光伏发电系统站内继电保护配置(继电保护).doc

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1、光伏发电系统站内保护配置问题探讨【摘要】随着环境的日益恶化，全球煤储量的日益减少，全世界都越来越注重环境的保护，因此，新能源产业也越来越受到重视，光伏发电行业未来的发展潜力也是相当大的，国家为保护环境，治理空气污染，已经制定了一系列的新能源政策，希望清洁能源能更多地替代化石能源，这有利于扩大国内光伏市场规模。所以，未来新能源尤其是光伏产业的发展会迎来较好的发展环境和机遇，本文着重介绍了光伏电站站内的保护配置以及一些需要改进的地方。为保证光伏电站的安全运行提出一些合理的建议。【关键词】光伏发电；低电压穿越；静止无功发生器近年来，随着新能源

2、行业的日渐兴起，光伏发电能源俨然已成为新能源行业的巨头，光伏电站的安全运行也成为维持电网稳定的一个重要因素，电站的站内保护也经过多年的实践有了一套比较完善的标准，像是逆变器的防孤岛保护、低电压穿越，以及站内的静止无功发生装置都成为光伏电站必不可少的配置，光伏发电流程也是比较成熟的，本文主要是依据作者本人在光伏电站从事基建、调试，以及运维的过程中，发现的一些保护配置方面存在的问题做一个简单的分析，希望能有助于光伏产业的日后发展。1光伏发电系统站内保护配置1.1逆变器的保护低电压穿越功能是指当电网电压跌落时并网逆变器能够正常并网一段时间，“

3、穿越”这个低电压时间(区域)直到电网恢复正常；孤岛效应保护是指当电网断电时并网逆变器应立即停止并网发电，保护时间不超过0.2秒。可以看出，孤岛效应保护与低电压穿越是相互矛盾的，两种功能不能同时并存，需要根据电站规模和要求进行选择，一般原则如下：对于小型光伏电站，并网逆变器在电网中所占的容量较小，对电网的影响较小，在电网故障时不会对电网的稳定性产生实质性的影响，所以应具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接的能力，即此时并网逆变器应选择孤岛效应保护功能。²对于大中型光伏电站，并网逆变器逆变器在电网中所占的容量较大，对电网的影响较大，在电网故障

4、时不会对电网的稳定性产生实质性的影响，所以应具备一定的低电压穿越能力，即此时并网逆变器应选择低电压穿越功能。对于目前大多数光伏并网发电系统来说，逆变器所配置的都是低电压穿越。大型和中型光伏电站的低电压耐受能力要求为了实现并网逆变器的低电压穿越功能，并网逆变器需要采用新的软件控制算法，软件控制算法需实时监测电网，并判断电网是否发生电压跌落（平衡或者不平衡跌落）。当CPU发现电网发生电压跌落故障时，立即启动低电压穿越功能，控制输出电流以及输出的功率，当电网电压在一定范围以内时，逆变器进入低电压穿越阶段；当电网进入电压恢复阶段，此时并网逆变器

5、输出无功功率起到迅速支撑起电网电压的功能。如果电网跌落是不平衡跌落，逆变器会以输出三相平衡电流为目标函数，通过软件控制算法实现在电网电压不平衡阶段，逆变器的电流是平衡的；当电网恢复正常，逆变器迅速转入正常并网状态。1.2静止无功发生装置并网逆变器正常情况下只能向电网输送有功，要是所有光伏电站都只向电网输送有功的话，电网电压必定会很难调节到一个稳定的值上面，造成电网电压波动大，影响到电网的安全，因此，光伏电站必须引入静止无功发生装置来产生无功功率从而调节系统电压。静止无功发生装置采用可关断电力电子器件（如IGBT）组成自换相桥式电路，经过

6、电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流。迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。作为有源形补偿装置，不仅可以跟踪冲击型负载的冲击电流，而且可以对谐波电流也进行跟踪补偿。电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实事

7、高高率因数运行。1.3接地变及消弧线圈光伏发电系统电压等级往往在35kv及以下，所以一般不采用中性点接地的方式，一般都是在站内配置接地变及消弧线圈，中性点经消弧线圈接地来保障系统的安全。消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后，故障点流过电容电流，消弧线圈提供电感电流进行补偿，使故障点电流降至10A以下，有利于防止弧光过零后重燃，达到灭弧的目的，降低高幅值过电压出现的几率，防止事故进一步扩大。当消弧线圈正确调谐时，不仅可以有效的减少产生弧光接地过电压的机率，还可以有效的抑制过电压的辐值，同时也最大限度的减小了故障点热破坏作用及接地网的电

8、压等。所谓正确调谐，即电感电流接地或等于电容电流，工程工程上用脱谐度V来描述调谐程度V=（IC-IL）/IC当V=0时，称为全补偿，当V>0时为欠补偿,V<0时为过补偿。从发挥消弧线圈的作用上来看，脱谐度的