光伏继电保护方式精选(九篇)

第1篇：光伏继电保护方式范文

[关键词]光伏并网 安自装置配置 继电保护完善 解列策略

中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）45-0259-01

0 引言

本文结合非分布式光伏电站并网的实际工作，介绍了电网侧继电保护适应性调整方案和光伏电站并网的安全自动装置配置案例，对方案适应性和运行情况进行了分析，希望为今后的光伏电站技术管理提供参考。

1、光伏并网对电网侧继电保护和安全自动装置的技术要求：

根据国家《光伏电站接入电网技术规定》（电网公司Q/GDW617-20118.2.2）条“对于大中型光伏电站，公用电网继电保护装置必须保障公用电网故障时切除光伏电站”；因此一般要求系统侧配置安全自动装置，在与光伏电站送出相关的电源线等发生故障时，跳开光伏电站送出线路，防止光伏电站孤岛运行。系统侧配置的常用的安全自动装置包括：低周低压解列装置、稳控装置等。

在实际工程中，由于光伏电站多建在较偏远的河湖滩涂、荒山等地，接入点变电站或公用线路负荷较轻，造成光伏负荷不能在接入变电站就地消纳，倒送到上一级变电站的现象，对接入站及上一级电网的继电保护均带来影响。主要表现为：公网故障联切光伏电站的范围扩大、配置复杂化。

2、上级电源线路保护的配置完善：

2.1 在上级电源线路两侧加装“纵联电流差动保护”。

当线路故障，纵联电流差动保护可以快速切除故障，解决保护死区问题；线路“纵联电流差动保护”动作，跳开线路两侧开关，同时联跳光伏并网线路，或只跳光伏并网线路；后者可以仍保留电源侧开关自动重合闸，保证线路供电可靠性。

2.2 利用光缆通道构成继电保护远跳回路功能。

将系统侧线路保护动作接点开入光纤通信接口装置，动作命令经光纤物理通道发送至光伏接入变电站，连跳光伏并网线路。

2.3 在功率平衡断面加装“逆功率”保护

《光伏电站接入电网技术规定》规定：“当光伏电站设计为不可逆并网方式时，应配置逆向功率保护设备。当检测到逆向电流超过额定输出的5%时，光伏电站应在0.5s～2s 内停止向电网线路送电。”

当上一级电源线路不具备增加光纤纵差保护的条件时，分析电网负荷和光伏发电的功率，寻找功率平衡断面，在功率平衡断面加装“逆功率”保护。在正常运行中，该断面的功率不会倒送。在此断面加装功率方向元件。正常运行时：变电站受进功率，功率方向元件不动作；在系统故障时，功率方向指向系统，功率方向元件动作，可以切除光伏电站。因此“逆功率”保护可以解决光伏发电短路电流小，线路保护灵敏度不够给继电保护整定带来的难题。

3、安稳装置配置和运行情况分析

部分变电站设计采用安稳系统判别公用电网故障，并连跳光伏并网线路。如图，为某内桥接线终端110kV变电站配置的光伏并网安稳装置。

按照五个断面进行判断，当主变或进线跳闸、导致35kVI母（光伏并网母线）孤岛运行时切除35kV光伏进线。安稳装置的基本原理：判别相关断面的接入元件，当接入元件的有功功率发生的突变（200ms内）超过定值时，装置进入起动状态。若启动前功率大于跳闸前功率，起动后功率小于跳闸后功率，安稳装置即判别无故障跳闸。

稳控装置动作分析：如图所示，断面4和断面5运方下，当地负荷与光伏负荷基本相当时，安稳系统动作门槛值可能不启动；当35kV母线上其他负荷突然失去，则可能引起安稳误动。在不利条件下，定值整定困难，同时满足选择性和灵敏性较困难。

4、功率缺额型光伏系统的解列策略

“功率缺额型”光伏系统。当系统因故障解列后，光伏电站将因不能带全部地区负荷而被拖跨，低周低压解列装置可以动作。因此低周低压解列装置适用于光伏电站出力小于地区负荷的情况

低周低压解列装置的逻辑简单清楚，不需要像稳控装置考虑复杂的“控制策略”，对典型的“功率缺额型”光伏系统，可以作为主要的“防孤岛”手段。

动作案例：2013年12月10日某次电网故障，20MW光伏电站带110kV变电站孤网运行，系统配置的低周低压解列装置仅128mS动作，解列了光伏电站。

该光伏电站容量20MW，系统故障前光伏电站出力7.41MW。系统变电站受进功率21.5MW（地区总负荷7.41+21.5=28.91MW）。系统配置了南瑞继保的解列装置，配置低频低压、失步解列功能。

2013年12月10日09时13分，电网故障，系统失去电源，仅由光伏电站支撑，产生严重的有功缺额和无功缺额。

失步解列装置动作记录：

09时13分28秒417毫秒，线路失步解列起动；

09时13分28秒417毫秒，低压启动；

09时13分28秒417毫秒，低频启动；

09时13分28秒545毫秒，即 128mS后，低压解列动作，动作电压：35.48%。低压解列动作后跳振合支线315开关。

可以看出：实际出力7.41MW的光伏电站，带28.91MW负荷，出现瞬时“孤岛”工况时运行电压、频率急剧下降。因此用于光伏并网低频低压解列装置建议不使用滑差闭锁功能。

结论

由于大容量光伏电站接入中压电网可能对上级电网的保护带来影响，在制定接入方案时应对上级线路保护进行完善，完善方案应以不牺牲电网本身可靠性作为必要条件。在中压电网接入变电站配置安自装置，对各种不利条件应予以充分认定。对典型的“功率缺额型”光伏系统，可以将低周低压解列作为主要的“防孤岛”手段。

参考文献

[1] 张健.逆变型分布式电源故障特性分析及配电网保护策略研究[D].武汉：华中科技大学，2011.

