光伏电源并网后继电保护和安全自动装置配置

刘伟浩 周彪

（许继电气股份有限公司 河南省许昌市 461000）

能源能够引起社会发展和生产的变革，这在很大程度上会影响人类社会的生活。近年来，能源的短缺以及温室效应愈演愈烈，寻找一些新的可再生能源变得尤为重要，光伏电源属于一种清洁能源，并且已经受到世界各国的重视，还是人类社会中比较重要的一种能源。而且随着光伏电源系统不断的成熟，形成了一种稳定的发展模式，而且在未来还会有更加广阔的发展空间。基于此，本文针对光伏电源并网后继电保护和安全自动装置配置进行以下相关的分析及研究

1 光伏电源工程项目管理的要点

光电系统会按照供电的基本方式可以将其分成独立光伏电源系统、并网光伏电源系统以及混合光伏电源系统三大类别。独立光伏电源系统通常情况下都是由光伏阵列、控制器、蓄电池以及逆变器而构成。独立光伏电主要被应用在一些比较偏僻的村落。并网光伏电源系统主要是能够克服独立光伏电源系统之中的一些储能环节，这会在很大程度上减少电站的维护工作。典型的一些并网光伏电源系统通常都是由光伏矩阵、DC 变换器、逆变器以及继电保护装置而构成。

1.1 光伏并网发电技术管理要点

光伏并网发电系统是大电网之中最为重要的构成部分，光伏并网系统主要分成有无储能光伏并网系统，光伏并网的发电主要是将光伏系统之中连接到大电网之中，来进一步进行电能的有效传输，通过电网进行科学的分配，并且光伏电源并网发电已经变成目前社会中人们使用最为广泛的一种发电方式。

1.2 光伏电源在建筑之中的管理要点

光伏电源在实际生活中的应用已经越来越广泛，通过在建筑物中的屋顶上安装一些光伏器件，可以实现电源和光伏阵列之间的关联，形成一体化的系统，通过在建筑物的屋顶之中安装一些光伏电池板，可以有效的提升对建筑物屋顶太阳能的吸收，可以控制光伏电源的基本成本，通过对于光伏电源基本原理的利用，将建筑物和光伏电源完整的结合在一起。

1.3 光伏电源在生活中的管理要点

光伏电源的基本研究在实际的生活中已经被广泛的应用在一些偏远的地区，还被应用在一些小型家用电源以及日常生活的用电之中，比如，照明灯、电视机等一些方面。在生活中，公共交通领域之中也可以应用到光伏电源，比如航标灯、铁路信号灯以及交通警示灯等一些方面。在能源勘测的方面，主要可以应用在石油、海洋气象的勘测方面，光伏电源系统在日常的生活中的应用已经越来越广泛，进一步推动了人类社会的进步以及发展，如图1 所示。

2 光伏电源对于电网继电保护的基本影响

随着光伏发电的科学引入，我国的电网已经从传统的单项电源放射状链式基本结构转变为分布有中小型电源的有源网络。并网光伏电源针对电网继电保护具有以下三点影响。

2.1 影响电流的保护

运行灵活二且多变，的并网光伏电源不能够和灵敏度比较高的且速度比较快的传统电网保护工作之间进行兼容，将其接入到电网系统之中以后，光伏电源过大，就会导致原有的继电保护相应的设备基本运行状态受到一定影响。光伏电源既可以促进系统出现故障电流的出现，而且还会使其进行分流，这就会在很大程度上影响流通保护装置所出现的故障电流；假如故障的电流大小出现变化，那么相应的极端保护基本装置的保护范围以及灵敏度等方面都会受到一定影响。

2.2 影响自动重合闸

假如光伏系统没有得到解列，那么当继电保护系统呈现出故障之时，使得电闸跳闸，就会形成孤岛，即使孤岛可以使得电网的功率一级电压都可以在额定值以内进行运行，但是依然还会在很大程度上影响自动重合闸。

2.3 影响变电站备用电源的自动投入装置

通常情况之下，双电源的基础供电系统之中，假如供线路跳闸，10kV 母线以及110kV 母线会因为受到孤岛效应的影响之下而带有一定电压，导致备用电源会自动的投入到装置投入条件“检验母线无压”不能够达到，所以备用线路不能够运行，这就会使得区域之内的负荷出现很长一段时间没有电压，而且还会对于不同期的合闸造成一定影响。

3 继电保护改造的基本要求

变电站在进行修建的时候，供电企业内部通常不会考虑到光伏电站等一些小电源线路在未来使用之中的接入问题，所以会针对继电相应的保护装置基本设计都需要进行纯负荷的电路作为对象，小电源接入系统之后并不能够满足继电保护的基本要求。因此，为了可以使得继电保护可以正常的运行，发挥出自身的重要作用，就需要针对已经存在的继电保护装置展开改造。

