比较式纵联保护两侧的方向元件判断为正方向认为发生了区内故障可靠动作断开保护l处
4、和保护5处的断路器。随后保护1处断路器快速重合，如果是瞬时性故障，重合后故障消失。接着保护5处断路器重合恢复对整条馈线的供电。如果是永久性故障，由保护1处和保护2处的反时限过电流保护选择性动作切除故障。光伏电源输出功率变小或退出运行，导致保护5处的方向元件灵敏度降低，由于保护5处装设了弱馈保护可保证弱电源侧可靠动作。当光伏电源下游区域内发生故障时，以重合闸前加速方式为例首先保护3处的电流速断保护瞬时动作随后重合。如果是瞬时性故障，重合后故障将消失：如果是永久性故障，则由保护4处或保护3处的反时限过电流保护选择性动作切除故障。光伏电源下游的反时限保护按光伏电源的最大出力来进行配合，当光伏电源的输
5、出功率变小或退出运行时光伏电源下游发生故障后有选择性地动作不受光伏电源输出功率变化的影响相邻馈线l发生故障时光伏电源上游区域加设了方向元件保护1和保护2不会误动作。保护5动作可能形成孤岛含光伏电源的配电网与主配电网分离后继续向所在的独立配电网输电，形成的孤岛对系统、用户设备、维护人员等造成危害，运行过程出现的供需不平衡损害电能质量降低配电网供电可靠性。配电网需有事先策略来应付孤岛的出现对此可进行孤岛的划分以维持孤岛内功率平衡以及电压频率的稳定。孤岛是光伏并网出现的一种新的运行方式1.2保护方案2在光伏电源上游线路两端电流保护加装方向元件，借助两端通信的方法来满足选择性要求。对光伏电源上游的线路
6、、电源侧装设两段式方向电流保护，对侧不装设保护。方向电流保护I段电流定值，k按照系统最小运行方式下线路末端短路动作的原则整定动作时间I-0s，即：，b=Krel盯i。(12)其中，取09；，k岫为线路末端短路的最小短路电流。方向电流保护段电流定值，坠按照躲开负荷电流的原则整定动作时限取阶梯型与常规的电流段整定原则相同。如图11所示保护I段与相邻馈线保护I段构成通信单元相邻馈线I段保护不动作开放本地馈线I段保护，反之闭锁本地馈线I段。本地馈线I段保护动作且收不到闭锁信号就判为内部故障跳开本侧断路器同时发送遥控信息到对端使对侧断路器也跳闸将故障隔离。光伏电源上游最末线路末端需装设方向元件将线路的两
7、侧保护构成通信单元当出口保护I段动作且末端功率方向为正时判为本地线路故障跳开两侧断路器。光伏电源下游保护按三段式电流保护助增情况整定。保护动作行为：后，点故障时，保护l功率方向为正电流I段动作；保护2功率方向为负，方向电流保护不动作不给保护1发闭锁信号；保护1跳闸，同时发送遥控信息控制断路器2跳闸将故障隔离。矗，点故障保护1和保护2方向电流I段动作，保护3功率方向为负方向电流保护不动作：保护2给保护1发闭锁信号保护1不动作：保护3不向保护2发送闭锁信号保护2判为内部故障断开曰C两侧断路器将故障隔离。同理，后，点故障时，保护2方向电流I段动作，保护4功率方向为正。判为线路CD内部故障断开两侧断路
8、器将故障隔离。当有多个光伏电源接入时保护的配置以及整定分析方法类似。本文提出的2种保护方案能有效解决文献中提到的保护问题。2算例分析10kV配电网参数为5。=600MVA，仉=105kV；架空线路的参数为n=027Qkm，戈1_O347Qkm，在每个节点处接人额定容量为5MVA、额定功率因数为085的负荷。光伏发电系统的容量取6、12MVA。配电系统如图12所示。利用PSASP对此系统进行仿真分析。仿真方案1：不接入光伏电源，馈线2上各保护流过的最大负荷电流以及相应的过电流保护定值。在系统最小运行方式下馈线2各段线路末端发生两相短路时流过各保护的短路电流。接人PV最小运行方式下各段线路末端故障
9、时流过馈线2各保护的短路电流所示光伏电源出力发生变化当线路、加末端发生故障时，保护3、4能可靠动作切除故障。当线路BC末端发生故障时，光伏电源出力为O方向纵联保护能可靠动作，随后保护1处的断路器重合如果是永久性故障保护2将可靠跳闸。当线路A曰末端发生永久性故障时保护1能可靠动作。当相邻馈线始端发生故障且光伏电源出力最大时流过保护1、2的短路电流分别为126kA和1212kA，由于保护1、2处分别加装了方向元件，故它们不会误动作。仿真方案2：取系统最大运行方式下的阻抗X。血。=0091Q，取最小运行方式下的阻抗X。一=0126Q；取末端负荷阻抗为30+i157n，取光伏电源的容量为6MVA。根据
10、式(12)计算出保护l和保护2的I段整定值为：，乙，=544kA，k=2905kA。系统最大运行方式下，各线路末端三相短路时，流过馈线2的短路电流为：线路AB末端短路。故障电流为7002kA；线路口C末端短路，故障电流为3154kA：线路末端短路，故障电流为1215kA：线路DE末端短路，故障电流为0834kA。可知，线路AB末端故障后，保护1的方向电流I段动作，保护2的方向电流I段不动作不向保护1发闭锁信号则保护1跳闸同时发送遥控信息控制断路器2跳闸，将故障隔离。通过实例分析采用以上保护方案后对于接有光伏电源的配电网2种方案均能正确动作。3结论本文用PSASP对所提出的2种保护方案进行了仿真验证结果表明保护具有良好的选择性。目前青海省正在积极推进太阳能及产业的发展今后的配电网将是含有大量光伏电源的网络，含光伏电源配电网的馈线保护方案必将得到越来越广泛的应用。