[2] 陈神亮.分布式电源的故障特性及其微电网保护原理的研究[D].天津：天津大学，2010.

[3] 国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 19964-2012 光伏发电站接入电力系统技术规定.[S].2012.

第2篇：光伏继电保护方式范文

【关键词】光伏电源；继电网；馈线继电保护；重合闸

随着以化石原料为主体的传统能源体系面临着前所未有的危机，现在社会逐渐在发展以新能源和可再生能源为主体的新型能源，来代替传统的能源。而可再生能源中最为有潜力而且环保的要数光伏能源了，光伏能源逐渐成为了目前世界上最为重要的新能源。

1.光伏能源的发展分析

70年代开始，太阳能逐渐在社会中得到了广泛的应用。到了80年代，尽管世界的经济都在下滑，但光伏技术并没有因此而减慢脚步，而是依旧以递增趋势发展着。90年代后期，世界上都意识到了太阳能的重要性，太阳能电池达到了供不应求的状态，导致发展更加迅速。现如今，我们日常生活已经完全离不开太阳能了。照明、铁路交通、广播电视、邮电通信、军事国防、农业牧业等等各个领域，都需要太阳能的帮忙。随着制作光伏电源的成本越来越低，它也逐渐应用于更大更高难度的的工业应用领域，例如电动车充电系统、光电制氢和海水淡化等等。太阳能也有着更大的发展目标，希望能够建造更多更大的补电站，为世界各地随时随地提供源源不断的电能。目前，在当前国家政策的扶持下，智能电网建设速度加快，在青海省光伏产业得到了快速的发展，目前已经建设完成了格尔木、乌兰等大型光伏电站。并且在黄化公司辖区内，也即将建立河南、泽库光伏电站。

2.配电网的结构和馈线保护装置

配电网是指由架空线路、电缆、配电变压器、开关、无功补偿电容和一些其他设施所组成，在电力网中起着重要的分配电能作用。配电网按照电压的等级来分类，可以分为高压配电网、中压配电网和低压配电网。如果按供电区的功能来分，又可将配电网分为城市配电网、农村配电网和工厂配电网等。而城市配电网一般都是指高压配电网。配电网一般都采用闭环设计和开环运行的方式，它的结构呈辐射状。

馈线保护包括瞬时电流、定时限电流和过电流三种速断保护。（1）瞬时电流的速断保护，又被称为电流速断保护，指的是根据能够躲过馈线末端短路时流过保护的最大三相短路电流来进行断定，能够快速的对故障展开切除工作。（2）定时限电流速断保护，则是和相邻线进行共同配合保护整定。（3）过流速断保护，指的是根据能够躲过馈线最大的负荷电流，结合与相邻馈线和过流保护功能来实现共同配合保护，能够在很大程度上保证相邻馈线的安全。而就架空的馈线来说，电力人员应该为其配备一个三相一次重合闸。通过这样的方式能够在发生配电网故障的时候，迅速的发展问题并加以解决，从而尽快的恢复正常供电。而对于并不用同相邻馈线进行配合保护的馈线，通常只需要采用瞬时电流速断保护以及过电流速断保护。

3.光伏电源接入配电网对馈线继电保护的不利影响

近些年来，我国的光伏能源规模和容量都在迅速的扩大，也促使之前的单端配电网逐渐朝着多端方向发展，这种转变可能会引起电网内故障电流的强弱、方向以及时间发生改变，从而使得继电保护出现有误动或者是拒动现象。从这个角度上看，对于光伏电源接入配电网中，对馈线继电保护造成的影响研究是非常重要的，电力企业需要在保证获取光伏电源的积极效益的同时，最大化的降低其所造成的不良影响。

在国际电网公司采用的技术规范《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》中，指出了当检测到电网侧发生短路时，光伏电站向电网输出的短路电流应不大于额定电流的150%。如果电网侧或者是馈线出现了任何形式的短路故障，都需要迅速的切除光伏电源光伏电站。在这种情况下，光伏电站的接入只会对馈线的电流速断保护造成影响。然而在实际的电网系统运行过程中，却更加的复杂化。当电网侧或馈线发生故障时，光伏电站的电源基本上都不能马上的跳离配电网。因此，我们应该想些其他方法来解决如何在光伏电源没有正常跳离配电网时，又能做到配电网的保护。我们需要利用公式计算出短路电流的大小和方向，进而分析在光伏电源的不同位置、不同流量接入对配电网馈线的保护和重合闸的影响。