（1）需要将联跳小电源线路跳闸的出口回路接入到小电源线接入一些电压等级之后的母差保护之中。当故障被拦截，故障点就会进一步接收到来自小电源线路之上的电流，会在很大程度上去除故障所需要的一些时间。

（2）将联跳小电源线路跳闸出口的回路增加建设一些接入电压等级的一些小电源自切保护系统。出现小电源，而且小电源所处的低压自切系统和低压的基本条件之间不相符合，那么一旦出现主变压器上级的一些电源失电，那么就会不能够正常启动自切保护工作，母线之上一些其他负荷的线路就会主要以孤岛的基本方式进行持续性的运行，会更为严重的影响到一些重要用户的基本用电需求。

（3）应该在小电源相对应的主要变压器保护之上增设一些复合电压方向的过电流。假如出现故障在220kV 变电站的高压一侧而且在主变压器中的低压一侧的额定电流比低压一侧的小电源小的时候，出现短路电源，那么需要使用220kV 的母差进行失灵联跳主变压器之间各个侧断路器的基本保护功能。

4 安全自动装置的基本配置原则

4.1 线路基本保护原则

当主要以380V/220V 的电压将光伏电源接入到公共的电网之时，处在公共连接点以及并网点之间的断路器就可以进行短路速断、失压跳闸以及低压闭锁和延时的保护工作。假如接入到系统是35kV/10kV 电压等级，那么应该可以使用专线将光伏电源接入到用户变电站，运用“T”接方式接入的基本用户配电网。

4.2 母线基本保护原则

向母线系统接入一些光伏电源的时候，需要依照光伏电源自身是否自带了母线，从而决定是否有必要进行专用母线的相应保护工作。检测系统侧变电站以及开关站侧的相应母线保护以后，假如两者之间不符合基本要求，就需要配置一些相应的保护装置，假如两者之间不符合，那么需要配置相应的保护装置，进而可以保证母线出现相应的故障之后可以更为迅速的被切除。

4.3 防孤岛保护的基本原则

为了可以有效避免非同期的合闸，需要接入在35kV/10kV 系统的光伏电源之上增加一些防孤岛的基本保护装置，使得切除光伏电源的对应实践以及线路的保护工作、备自投等一些动作做到基础的配合。当逆变器检测遇到孤岛之后，一定要更为迅速的切断和电网之间的连接。

4.4 同期装置的基本保护原则

针对光伏电源接入之后展开科学的设计之时，需要使得自身的同期装置的主要配置可以满足分布式的电源之间的各项需求，还需要进一步明确是否可以配置一些同期的装置。假如分布式电源经过同步电动机直接接入配电网的时候，在相应的位置需要设置同期装置，假如接入配电网的基本分布式电源是变流器的基本类型，那么则不需要进行同期装置的设置工作。

4.5 安全自动装置的基本保护原则

在35kV/10kV 电压的等级系统接入到光伏电源的时候，被接入到配电网之后的光伏电源，自身的安全自动装置需要做到在频率以及电压方面出现异常之后能够实现禁忌的控制，并且可以跳开并网点的断路器。在380V/220V 电压的基本等级之下的相应分布式电源，那么就不需要配置一些独立的安全自动化装置。

4.6 并网光伏电站继电保护改善措施

科学完善并网光伏电站并网的相关技术标准和相应规范，进而可以有效改进并网光伏电站的基础调压设备、无功补偿的装置以及发生器等，使得继电保护系统可以正常工作，而且使得系统进行规范化的运行，有效减少针对配电网基础的运行状态的主要影响。另外，电力企业需要更加积极的开展一些安全监测的相应工作，针对光伏电站的相应验电以及故障展开解除的工作。主要需要根据接入的配电网相应技术规定，进而光伏电站接入设备的验收以及评估工作。光伏电站并网还需要进一步加强自身的补偿性能的相关研究工作，如图2 所示。

5 太阳能光伏发电系统的发展

根据日本的一些权威机构的实验数据表明，一小时的太阳光能假如能够全部都转化成可利用的能源，就可以直接的满足全球一年的能源需求。我国十分丰富的太阳能资源可以使得我国拥有更大的太阳能光伏发电的潜力，根据相关的一些实验数据所显示，我国每一年的太阳能接收的能量可以媲美1.7×104亿t 标准煤产生的一些能量的供应，这是太阳能光伏发电巨大发展潜力的一种直接体现。所以，随着一些不可再生资源的进一步减少，所以对于新能源的开发是一项非常重要的任务。

6 结束语

通过针对并网光伏发电对于继电进行保护的主要影响、极端保护的科学改良措施和安全自动装置配置的基本保护原则展开认真的分析以及总结，得出了结论：只有有效采取科学保证主电网的连续行、安全性以及稳定性，使得电网可以稳定运行，保证并网整体的质量，进而可以有效推动电力行业进一步的发展。