光伏电站并网对配电网继电保护的影响探索

光伏电站并网对配电网继电保护的影响探索

高洁

国网河北省电力有限公司石家庄市藁城区供电分公司 河北石家庄 052160

摘要：近年来，光伏电站因其过程无燃料消耗，无温室气体排放，无污染等特点被广泛应用。光伏电站的与配电网的并网运行，改变了原有配网运行拓扑结构，目前随着技术的进步，光伏电站的并网对配电网的影响不断优化，但也需通过分布式光伏电站并网系统的优化配合，提高继电保护的实际效果。

关键词:光伏电站并网；配电网；继电保护；影响

1光伏电站的构成

1. 1. 光伏阵列

光伏电站的作用主要是通过光伏进行能量的转换。 通常情况下是将多个光伏电池串联或者是并联起来进行光能到电能的转换过程。 因为单个光伏电池具备的电流与电压都难以满足实际需要，因此通过组合形成光伏阵列[1]。

1. 2. 基本原理

电网运行质量的提升首先要注重基础的操作， 农网电力的基础管理对于保障电力正常工作有着重要意义，从而能够确保输电线路的稳定与安全。 在一些大容量的光伏电站，为了使变流器能够正常运行，往往会运用集群控制的途径，并通过中央控制系统进行各个系统的管控工作。

变流器的作用是将光伏电站与电网进行连接， 并具有一定的控制能力， 在运行调控有功出力与无功出力， 并消除谐波。 在整个过程中要注意对它的控制与管理，并根据相关步骤进行操作。 光伏电站主要是由几个基本单元构成的，各个光伏单元的容量基本保持一致。 另外，在光伏阵列完成光能到电能的转换后，可以借助汇流母线实现并网。

2优化光伏电站并网对配电网继电保护影响的对策

2.1利用半导体材料

分布式光伏发电站主要是利用太阳能来进行发电，在建设方面具有广泛性，安全性和可靠性，它主要通过半导体材料来进行发光接触，对太阳能的能量进行电能方面的转化，这种发电原理主要是通过生伏特效应，来进行半导体光伏接触直接转化为电能，但是转化之后与常规的火力发电和水力发电相比，光伏发电方式也有显著的不足。首先，虽然光伏发电可以在更广泛的范围内对太阳能资源进行有效的利用，没有地域的限制，但是时间的制约对于光伏发电站的稳定性具有显著影响，在夜间太阳降落之后，全世界各地区都有一半的地区无法利用太阳能来进行发电，相对于火力发电和水力发电相比，这种时间上的阶段性显著影响太阳能利用的稳定性。其次，虽然太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源，但是在实际运用的过程中，受到天气的影响非常显著，如果在雨雪天气、多云天气，太阳能的发电功效就会受到显著的影响，同时太阳能的发电还会受到环境的影响，如果环境当中的可污染物质过多，造成空气的能见度下降，也会影响太阳能发电的实际效果。再次，太阳能发电网站在建设的过程当中，虽然不消耗隔离原料，发电输电线路相对简单，但是采取这种就地发电的模式可能导致电能转化的效率降低，通过周期建设的方式，虽然可以显著提高电动转化的可操作性，但是相对于火力发电和水力发电相比仍然具有显著劣势。最后，在未来技术发展的过程当中，电力系统可以采用更加柔性化的接入方式分析电源特征，通过发电机的不同接入，如高变频逆变器（图１），对于常规的配电网气垫网络进行有效保护，减少影响，提高运行的安全性与稳定性。

2.2电压等级选择

在分布式光伏发电站并网中，不同电机的选择会对整个运行造成显著的影响：（１）在分布式光伏发电站位于用户附近时，尤其是小于１０ｋｍ 所发的电能就可以实现当地的利用，这种发电方式可以减少对于配电网继电保护装置的影响，在１０ｋＶ以及１０ｋＶ 以下的电压接入时，通过电压控制系统可以显著提高容量，避免容量超过６ｍＶ。（２）在组网保护与分析的过程中，可以对发电站的等级阶级优化考虑设计，在８ｋＶ 以及８ｋＶ 以下的电网接入时，按照１０ｋＶ 的 相 关 设 计，可 以 显 著 提 升 继 电 保 护效果。（３）在８～４００ｋＶ 之间可以选择３８０Ｖ 进行相关的电压调节，超过４００ｋＶ 之后可以通过１０ｋＶ 电压进行有效控制。这样的组合化与分布式控制方式可以显著提高电网传输的效果，避免采用单一控制方式影响整个电网的运行条件。（４）同时在接入电网的过程中，还要通知电网条件，充分权衡经济效果，安全条件、技术条件、选择合适的电压等级，从而对网络运行结构进行调整，接入之后还要对接入的电压进行核实与审查，确保电压调节安全影响小。