3.1 首先是光伏电源对馈线电流保护的影响

例如如果将1MWp的并网电站通过一台1MVA升压变压器，将其升压为10KV，然后通过10kV馈线接到110KV变电站的某个10KV馈线接入系统中。未接入光伏电源时，电流速断保护的速断方向以及低电压闭锁保护的控制字都是退出状态。当接入光伏电源后，有些馈线电流就会相应发生改变，同时产生的保护效果也会发生改变。当本线发生故障时，由于故障电流仅是由电网提供的，而与光伏电源无关，因此此时光伏电源的接入对馈线的保护是没有任何影响的。但当有的馈线发生故障时，由于光伏电源的存在，给电路提供了短路电流，从而降低了保护电阻的灵敏度。也有的馈线或电网发生故障时，又会由于光伏电源的存在而使得检测到的电阻的反向电流值小于速断电流保护的定值，从而引起误动。

3.2 对馈线重合闸的影响

在根本上，大多数配电网所出现的故障现象都是瞬时性的问题。在这个角度上看，在配电网系统中采用重合闸能够有效地提升系统的稳定性，同时还能够降低电网系统维护的工作量。在单端供电的配电网结构下，对架空馈线都是用重合闸来实现瞬时故障的供电的，这样便可以很好的保护配电网的正常运行了。但随着光伏电源的引入，这个问题就不那么简单了。如果光伏电源与配电网之间的联络线在发生故障后跳开了，那么光伏电源就不会影响重合闸对配电网的保护作用。

但是在出现故障的时候，光伏电站电源如果并未及时的跳离馈线，则会同部分电网共同成为电力孤岛。而光伏电源在保证孤岛电源的条件下，会给重合闸造成巨大的安全隐患，直接影响到重合闸的正常功能运行，使得重合过程失败或者是导致非同时期的重合闸。

3.3 对备用电源的影响

通常来说，主流电源在故障影响的情况断开时，一般需要自动利用备用电源供电，以不影响正常的供电工作。而光伏电源在使用中，要求快速高效自动投入备用电源，以期达到产生同期合闸的要求，这样做的目的是为防止非同期合闸产生强大冲击电流，而破坏配电网和光伏电源设备。

4.总结

将光伏电源接入到配电网中，能够提供大量的能源支持，节省大量的化石能源，改善了电力企业的供电水平。但是同时，光伏电源的接入也对馈线继电保护造成了一定的影响，和电源的容量、接入位置以及其他方面的因素都有着密切的联系。由于相当容量的光伏电源接入到不同位置的时候，会产生差异化的效果，极可能促进对馈线的保护，拓展其保护的范围，也很可能进一步缩小该范围。在这样的前提下，电力企业员工需要采用相应的措施来保证光伏电源的接入能够加强馈线继电保护状态，比如加装方向原件就是一种有效的措施。在光伏电源测电力人员也能够设置部分低频设备，并且实行同期入网的方式，能够避免对重合闸造成不良影响。总的来说，针对于光伏电源接入配电网对馈线继电保护造成的各种影响，电力企业需要进行全面深入的探索，找到相应的解决措施，不断的进行改正和完善，使得光伏电源能够更好地为人们所利用。

参考文献

[1]刘健，倪建立，杜宇.配电网故障区段判断和隔离的统一矩阵算法[J].电力系统自动化，1999（01）.

[2]金兆杰.浅析当前低压配电网电压质量问题[J].华东电力，1987（04）.

第3篇：光伏继电保护方式范文

【关键词】 光伏发电 智能配电网 接入 问题

现在，中国每年通过光伏电池生产的电量已经超过了200万KW，在世界上占据首位。与之形成鲜明对比的是光伏电池的安装量却连世界总量的百分之一还不到。所以，业界主张尽快完善相应的激励制度，达到我国的“评价上网”。

1 含光伏电源的系统运行特点

1.1 电能质量分析

假如把光伏发电电源设备直接连接到配电网上，会产生各种各样的问题，导致电能质量不稳定，其大致表现在下面几个方面：引起电压闪变或者出现谐波，产生电压脉冲，导致电压急剧跌落，引起频率变化，出现短时间掉电等。现在，我们主要采用尽量不启动分布式电源的方式来减小电压的变化，在光伏发电设备和配电网中间加入逆变器，从而通过降低光伏发电设备的输出功率来减小设备对电压的影响。针对谐波的问题，我们可以采用在谐波出现频次较高的母线上加装特殊滤波器。另外，还要考虑通过多功能逆变器控制策略。在逆变器上并联接入源滤波器，使用最大功率点对电源点电压进行稳定调节实现对电流的控制，从而减小电压谐波。在对智能化配电网络进行规划和建设的过程中，对电能质量的实时监控是高质量的完成建设过程的重要技术保证。因此，我们应该大力推进对电能质量监控体系的研究和开发。

1.2 继电保护设计

光伏发电单元设备并入配电网后，配电网中将会存在多个电源。这就要求配置的继电保护装置具有灵敏的方向性。所以，就必须对继电保护装置的功能和实现方式进行重新思考。现在，有两种方案可以实现操作目的，分别是切源方案和孤岛方案。切源方案的实施过程中，当系统出现问题时，首先是把全部的分布式电源切断，之后使用原来的保护设施进行保护。但是，这样不仅会影响保护的速动性和安全性，而且对切断电源的时间整定保证失电时电源可以迅速断开的提高要求。孤岛方案是在此基础上经过改造的方案，其主要是解决了电源点和时间配合的问题。通过分布式发电源对一部分配体系输送电能，这样可以保证局部出现问题时，其他发电单元还可以继续正常工作。把配电网转换成了一个个独立的孤岛，在最大范围内使用分布式电源进行供电，减小停电损失。

