張慧華　王月強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)上海長(zhǎng)興供電公司）

光伏電源接入對(duì)配電網(wǎng)饋線繼電保護(hù)的影響作用

張慧華王月強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)上海長(zhǎng)興供電公司）

光伏電源是現(xiàn)代電源應(yīng)用最廣泛的一種原始電源模式，在現(xiàn)代電氣化生產(chǎn)中，其發(fā)展也逐漸地代替了原有的電池模式。傳統(tǒng)電源模式被人們所熟知，也被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。但是伴隨著能源危機(jī)，結(jié)構(gòu)再怎么優(yōu)化也難以全面應(yīng)對(duì)能源越來(lái)越緊張的格局。而配電網(wǎng)饋線繼電保護(hù)裝置的使用，雖然在一定程度上緩解了這種資源緊張的格局，但也難以從根本上減緩此問(wèn)題的產(chǎn)生。在能源開(kāi)發(fā)中，PV電源的饋線介入，實(shí)現(xiàn)了軟件的自營(yíng)性保護(hù)，并辨別線路中連接數(shù)據(jù)的真?zhèn)巍Ｔ陴伨€繼電保護(hù)問(wèn)題的研究中，調(diào)控通過(guò)電容量的大小，可有效完成電位控制任務(wù)。

光伏電源；配電網(wǎng)；饋線繼電保護(hù)

0　引言

光伏電源介入配電網(wǎng)，如處理不當(dāng)，可導(dǎo)致線路產(chǎn)生嚴(yán)重故障。而故障電流導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生的嚴(yán)重問(wèn)題，在處理過(guò)程中，需要根據(jù)故障的成因分析，并在時(shí)間的配比上進(jìn)行維修。在實(shí)際的維修中通過(guò)調(diào)控容量容積來(lái)實(shí)現(xiàn)配比，并對(duì)故障線路進(jìn)行切除。對(duì)光伏電源的容量配比管理，需從同步發(fā)電機(jī)的電流保護(hù)開(kāi)始。在使用過(guò)程中，由于光伏電源不同于傳統(tǒng)電源，對(duì)于故障電流的光伏逆變，來(lái)實(shí)現(xiàn)電流持續(xù)時(shí)間的提高。通常狀況下，使用光伏電壓所產(chǎn)生的故障，主要集中在可逆變額定負(fù)載電流。在維修過(guò)程中，故障分析通過(guò)對(duì)逆變負(fù)荷轉(zhuǎn)換的事實(shí)監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換流，如此實(shí)現(xiàn)逆變故障電流的持續(xù)時(shí)間轉(zhuǎn)變，也有助于保護(hù)設(shè)備裝置。在應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)單個(gè)光伏電源的接入配合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電線路開(kāi)合位置的調(diào)控。這樣對(duì)電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其運(yùn)作的安全合理實(shí)施，由于其受到了光照強(qiáng)度和溫度的影響，所以還需要對(duì)功率進(jìn)行全面監(jiān)控，才能確保在跟蹤其功率的輸出的同時(shí)，完成輸出功率的調(diào)控，并跟蹤功率的輸送效益。根據(jù)電站的輸出要求進(jìn)行單方調(diào)控，并依照輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行操作記錄。

1　配電網(wǎng)的模型設(shè)計(jì)

通過(guò)資料調(diào)查可以看出，在光伏電站饋線反饋的應(yīng)用中，通過(guò)故障分析能夠?qū)崿F(xiàn)反饋性的線路保護(hù)的設(shè)計(jì)。而靈敏性操作應(yīng)依據(jù)自動(dòng)裝置的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)信息的建設(shè)來(lái)實(shí)現(xiàn)相鄰饋線的故障判定，并通過(guò)多網(wǎng)模式進(jìn)行分配。結(jié)構(gòu)如圖1所示，對(duì)于配網(wǎng)的正常并聯(lián)饋線出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)故障線路分析結(jié)果，進(jìn)而修整。

圖1　配電網(wǎng)算例模型

為保證機(jī)電保護(hù)工作，需要充分了解母線工作中系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及功能參數(shù)，完成阻抗元件的維修。在中壓配電網(wǎng)絡(luò)的輸電網(wǎng)絡(luò)配合中，針對(duì)行距進(jìn)行調(diào)控，考慮到運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)變，在容量上雖然沒(méi)有變化，但是在短路的容量上，確實(shí)有所變動(dòng)，需要對(duì)并網(wǎng)光伏電站的接入點(diǎn)進(jìn)行路障分析，并進(jìn)行維修。在調(diào)控中通過(guò)光伏電站的接入，實(shí)現(xiàn)變電站的電壓轉(zhuǎn)變。在最大值和最小值的選擇方面，需依據(jù)抗阻使用規(guī)則。其中最大和最小運(yùn)行值分別為Xmax=0.43Ω，Xmin=0.51Ω，線路單位的阻抗參數(shù)則以 z=0.27+ 0.35jΩ/km形式來(lái)實(shí)現(xiàn)其配網(wǎng)需求。在配網(wǎng)需求上，通過(guò)對(duì)每段線路阻抗的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)中線路AG的多條運(yùn)行調(diào)控，并完成光伏電站的容量數(shù)據(jù)的分析。其容量以1MW作為基準(zhǔn)，在符合恒阻抗模型時(shí)，檢測(cè)其最大負(fù)荷值，如有不符，則應(yīng)進(jìn)行最大負(fù)荷值控制并對(duì)饋線的功率進(jìn)行有效調(diào)控。其調(diào)控準(zhǔn)則以 3MVA功率調(diào)控為準(zhǔn)。

