东营-分布式光伏涉网保护详解

分布式光伏涉网保护详解选题理由选题理由随着环境污染、能源短缺等问题的出现，基于可再生能源的分布式发电技术得到了快速的发展。大量分布式光伏电源接入配电网，对配网的保护及运行均产生深刻影响，分布式光伏涉网保护的正确配置及整定成为保障电网安全运行的重要措施。理解掌握分布式光伏涉网保护配置、整定情况应成为合格调度员必备技能，为此特开展本次技术大讲堂。目录Contents分布式光伏典型结构第一种类型分布式光伏保护配置第二种类型分布式光伏保护配置低压反孤岛装置详解1234目录Contents01分布式光伏典型结构10kV分布式光伏典型结构光伏的继电保护功能主要集中于逆变器与并网点开关中压分布式光伏典型结构低压分布式光伏典型结构光伏的继电保护功能主要集中于逆变器与并网点开关低压分布式光伏典型结构逆变器简介逆变器0102逆变器是光伏发电的核心组件，是一种由半导体器件组成的电力调整装置，主要用于把直流电力转换成交流电力。一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压；逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。逆变器不仅具有直交流变换功能，还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防孤岛保护、自动电压调整功能、直流检测功能、直流接地检测功能、低压低频停机等功能。并网点简介并网点开关0102对于有升压站的分布式电源，并网点为分布式电源升压站高压侧母线或节点；对于无升压站的分布式电源，并网点为分布式电源的输出汇总点分布式电源接入10kV配电网并网点开断设备应采用易操作、可闭锁、具有明显开断点、带接地功能、可开断故障电流的断路器03分布式电源接入380V/220V配电网,并网点开断设备应采用易操作、具有明显开断指示、可开断故障电流的并网专用开关并网点简介0102通过10kV电压等级直接接入公共电网通过380V电压等级并网，以及通过10kV电压等级接入用户侧根据保护配置要求的不同把分布式光伏分为两种类型自发自用余量上网/建筑光伏典型意义上的分布式光伏所发电量全部上网更类似于光伏电站第一种类型的典型并网方式经专线接入10kV配电网

T接接入10kV配电网接入220/380V配电网第二种类型的典型并网方式经专线接入10kV配电网

T接接入10kV配电网目录Contents02第一种接入类型的分布式光伏保护配置分布式电源并网保护定义防孤岛保护故障保护以及其他异常保护并网保护定义安装于公共耦合点处的继电保护措施，能够检测到主电网侧和分布式电源侧发生的故障和其他各种异常情况，并及时将分布式电源与主电网隔离，避免危及主电网的正常运行或者损坏分布式电源装置。并网保护电压及频率适应性要求通过380V电压等级并网，以及通过10kV电压等级接入用户侧的的分布式电源，当并网点处电压超出右表规定的电压范围时，应在相应的时间内停止向电网线路送电。此要求适用于多相系统中的任何一相。电压适应性要求当并网点频率超过49.5Hz～50.2Hz运行范围时，应在0.2s内停止向电网送电频率适应性要求采用10kV专线接入系统采用专用送出线路接入系统。分布式电源采用专用送出线路接入变电站或开关站10kV母线时，正常情况下配置（方向）过流保护，也可以配置距离保护；当上述两保护无法整定或配合困难时，需增配光纤电流差动保护采用10kV专用送出线路接入系统系统侧的保护配置要求配置（方向）过流保护，也可以配置距离保护；当上述两保护无法整定或配合困难时，需增配光纤电流差动保护可不设重合闸或停用重合闸采用10kV专线接入系统当用户用电负荷大于分布式电源装机容量时，2DL配置的电流保护应经方向闭锁，保护动作正方向指向线路。反之，退出方向元件。逆变器类型分布式电源电流定值可110%～120%分布式电源额定电流整定；采用10kV专用送出线路接入系统用户侧保护配置要求配置（方向）过电流保护，若系统要求配置全线速动保护时，可配置光纤纵联差动保护。采用10kV专线接入系统3DL配置的电流保护按方向指向分布式电源整定，应符合分布式电源联络线配网侧断路器（图中1DL）处保护的配合要求，必要时可经方向闭锁。采用10kV专用送出线路接入系统用户侧保护配置要求还应配置电压、频率及防孤岛保护，并符合电压、频率适应性要求可配置阶段式（方向）过电流保护。采用T接10kV线路接入系统当分布式电源额定电流大于公用变电站馈线断路器(图中1DL)处装设的保护装置末段电流保护整定值时，用户高压总进线断路器（图中2DL）处配置的电流保护按方向指向用户母线整定，与变电站T接线配网侧开关处配置的保护配合。反之，不经方向闭锁。采用T接10kV线路接入系统可配置阶段式（方向）过电流保护，动作与跳本断路器投入自动重合闸时，宜增加重合闸检无压功能；不具备检无压功能时，应校核重合闸时间是否与分布式电源并、离网控制时间配合采用T接10kV线路接入系统分布式电源应具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接的能力，防孤岛保护动作时间不大于2s，其防孤岛保护应与配电网侧线路重合闸、安全自动装置动作时间相配合。采用T接10kV线路接入系统还应配置电压、频率及防孤岛保护，并符合电压及频率适应性要求。