1.3 故障处理与可靠性分析

在光伏电源连接到配电网之后，配电网将会在系统结构和运行过程方面发生重大的变化，因此，对其故障的修理和可靠性分析不可以使用老办法。在很多研究和实践之后，得出一个结论：在把光伏等分式发电电源当做备用使用的时候，系统的可靠性将会大大增加；在把光伏等分式发电电源和配电网进行连接，系统的可靠性将会大大降低。由此可见，体系的可靠性和等分式电源的连接位置、连接方式、运转方式等有莫大的关系。

1.4 微网动态特性分析

微网的主要功能是对众多的中小规模的分布式电源进行管理。众多的分布式电源将会对微网系统的动态性质产生深远的影响，所以在进行微网设计时要重点注意这方面的研发。由于智能配电网的规模不断增大，很多不同型号的分布式电源连接到配电网是发展的必然趋势，其影响将会比较长久。使用微网技术对中国多分布式电源的连接和运行进行管理，是一种十分有用的方式。所以，对微网的动态特征还有其对主配电网带来的影响进行一定的探究是十分必须的。首先是要对网络构成、连接形式、电源的容量和电压的负荷量、要实现的控制目的等元素进行整体性考虑，和对不同分布式电源进行计算的数学公式相结合，建构微网模型。对模型的运转情况进行分析，比方说不同故障、不同运转条件以及不同控制条件下的微网出现的不同动态特征。

1.5 优化调度与协调运行

对众多中小规模的分布式光伏电源连接到配电网后对其产生影响的原理进行分析，讨论配电网对众多分布式电源的容纳能力和光伏电源出力和配电网主电源出力均衡的调控方式和方案。另一方面，还要对众多的分布式光伏电源和众多分布式电源之间如何相互促进的问题进行研究，这方面最有特点的属风光储互补发电体系。

2 光伏发电接入智能网存在的主要问题

2.1 间歇性和波动性发电特点

利用光伏进行发电和利用风力进行发电具有相同的缺陷，那就是都对天气的变化比较敏感，会产生间歇性和波动性变化。电源并网之后，其电量变化的随机性增强，调节性变差，并且还会带来很大的冲击电流，从而引起一些继发性问题，比如电网频率出现偏移、引起电压闪烁或者谐波，产生电压脉冲，导致电压急剧跌落，引起发射频率转移，出现短时间断电等，最终会导致电力体系的安全稳定性遭到打击。假如风电机组没有低压穿越的功能，在风电机组并网时，电压急剧减低，很容易引起电网短时故障，破坏电网的安全。这些问题带来的影响和连接点电压的级别、短路上的容量、联网的设施和其调控方式、电源的型号和其并网容量等有密切的关系。

2.2 注入电网的谐波

由于使用风力发电和使用光伏发电一样，在并网的时候都配置有电力电子设施，会造成部分的谐波和直流电量。谐波电流并入电力体系后，对带来电网电压的急变，对电能的质量造成影响。同时，还会激发电力体系继电保护系统，产生自动断电的错误操作，破坏电力体系的运转安全。因此，需要加装一些特殊装置，控制谐波对电网的注入量。

2.3 孤岛现象

孤岛现象指的是电网突然出现故障的时候，并网发电系统仍然可以对其中可以正常工作的部分进行供电，并且和本地负载接通成为独立形态。在孤岛现象中，孤岛中的电压和频率都和电网没有任何关系，假如电压和频率异常，超出正常范围，那么肯定会对设备和系统能够造成一定的破坏。

2.4 并网标准

现在，我国还不存在针对如何使用新能源进行发电的并网标准，现有标准大都是针对系统的技术要求，针对并网技术的要求却没有确切的说明。实际上，新能源发电并网系统对我国电网的各方面的影响都处于不确定状态，我们要针对这些内容进行系统的完整研发。

3 结语

综合上文分析，大中型使用新能源进行发电并网系统的发展，在电网技术和信息技术快速发展的基础上，对并网的接纳能力和电力系统的容量进行了分析。加强大规模使用新能源进行发电对电力系统的影响了，我们应该加大对这一政策相关信息的询问。

参考文献：

[1]杨学斌，李东明.配电网馈线自动化技术的应用及发展[J].中国石油和化工标准与质量，2012（07）.

[2]武云霞，余熙，田伟.浅议美国智能配电网建设及其关键技术[J].四川电力技术，2012（04）.

[3]沈道义，杨振睿，何正宇.智能配电网供电模式与优化规划研究展望[J].华东电力，2012（08）.

