分布式光伏电源并网故障与保护技术分析_陈璐.pdf

Application 创新应用362 电子技术 第 52 卷 第 5 期（总第 558 期）2023 年 5 月功率跟踪器、控制器。而逆变器是其中的核心，可为独立或并网的光伏发电模式产生极大的作用，并影响整体的电能质量。逆变型分布光伏电源结构。逆变器采取的控制方式是否合适，将对逆变型的分布光伏电源产生直接的影响，并决定其故障特性。当前，电力系统中普遍选择的是恒功率并网逆变的控制方案，它的逆变分布式电源（三相）与相应的控制系统的结构。此系统运用了结合外环及内环的控制的双闭环控制。从实际情况来看，在分布式的光伏电源中，它的输出功率的控制，须利用外环控制达成，且输出的电流信号须适应内环的控制；内环控制调制信号在同载波信号做出比较后，将其PWM的脉冲信号输出，然后将其输入到该逆变器中。2 逆变型分布光伏电源其故障特性逆变型分布光伏电源控制。在逆变型光伏电源之中所表现出来的故障特性，是与其所控制策略明显挂钩的。当前可知，非低压的穿越式控制，如式（1）所示。（1）式中，Imax代表了其输出电流限制，而Id则代表故障电流。利用此类控制，可对电网系统的非对称性的故障造成影响，因其并网点存在着负序电压分0 引言配电网是连接电力系统及用户的关键一环，其运行可靠性及安全性、稳定性，则势必会对用户用电质量造成影响。近些年来，原本的保护配置方案早已不能够适应它的新需求。在线路出现故障问题之后，线路保护灵敏度低，且保护装置明显带有拒动、误动的问题，继而令其相邻线路启动瞬时的速断保护措施。相关单位须对接入分布式电源后的配电网的电压与保护展开重新研究，以利于光伏并网的后续发展，提升国内用户的整体用电质量。1 研究背景光伏发电与并网技术。目前，光伏并网发电的发展已经推进到了一定的程度，因此值得重视与研究。具体而言，我们要先了解光伏并网的发电原理，方能对其有一个深刻的认识。具体而言，太阳能电池组之中的半导体光电二极管，对于光伏发电极为关键，是其无法缺少的部分，也是其整体核心。运用自身的半导体界面中形成的光生伏特效应，半导体光电二极管便可令光能合理转换为电能，当其被太阳光照射时，则将使得太阳光能迅速变为电能，继而带来电流。而电力系统的光伏并网发电则将使得光电之间直接转换。分布式光伏发电并网。并网系统中，囊括了蓄电池组及逆变器、交流电网、太阳能-光伏电池组及作者简介：陈璐，河南中原金太阳电力设计研究院；研究方向：分布式光伏技术。收稿日期：2023-02-02；修回日期：2023-05-12。摘要：阐述光伏发电与并网技术，逆变型分布光伏电源其故障特性，含逆变型分布式光伏电源配电保护装置，包括系统结构、保护整定及其校验、光伏电站侧保护，探讨接入后的分布式光伏电源380V配电网保护装置。关键词：光伏发电，并网，逆变型，保护整定。中图分类号：TM615文章编号：1000-0755(2023)05-0362-02文献引用格式：陈璐.分布式光伏电源并网故障与保护技术分析J.电子技术,2023,52(05):362-363.分布式光伏电源并网故障与保护技术分析陈璐（河南中原金太阳电力设计研究院，河南 450001）Abstract This paper describes the photovoltaic power generation and grid connection technology,the fault characteristics of the inverter distributed photovoltaic power supply,including the distribution protection device of the inverter distributed photovoltaic power supply,including the system structure,protection setting and calibration,photovoltaic power station side protection,and discusses the 380V distribution grid protection device of the connected distributed photovoltaic power supply.Index Terms photovoltaic power generation,grid connection,inverter type,protection setting.Analysis of Grid Connected Fault and Protection Technology of Distributed Photovoltaic Power SupplyCHEN Lu (Henan Zhongyuan Golden Sun Electric Power Design and Research Institute,Henan 450001,China.)Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 5 期（总第 558 期）2023 年 5 月 363量，因此不能够发挥作用，故，只好执行正负序的dq电流控制策略。而若其电网中的电容量大于逆变型分布式的光伏电源，则在出故障后，不运用低压的穿越控制方式根本不会对配电网的整体运行中的电压质量有所影响。不过，在逆变型光伏电源的容量不断地加大的情形下，则必然会对配电网的整体的电压质量造成影响。故而，在此情形下应当选用低压电压穿越控制方式。逆变型分布式光伏电源其稳态故障的电流特性。按其非低压穿越的故障特点可见，在配电网系统具对称故障状况后，因IdImax，其输出为有恒功率，且I短路电流同并网U的电压，这二者间的关系是反比关系。而若Id=Imax，则其输出为恒流，所以，P将会随着U的降低而明显地降低。如若配电网直接出现了非对称性的故障，则，因此时的并网点电量具负序分量，则在光伏电源的具体的输出中必定会有谐波分量与负序分量。从低压穿越的故障中可知，在配电网中有对称故障。若IdImax，则它的输出功率始终都不变，且其短路电流将有显见的跃变；当其故障是非对称的故障时，其输出无谐波分量，为三相对称短路电流。3 含逆变型分布式光伏电源配电保护装置含逆变型分布式光伏电源配电网的结构。传统配电网的结构多为辐射状，并且，除去城市配电网外，一般选择的都是单电源的设计，分布式的光伏电源开始并入电网之中，能够组成一个双电源结构系统，那么，由此可见，在此条件下，其电网功率的分布状况与故障的特性、其节点电压的特性，均已有所改变。含逆变型的分布光伏电源的配电网保护整定及其校验。对逆变型光伏电源其接入容量施加一定的限制，选定出和它相适应的合理的接入点后，就可让它在接入之后消除或者至少减少对配电网电流保护的不利影响。依据图3所呈现的各点的故障的仿真分析来看，在其并入电网之后，该配电网若是发生相间故障问题，则此时，Imax将会从保护装置流过，并且会伴随着接入容量（S）的逐步增大而增大-减小。因此，从其故障电流特性可见，为了使得此配电网的保护策略可更具选择空间，并拥有更强的灵敏度，则整个分布式的光伏电源所对应的上游保护之馈电线路，若已接入该电源上游，则就应基于以往的速断电路保护方法，来对其展开具体的整定计算。而若其仍然在接入电源下游之处的话，则就应将其PN额定功率输出及0功率输出明确下来，然后选定这两者中具有更大的短路电流的一方，来对其实施断流速断保护以及限时电流速断保护的直接的整定计算。除此之外，须按其额定功率及实际功率之前的大小关系来实施整定校验。光伏电站侧保护。在分布式的光伏电站中，其继电保护大体上有三大部分，（1）箱式变压器保护；（2）逆变器保护；（3）并网断路器保护。在此之内，因光伏电站之中配设的变压器的本体保护以及常规的变压器的本体保护，两者的配置相同，因此本文在此不再详述。4 接入后的分布式光伏电源380V配电网保护装置对于低压的分布式光伏电源的并网系统之中所设的逆变器，一定要设有防孤岛保护的措施，且要具备这两大安全要求：（1）要装配欠压脱扣断路器。它的功能为欠压瞬时动作以及欠压延时动作。当断路器处于比较低压的状况时（为额定电压的35%70%），这欠压脱扣断路器会主动地跳闸。不过，当电压的波动超出限定的要求时，则若其电压本身就设置得比较高，那么，就会使得开关过于频繁地动作。所以，为了规避此问题，就要让它的动作电压变成低档，唯有在电压特别低的情形下，才会脱扣。基于此，即可规避因电压的波动而带来的断路器过于频繁动作的状况。（2）并网点上务必要配设低压隔离开关，且要能够支持手动的操作。为了让倒送电的问题尽量得到避免，那么，并网的断路器须同隔离开关达成串联，以做配合应用。其操作顺序具体为：首先，在合闸时应先让QS隔离刀开关能合上来，而后，让QF断路器合上；其次，在分闸状况下，应将QF断路器即刻地断开，而后使其QS隔离刀开关速度断开。当公用电网已停电之后，应让人工操作执行隔离开关的开启操作，让分布式的电源以及电网的相连接处，可有显见的断开点。因断电之后，人工的动作速度往往很慢，是以，应配上相应的欠电压脱扣器，做配合性的使用。故而，在电网停电的状况下，若没有将隔离刀开关拉上，但是，因低压下的脱扣器始终都为分闸的状况，因此，逆变器输出点仍然处在断电的状况之下，可从技术上得到合理的保护，继而保障安全。因此，此连接方式可切实地保障相关的电网运行以及施工人员的安全性。5 结语本文据接入了逆变光伏电源之后的配电网所具有的结构特点与故障电流的特性，来对其配电网整定策略展开优化，从运行仿真的最终结果来看，其已能适应电网系统当前的保护要求，因此，能够提升用电质量及其效率，缩短项目时间并节省成本。参考文献1 郭楠.分布式光伏电源并网影响分析与控制策略D.江苏：江苏大学,2018.2 王晶晶.分布式光伏电源的配电网故障分析J.集成电路应用,2022,39(04):230-231.3 刘全,王飞,严星,刘随阳,廖方帆,彭艺.含分布式光伏电源的配电网故障分析与研究J.智慧电力,2018,46(08):79-83.