3DL配置的电流保护按方向指向分布式电源整定，符合用户2DL处配置保护的配合要求，必要时可经方向闭锁。防孤岛保护装置的作用是当出现非计划性孤岛效应时跳开并网开关，一般情况是有几个并网点就安装几台防孤岛保护装置。防孤岛保护装置与逆变器本身孤岛保护逆变器自身也有防孤岛保护功能，当检测到逆变器外部电压不正常时或者频率不正常时就立即停止工作，不再逆变电流向外部送电。但是逆变器只能在自己检测外部故障时而停机运行，这只是针对于单台逆变器。对于整个光伏电站来讲，如果出现了非计划性孤岛效应还得需要防孤岛保护装置来跳开并网点开关10kV并网点保护的实现电压、频率及防孤岛保护可通过安装防孤岛保护装置来实现高频保护功能：当装置检测到电网频率过高时，且大于整定值时，防孤岛保护装置动作跳闸。低频保护功能：当装置检测到电网频率降低时，且低于整定值时，防孤岛保护装置动作跳闸。高压保护功能：当装置检测到电网电压过高时，且大于整定值时，防孤岛保护装置动作跳闸。低压保护功能：当装置检测到电网电压降低时，且低于整定值时，防孤岛保护装置动作跳闸。01020304防孤岛保护装置具有如下功能速断和过流保护功能（根据调度协议要求进行添加）。0510kV并网点保护的实现电压、频率及防孤岛保护可通过安装防孤岛保护装置来实现逆功率保护功能：对于自发自用的光伏电站，光伏发电是不允许流入电网，当并网点检测到有功率逆向流入时，跳开光伏开关。有压合闸功能：当电网电压降低或者消失时，装置发出跳闸命令，跳开开关，当电压恢复正常后，经过一段时间，装置发出合闸命令合闸（根据调控中心要求可自行投退）。 高电压故障恢复合闸：当电网电压过高引起跳闸时，当电压恢复正常范围后，经过一段时间开关合闸（根据调控中心要求可自行投退）高频故障恢复合闸：当电网频率过高引起跳闸时，当频率恢复正常范围后，经过一段时间，开关合闸（根据调控中心要求可自行投退）。06070809防孤岛保护装置具有如下功能10kV并网点保护的实现电压、频率及防孤岛保护可通过安装防孤岛保护装置来实现低频故障恢复合闸：当电网频率过低引起跳闸时，当频率恢复正常范围后，经过一段时间，开关合闸（根据调控中心要求可自行投退）。频率突变功能：当频率波动值超过所设定值时,保护动作 电流保护需独立配置保护装置：分布式电源归属者应根据相关技术规程、电网运行情况及设备技术条件，配合调控中心完成涉网保护定值整定工作，并根据调度部门的要求，做好对所辖设备的整定值校核工作。当电网结构、线路参数和短路电流水平发生变化时，应及时校核相关涉网保护的配置和整定，避免发生保护不正确动作1011防孤岛保护装置具有如下功能低压接入时应配置的保护分布式电源以380/220V电压等级接入公共电网时，并网点和公共连接点的断路器应具备短路瞬时、长延时保护功能和分励脱扣、失压跳闸及低压闭锁合闸等功能，同时应配置剩余电流保护。380/220V电压等级接入具备短路瞬时、长延时保护功能和分励脱扣、失压跳闸及低压闭锁合闸等功能，同时应配置剩余电流保护具备短路瞬时、长延时保护功能和分励脱扣、失压跳闸及低压闭锁合闸等功能，同时应配置剩余电流保护该保护主要通过配置并网专用微型断路器实现目录Contents03第二种接入类型的分布式光伏保护配置低压穿越的要求并网点考核电压在右图中电压轮廓线及以上的区域内，分布式电源应不脱网连续运行；否则，分布式电源可以从电网切出。具备更强低电压穿越能力的分布式电源，可采用更高的低电压穿越技术要求。并网点低电压穿越功能分布式光伏通过10kV电压等级直接接入公共电网其电压保护配置应满足低电压穿越能力要求频率适应性要求通过10（6）kV电压等级直接接入公共电网的分布式电源应具备一定的耐受系统频率异常的能力，应能够在右表所示电网频率范围内按规定运行。并网点频率响应要求采用T接10kV线路接入系统分布式电源采用T接线路接入系统时，为了保证其他用户的供电可靠性，一般情况下需在分布式电源站侧配置电流速断保护反映内故障。采用T接10kV线路接入系统

3DL、4DL配置的电流保护按方向指向分布式电源整定，符合用户2DL处配置保护的配合要求，必要时可经方向闭锁。可配置阶段式（方向）过电流保护，动作与跳本断路器采用T接10kV线路接入系统分布式电源应具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接的能力，防孤岛保护动作时间不大于2s，其防孤岛保护应与配电网侧线路重合闸、安全自动装置动作时间及低电压穿越要求相配合。采用T接10kV线路接入系统还应配置电压、频率及防孤岛保护，并与应与低电压穿越和频率适应性相配合。目录Contents04低压反孤岛装置低压反孤岛装置的结构及应用通过380V电压等级并网的分布式电源接入容量超过本台区配变额定容量25%时，配变低压侧应配备低压总开关，并在配变低压母线处装设反孤岛装置；反孤岛装置装设要求低压反孤岛装置由操作开关和扰动负载组成一般安装在分布式光伏发电系统送出线路电网侧，如配电变压器低压侧母线、箱式变压器低压母线、低压环网柜、380V配电分支箱等处低压反孤岛装置的结构及应用分布式电源孤岛运行时，投入阻性低压反孤岛装置后，将引起孤岛系统电压降落，即可使分布式光伏发电欠压保护动作，迫使分布式光伏全部脱网。反孤岛装置动作原理根据逆变器电压保护动作的要求，投入阻性低压反孤岛装置后的跌落电压U至少应满足

U<85%Un

，阻性低压反孤岛装置的电阻值Rs可以通过分布式光伏接入电压、接入容量、跌落后的电压计算得出。低压反孤岛装置的结构及应用为何要装设反孤岛装置低压分布式屋顶光伏一般安装在各家各户的屋顶上，安装