第4篇：光伏继电保护方式范文

1并网光伏发电原理

光伏发电是根据光生伏特效应将光能直接转变为电能的技术。光伏并网发电系统将太阳能电池发出的直流电转变为与电网电压同频的交流电，实现既向建筑物供电，又可以传递至电网的系统，不需要蓄电池储能，降低了过程中的能量消耗和配置成本。光伏并网发电系统是太阳能光伏发电的主要发展方向，是21世纪最有潜力的能源利用技术。光伏阵列、并网逆变器、控制器和继电保护器是并网光伏发电系统的主要组成部分。光伏阵列是太阳能发电系统的主要部件，主要是将太阳光能直接转变为电能，根据电压要求可采用串联、并联方式。DC-AC逆变器是太阳能发电系统的核心部件，它将转变成的电能逆变成220V/50Hz的正弦波电流并入电网，以脉宽调制的形式向电网提供电能。控制器一般由单片机或DSP芯片作为核心器件，用来检测光伏阵列的最大功率点的跟踪、检测逆变器并网电流的功率和波形。继电保护装置可以保证光伏并网发电系统和电网的安全性。

2工程实例

2.1工程概况该项目位于青岛经济技术开发区(图1为项目效果图)，总建筑面积约1.8万m2，建设内容包括教学楼(含36个教学班)、专用教室、办公和生活用房、体育场地等。该项目采用并网光伏发电系统在满足建筑物电量使用要求的前提下，可以将多余的电量输送到国家电网。项目建成后，将达到国家绿色建筑二星级标准。

2.2技术参数该项目为砖混结构，建筑顶部为平屋面，屋面分布部分采光带以及风机通风口，校区建筑共分为4个区，分别为教学楼A区、教学楼B区、风雨操场C区、餐厅D区，其中C区由于建筑遮挡，不适于安放太阳能光伏组件，D区用于太阳能集热系统安装，因此，本项目可利用建筑屋面为教学楼A区以及教学楼B区安装太阳能光伏组件。详见表1各建筑装机容量统计表。计算得出本项目系统总装机容量为165kWp。本排布方案采用英利YL250P-29b系列组件，规格尺寸为1650mm×990mm×40mm，共铺设组件660块，光伏组件每20块组成一个串列，共计33个串列，经直流配电箱分别接入并网逆变器，经设置在并网点附近的交流配电箱分别接入并网点备用接入开关。本项目采用用户为0.4kW•h自发自用余电上网的并网接入方式，经计算本项目光伏发电系统最大日均发电量仅为606kW•h，年发电量为160258.6kW•h，此部分电力产生时段为9∶00-17∶00(详见表2系统发电量统计)，每天日射量会存在一定的浮动，根据工程电气设计配电容量，此部分电能可以充分消耗，因此，本系统无需另外配置继电保护装置，能够充分满足在保证电力系统安全的前提下实现发电量最大化。

2.3安装方式建筑屋顶在太阳能光伏发电配件安装前，应检查建筑屋顶防水是否存在问题，确定漏雨点的位置并及时整修，在确定屋面防水没有问题后，为了最大化使用屋顶可利用面积，根据本项目的特点宜采用导流板阵列式安装，详见图2阵列安装方式效果图。该项目位于青岛开发区，属于明显的海洋性气候，四季分明，1~3月气温回升慢，4~6月湿热多雨，7~9月天高气爽，10~12月温度较低，太阳能板主次梁布置，主梁跨度0.97m，次梁跨度2.5m，电池板倾角10°，次梁及柱采用表面热镀锌钢型材。

2.4监控系统设计根据国家以及地方对于光伏项目的一般要求，应将光伏系统部分重要数据通过本地监控进行保存或上传至地方设立的相应数据中心，实现对系统工作状态的有效控制和分析，这一部分数据至少应包括以下信息：交流电压、交流电流、直流电压、直流电流、每天24h总发电量、总发电量的历史信息、功率、环境温度、故障、太阳总辐射、太阳能光伏组件背板表面温度。详见图3本地数据采集监控系统原理图。

3经济效益分析

项目并网光伏发电系统总投资245万元，太阳能光伏发电能够满足项目的使用要求，且每年多余电量输送至电网能获得9万元的收入，项目资金静态投资回收期约16年。

4结语

第5篇：光伏继电保护方式范文

关键词：分布式发电；光伏发电; 并网模式

中图分类号：C35文献标识码： A

The operation and Main Problems of Distributed Photovoltaic Access into Power Grid

Sun Yang

（Zhongwei Power Supply Company of Ningxia Electric Power Company,Yinchuan 755000)

Abstract: In the paper, contemporary typical method of distributed photovoltaic access into power grid is analyzed, and meanwhile, influence of distributed photovoltaic accessing on protection and safety control device is discussed, so as to provide referential direction for further study.