2　光伏電站對(duì)配電網(wǎng)路的保護(hù)

在對(duì)距離內(nèi)光伏電站的影響研究中，故障光伏電站的電壓影響方面，其光伏電站的故障前后影響，主要通過(guò)取光的光照強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)配，并通過(guò)故障電流的最大情況分析，完成電站內(nèi)的光路控制。對(duì)于光伏的逆變型控制策略，維持故障前后的輸出功率，可主要通過(guò)功率變化以及光伏電站的相鄰饋線調(diào)整，完成短路故障的維護(hù)。并通過(guò)光伏電站的輸出功率的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)公共接口接點(diǎn)的電流的波形故障分析，進(jìn)而完成維修工作。而從圖 1中的狀況分析，對(duì)于輸出的電流方面，應(yīng)當(dāng)調(diào)控電流的上升額度，并確定其數(shù)值的范圍，如此可實(shí)現(xiàn)更大層次上的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

通過(guò)仿真電路模擬，對(duì)光伏電站所下的結(jié)論是，通過(guò)故障分析實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)控，并將抗阻控制在總線路的50%以下。此時(shí)主要的光伏變電工作由逆變器來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)故障分析，完成電站的故障電流信息監(jiān)管。經(jīng)對(duì)配電網(wǎng)電流布置分析，配電網(wǎng)原有保護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)通過(guò)光伏電站接入點(diǎn)線路保障完成對(duì)整體保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)控制。而對(duì)于不同接入點(diǎn)的故障，針對(duì)不同的接入情況進(jìn)行容量調(diào)整，分析產(chǎn)生故障的位置，對(duì)系統(tǒng)所產(chǎn)生故障進(jìn)行分析維修。

選取線路并進(jìn)行段位上的分析。通過(guò)故障分析，可得出有效解決故障維護(hù)的方法，并根據(jù)故障電流出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行有效的延伸分析，通過(guò)可延伸分析，得出下段線路選擇性缺失信息，并進(jìn)行維修。在保證了電站內(nèi)電容流失得到修正后，及時(shí)地進(jìn)行線路保護(hù)，并實(shí)現(xiàn)電站故障電流的內(nèi)部調(diào)控。

在故障的發(fā)生后，保護(hù)光伏介入饋線，并于保護(hù)范圍內(nèi)的BC線路上進(jìn)行故障檢修。確保線路迅速恢復(fù)后，對(duì)電站接線母線的銜接進(jìn)行調(diào)控，并增加容量上的擴(kuò)增。而通過(guò)光伏電站的容量修正，并迅速完成電力的診斷，促進(jìn)其保護(hù)故障電流的超額判定，對(duì)維護(hù)檢修均能夠有效的完善其線路調(diào)整。

在光伏電站的下游故障檢修中，其設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)電流的保護(hù)范圍來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)不同線路的路況分析，完成故障區(qū)域的劃分，其具體分布如圖2所示。

圖2　光伏電站下游故障流過(guò)保護(hù)電路的故障電流線性分布

在電路的設(shè)置中，保護(hù)饋線電路，并進(jìn)行迅速檢測(cè)，完成電流容量上的整合，調(diào)整好電流容量的特性，針對(duì)電流段落的保護(hù)數(shù)據(jù)，不同段位的電流數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。

表 光伏電站的下游CD段故障電流分析

在故障分析中，對(duì)于下游故障的影響，應(yīng)從不同的區(qū)位進(jìn)行劃分，并分析導(dǎo)致電流故障的根源，針對(duì)不同位點(diǎn)，采取合理的檢測(cè)方式，并依據(jù)檢測(cè)手段進(jìn)行多功能的檢測(cè)，其電流故障應(yīng)根據(jù)多功能檢測(cè)結(jié)果來(lái)進(jìn)行分析，并依據(jù)開(kāi)關(guān)的段位進(jìn)行檢測(cè)，其故障的分析效益，應(yīng)以檢測(cè)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行段位電流的檢修。而對(duì)本段線路的檢修中，其段位檢修標(biāo)準(zhǔn)以圖3中所示結(jié)果為基準(zhǔn)。

3　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本次的試驗(yàn)分析，光伏電站的故障產(chǎn)生，在于饋線繼電保護(hù)裝置的失控。為解決這一問(wèn)題，應(yīng)從段位的分屬上進(jìn)行調(diào)控，并有效保護(hù)線路。在應(yīng)用的范圍確定后，從線路的延伸進(jìn)行檢測(cè)，確保線路中的電流流通速率，并進(jìn)行線路故障分析，根據(jù)所檢測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行范圍定性。由于光伏電源的容量較小，在設(shè)置過(guò)程中，電容的配比就格外重要。需要光伏電站的配電網(wǎng)的輸出能夠符合企業(yè)需求，并注意觀察擊穿電路大小的上限，并依據(jù)容積范圍進(jìn)行調(diào)控，電容的運(yùn)行和系統(tǒng)的穩(wěn)定性密切相關(guān)，會(huì)直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而光伏電源由于其技術(shù)還在研發(fā)階段，在使用中，也應(yīng)嚴(yán)格關(guān)注其運(yùn)行的實(shí)際使用效果，并根據(jù)社會(huì)需求來(lái)確定發(fā)展的方向。而據(jù)現(xiàn)在的市場(chǎng)調(diào)研來(lái)看，光伏電站具有較好的應(yīng)用前景。

圖3　光伏電站下游故障流過(guò)電流和電站初段故障電流解析

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（2015-08-13）