2.3选择合适的电网接入方式

2.3.1 专线接入

在组网的过程中，通过专线接入的方法可以显著提高电网接入的科学性与有效性：首先，在接入的过程中要对分布式电源进行优化，选择与控制调节电源开关设置，避免直接接入电站。采用分布式组合方式提高整个间隔性的科学性，在接入过程中可以对变电站、开关柜等相关结构进行有效调节。其次，在接入的过程中，要对母线和接地线等结构进行优化设计，合理分析相应的位置与地点，才能更好地接入方式，对于电源点出现的间隔、开关设备进行距离传输与分析。最后，在电网接入方式控制的过程中，要结合变电站和配电室的距离关系，对于电网规进行智能化建设，尤其是要对电网的运行安全问题进行有限元分析，避免由于小动物进入或者雷电暴击等，影响开关柜对继电器保护的相关作用，通过 Ｔ 接入方式或Ｗ 接入方式，在电源点出现间隔设置问题的情况下，通过开关设备的有效调节，促进电缆线路科学分配，对于分布式电源接入达到的等级进行提升，从而优化设计的目的，实现良好的实际效果。

2.3.2末端接入方式

合理的末端进入选择是减少对配电网机电保护影响的有效通路，通过两个相邻之间发生故障的情况分析，进行危险源排查，实现危险控制，可以减少故障发生，通过电流流向的故障排查，造成相邻线的自我保护，避免出现错误操作，影响整个线路设计的科学性与整体性。一方面，在末端接入选择的过程中，要对来自错误操作的影响进行有效规避，通过良好的故障制度建立起有限元分析法则，通过遗传神经算法对于相邻线之间的电路保护能力进行充分的设计与计算；另一方面，在设计的过程中，要对电流失的故障进行有效排查，从而对电流保护动作进行合理的设置，采用加权分析方法对之前发生故障的情况进行具体计算，合理排查故障发生的原因，起到电流保护的有效作用。除此之外，在继电保护的过程中，也要对错误的操作进行有效的规避，避免电流保护能力被破坏造成电流障碍，影响整个系统设计的稳定性，造成对继电保护装置的负面影响。

2.3.3 分支进入方式

分支接入 方 式 是 指 在 相 应 点 之 间 发 生 故 障 的 情 况下，可以对线路进行有效的保护，避免故障点传播到另一个故障点，这种组网的保护方式可以对故障的情况进行有效规避，配合末端接入方式对于电流起到有效的保护，避免冲击作用发生，造成串联式的故障。一方面，通过这种大范围的电流保护，可以实现对于继电保护装置的有效分析，形成串列式的电流保护屏障，避免在大范围中存在电流冲突的现象，另一方面，在线路发生故障的情况下，这种分支接入的方式配合末端接触的方式可以对线路末端的保护作用有所提升，重新进入之后可以实现完整的隔断效果。相对于单纯采用末端接入的方式，通过分支接入联合可以提到继电保护的优化价值保护效果可以提高３０％～４０％，但是在实际操作的过程中，分支接入的方式相对来讲比较困难，只有提高光伏发电的稳定性，避免其受到天气的影响或气温的影响，产生较大的波动，才能提高实际的保护效果。在未来发展的过程中，还要通过专线接入的方式对于末端接入和分支接入进行升级，在系统出现泄漏保护过大的过程中，

对于电路保护作用进行优化，实现良好的专线保护效果。

结束语

综上所述，光伏电站并网对于配电网继电保护具有显著的影响，但是在发展的过程中要分析问题进行有效保护，才能提高电网运行的可靠性与安全性。从本文的分析可知，研究光伏电站并网对配电网继电保护的影响，有利于我们从问题的角度判断目前光伏电站发展中存在的不足。因为我们要加强系统研究优化路径，合理化光伏电站并网对配电网的影响，提高保护的有效性。

参考文献

[1]马丽,路竹青.分布式光伏发电对配电网运行管理的影响[J].农村电工,2018,26(12):33-34.

[2]刘世文. 分布式光伏对配电网电压的影响分析[D].青岛大学,2018.

[3]方舟. 新能源并入配电网的网侧电压控制策略研究[D].大连理工大学,2018.

[4]杜洪燕. 分布式光伏并网对配电网网损的影响及对策[D].山东大学,2018.

[5]龙海超.刍议光伏发电并网对配电网继电保护的影响及应对策略[J].科学技术创新,2018(28):156-157.