Key words: distributed power generation; photovoltaic power generation; grid-connected pattern

引 言

我国光照资源充足，太阳辐射能利用率高，光伏发电比重逐渐增大。目前集中式光伏发电因其政策支持力度大、收益率较高等原因，并网发电规模与日俱增；而分布式光伏发电模式尚处于起步阶段，但因其具有投资规模小，建设速度快、占地面积小等优点，有着广阔的发展空间，将会逐渐跟上集中式光伏发电模式的发展步伐，为新能源发展开辟新的方向。

1、 分布式光伏接入系统方式

目前国网公司下发的分布式光伏发电接入系统的典型方式共13个[2]。其中，单点接入电网的典型模式有8个（详见表1），组合典型模式的有5个，由单点接入模式衍生而来，采取多电源或双电源方式接入电网。

表1单点接入电网典型方案

Table.1Classification table of typical solutions of distributed photovoltaic power generation single-point accessing system

方案编号 电压

等级 运营模式 并网点 单个并网点容量（建议值）

1-1 10千伏 统购统销

（接入公网） 公网变电站10千伏母线 1～6MW

1-2 10千伏开关站、配电室或箱变 0.3～6MW

1-3 T接公网10千伏线路 0.3～6MW

1-4 自发自用/余量上网（接入用户电网） 用户10千伏母线 0.3～6MW

1-5 380伏 统购统销

（接入公网） 公网配电箱/线路 ≤100kW，8kW 及以下可单相接入

1-6 公网配电室或箱变低压母线 20-300kW

1-7 自发自用/余量上网（接入用户电网） 用户配电箱/线路 ≤300kW，8kW 及以下可单相接入

1-8 用户配电室或箱变低压母线 20～300kW

1.110千伏电压等级接入电网模式

1.1.110千伏统购统销专线接入公网

该模式是以10千伏专线的形式与公网10千伏母线相连（如方案1-1、1-2），公网10千伏母线包括10千伏开关站、配电室、箱变和110千伏变电站的10千伏母线，如图2所示。

（a）方案1-1系统接线图（b）方案1-2系统接线图

图1 方案1-1、1-2系统接线图

Figure.1Solution 1-1, 1-2 System wiring diagram

宁夏地区分布式光伏采用方案1-1并网的模式更为常见，这也是集中式光伏发电主要的并网模式。该模式下光伏电站运行方式灵活且易于调度。并网专线使用光差保护作为主保护，光差保护具有灵敏度高、动作快速可靠，不受电网运行方式影响等特点。

但是在主城区和工业用户集中接入的变电站，10千伏母线间隔数量较为紧张；且专线投资相对较大，一、二次设备较多。该模式适用于发电容量较大的分布式光伏项目（1MW及以上），且光伏阵列输出的电能全部送入电网。

1.1.210千伏统购统销T接并入公网

该模式是将分布式光伏电站出线并联至10千伏公网线路上（如图3所示）。T接线路节约了线路走廊，节省了变电站出线间隔，降低了一、二次设备投资成本。但由于光伏发电的随机性和间歇性，该接线方式了改变配网潮流分布，影响传统保护的可靠动作。

图2 方案1-3系统接线图

Figure.2Solution 1-3 System wiring diagram

1.1.310千伏自发自用/余量上网

方案1-4符合“就近接入、当地消纳”的分布式光伏电站建设思路，是目前最典型的分布式光伏发电并网模式（如图3所示）。用户首先就地消纳光伏阵列送出的电能，若光伏发电不足时由公网送入市电，若有余量时送入公网。该光伏并网模式可有效降低光伏电能在电网上的功率交换，对电网的潮流分布影响较小。

图3 方案1-4系统接线图

Figure.3Solution 1-4 System wiring diagram

但方案1-4并网模式也有限制其发展的因素。一是自发自用/余量上网的光伏发电结构较为复杂，一、二次设备相对较多，加重了项目的投资成本，增加了现场的安装和日后的运行维护的困难程度；二是由于光伏发电的特性和逆变器转换能力的原因，较多的二次谐波和直流分量注入电网，对电能质量要求较高的用户影响很大。

该模式通常可以满足用户白天的用电需求，而且可以将多发的电能送入公网，按照国家发改委和国网公司的电价补贴相关政策规定，投资商和居民可以获得较方案1-1并网模式更多的收益，更利于新能源光伏发电的推广和应用。

1.2380/220伏自发自用/余量上网

图4为方案1-7、1-8系统接线图，380/220伏自发自用/余量上网光伏发电模式与10千伏电压等级的相似。不同之处在于低压光伏并网通常受到场所的限制，光伏阵列基本安装在居民楼顶和向阳面，容量较小，限定在300kW以下。宁夏宁东地区近期投运的宁夏神瑞工贸公司34千瓦屋顶光伏并网发电工程即采用此模式接入电网，光伏阵列安装在办公楼顶，光伏侧并网点接入该公司配电室380伏侧，所发电量用于其办公楼日常用电。

图4方案1-7、1-8系统接线图

Figure.4Solution 1-7、1-8 System wiring diagram

2 、存在问题及解决措施

我国北方地区气候干燥且风沙较大，尘土杂质易结于光伏板表面导致光伏发电效率下降。分布式光伏阵列板一般安装在城市楼宇建筑的向阳面和楼顶，农村居民的屋顶和一些路灯杆塔上，装设位置特殊且空间狭小，后期维护和清洁工作难度较大。同时光伏电站的孤岛效应可能会对人员和设备造成损害。

分布式光伏发电产业正处于起步阶段，电网公司相关业务执行不够熟练，部分技术规定尚未统一和细化，从业人员技术水平有待提高。因此希望政府相关机构和电网公司负责部门尽快制定适合于地区特点的分布式光伏产业发展规划，指导、协调产业发展，完善分布式光伏发电站安装、并网及运行相关管理规定和技术导则，规范后期维护、保养操作细则。

3、保护及安控解决措施

对于中大型光伏电站（10千伏及以上电压等级的光伏电站），公网继电保护装置必须保障公网故障时切除光伏电站，光伏电站可不设置防孤岛保护[3]。鉴于宁夏地区分布式光伏主要以方案1-1模式接入公网，即光伏电站采用以10千伏专线接入公网变电站10千伏母线模式并网，在此只讨论分布式光伏并网对公网设备保护及安全自动装置的影响。

3.1 对公网设备的影响及解决措施

分布式光伏电站通常接入公网终端变电站的中、低压侧，公网终端变电站接入于大电流接地系统，且主变中性点不直接接地。若110千伏主供电源线路发生故障单相接地, 主网侧保护动作跳开断路器，由于光伏电站孤岛效应的存在，故障点仍未被切除。这使得终端变电站110千伏系统产生工频过电压，将对设备的绝缘造成巨大的损害。同时供电线路跳闸后重合时，可能会造成非同期合闸，亦会对设备产生极大的伤害。

对于此类情况，终端变电站主变必须装设间隙保护解列装置。3U0定值一般整定为10～15伏（额定值300伏），间隙零序电路动作值一般整定为40～100安，保护动作后带0.1～0.5秒延时，跳地区电源联网线路的断路器[4]。

3.2 对安控装置的影响及解决措施

双电源供电，投入备自投的110千伏终端变电站，若主供线路发生故障跳闸，由于光伏电站的孤岛效应使变电站110千伏母线带有电压，导致备自投装置不满足检母线无压的逻辑条件，不动作或延迟动作将备用线路投入运行，会造成地区负荷长时间失压，并且有可能造成非同期合闸。

对于此类情况，可采用备自投动作联跳小电源线路的方法解决。即主供线路故障，终端变电站侧备自投动作：①跳开故障线路断路器；②跳开光伏电站并网线路断路器；③检母线无压、检备供线路有压；④合上备供线路断路器，恢复全站供电。另外，还可以安装低频低压/高频高压解列装置，在分布式光伏形成孤网运行时，依靠解列装置实现解列。

4、结 论

作为新能源的一种重要结构形式，分布式光伏发电在我国各地有着非常广阔的发展前景。同时也给传统电力电网的安全可靠运行带来了诸多的不确定因素。本文针对分布式光伏发电并网接入方式及对保护和安控装置的影响进行了一定的阐述，在今后的工作中还将对这些现有的技术和相关规定进行更进一步的分析和理解，提出更有效的解决办法，进而使分布式光伏发电更加安全、稳定、高效。

参考文献

[1] 谢知寒．杭州地区分布式光伏电源接入方式及其保护与控制研究[D]．[硕士学位论文]．北京：华北电力大学，2013

[2] 分布式光伏发电项目接入系统典型设计,2012

第6篇：光伏继电保护方式范文

Abstract： At present， in the face of various challenges of environment， economic， energy， technology and so on， the world's power industry puts forward the concept of smart grid together. Intelligent substation as an important part of smart grid and key nodes， is the future development direction. Intelligent substation with total station information digitization and network communication platform for the basic requirements， supports real-time automatic control and intelligent adjustment according to the need of grid. The virtual terminal configuration， is the foundation of the intelligent substation to realize all these function. Based on 330 KV substation as an example， this paper puts forward the configuration scheme of main protection of virtual terminal equipments such as 330 KV line protection， circuit breaker protection， bus protection and so on.

关键词： 智能化变电站；保护；虚端子；配置

Key words： intelligent substation；protection；virtual terminal；configuration

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0037-02

0 引言

智能化变电站与传统变电站相比，全站所有装置的信息均为数字信息，保护及测控装置之间均采用光缆联系；二次微机装置之间无传统变电站的电缆连接，之间的联系采用DL/T860（IEC61850）规约进行通信，通过DL/T860建模，实现装置之间的信息交互、共享，以达到与传统变电站装置之间用电缆点对点连接的效果[3]。对于继电保护设备来说，由于原来用于点对点连接的电缆取消了，但是所有需要实现的保护功能仍是必不可少的，保护设备之间、保护与测控等其他二次设备之间仍旧需要进行信息交互。而所有这些功能的实现、数据的传输等都是通过配置完善的虚端子实现的。保护设备的GOOSE开入、GOOSE开出以及SV开入虚端子的正确配置，对于保证智能变电站继电保护设备的正确动作、保护一次设备的安全和电网的稳定运行起着至关重要的作用。

1 主要继电保护设备虚端子的配置方案

以西北电网中330千伏新建智能变电站的330千伏系统为例，该330千伏系统为3/2断路器接线，对330千伏线路保护（光差保护，集成失灵远跳）、330千伏断路器保护以及330千伏母差保护等常见的、主要的继电保护设备进行虚端子的配置和描述。具体如下：

1.1 330千伏线路保护（集成失灵远跳）虚端子的配置方案

1.1.1 技术方案要点。线路保护直接采样、直接跳断路器；经GOOSE网络启动断路器失灵、重合闸。站内其他装置启动远跳经GOOSE网络传输。

1.1.2 330千伏线路保护（集成失灵远跳）的GOOSE开入一般如下：①边断路器、中断路器的位置（TWJ）。在常规监控变电站中，该位置由操作箱提供；但在智能变电站中，分别由边断路器、中断路器的智能终端提供。②边断路器保护、中断路器保护利用光纤保护的远传接口启动失灵远跳。

1.1.3 330千伏线路保护（集成失灵远跳）的GOOSE开出一般如下：①去边断路器、中断路器跳闸。在智能变电站中，跳闸是分别至边断路器、中断路器的智能终端。②去边断路器、中断路器启动失灵。分别至边断路器保护装置、中断路器保护装置。③保护永跳边断路器、保护永跳中断路器/边断路器闭锁重合闸、中断路器闭锁重合闸。这两个回路不会同时存在，不同的保护厂家会有不同的实现方式。

1.1.4 330千伏线路保护（集成失灵远跳）的SV（采样）开入一般如下：①边断路器保护电流。来自于边断路器CT合并单元。②中断路器保护电流。来自于中断路器CT合并单元。③线路交流电压。来自于线路PT合并单元。④合并器额定延时。对于任意一套保护装置，如果从几个合并单元采样，就需要引入几个合并单元的额定延时。

1.2 330千伏断路器保护虚端子的配置方案

1.2.1 技术方案要点 断路器保护直接采样、直接跳闸（直接跳本断路器）；本断路器失灵时，经GOOSE网络跳相邻断路器。

1.2.2 330千伏断路器保护的GOOSE开入一般如下：①断路器位置（A相、B相、C相）、压力低闭锁重合闸、闭锁重合闸。在常规监控变电站中，均由操作箱向断控提供；但在智能变电站中，只能由智能终端提供。②线路保护A相跳闸开入、B相跳闸开入、C相跳闸开入（启动失灵及重合闸）。由330千伏线路保护装置提供。③三相启动失灵（在厂家的虚端子表上一般称为“保护三相跳闸输入”等）。在常规监控变电站中，一般由操作箱提供；但在智能变电站中，只能由智能终端提供。④线路保护闭锁重合闸。

1.2.3 330千伏断路器保护的GOOSE开出一般如下：①断路器保护出口跳闸（A相、B相、C相，跳本断路器）及重合闸出口。②失灵跳相关。

1.2.4 330千伏断路器保护的SV（采样）开入一般如下：①保护用交流电流。②线路交流电压（重合闸用）。③母线单相电压（重合闸用）。④合并器额定延时。

1.3 330千伏母差保护虚端子的配置方案

1.3.1 技术方案要点。母差保护直接采样、直接跳闸；保护之间的联闭锁信息、失灵启动信息采用GOOSE网络传输。

1.3.2 330千伏母差保护的GOOSE开入一般如下：边断路器失灵启动母差保护跳闸来自边断路器的断路器保护装置，各支路都需要开入。

1.3.3 330千伏母差保护的GOOSE开出一般如下：母差保护出口跳闸。分别至各支路的智能终端，各支路都需要接。

1.3.4 330千伏母差保护的SV（采样）开入一般如下：①各支路需要的交流电流。②合并器额定延时。

2 结语

通过本文中的论述可知，对于目前大力提倡的智能化变电站，以3/2断路器接线为例，主要的330千伏系统继电保护设备的虚端子配置及功能描述已基本明确。目前，该智能化变电站的330千伏系统已经顺利投产，按照本文中的思路配置的虚端子经历了出厂验收、现场联调试验和正式带电运行的多重考验，均显示运行状况良好，从而也进一步佐证了本文中所阐述的思想和配置方案。对今后的工程具有重要的指导意义和较高的参考价值。

参考文献：

[1]高亚栋，朱炳铨等.数字化变电站的“虚端子”设计方法应用研究[J].电力系统保护与控制，39（5）.

第7篇：光伏继电保护方式范文

随着经济的飞速发展，石油、煤炭等能源被大量消耗，能源短缺与环境污染等问题日益突出。作为21世纪最具发展潜力的可再生能源，太阳能因其清洁、安全、便利、高效的特点，受到世界各国的重点关注与发展。简单来说，太阳能有以下优势：取之不尽，用之不竭；无噪声、污染；可靠性高、使用寿命长；方便灵活，可以很随意设置容量大小。由于以上特点，太阳能逐渐在全世界范围得到推广，成为最理想的清洁能源，具有广阔的发展前景。

常用的太阳能应用主要有光热转换与光电转换两种方式，其中光热转换由于原理简单、应用广泛而被人们所熟知；相对来说，光电转换则是听说的多、了解的少。本文主要对光电转换（光伏发电）做一个简要的介绍。

二、基本原理

太阳能发电（光伏发电）是指利用太阳能电池的光伏效应，将太阳光能直接转化为电能的一种技术。光伏效应是指由硅材料掺杂其它杂质形成的太阳能电池包含许多P-N结，当太阳光照射在P-N结上时可以产生可自由移动的空穴-电子对，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，形成压降，接通电路后就就会形成电流。将若干太阳能电池封装在一起形成光伏组件，将数量不同的光伏组件串联或者并联在一起，则可以产出所需的功率。

三、光伏发电系统构成

按并网与否，光伏发电系统分为并网发电系统和独立发电系统，独立发电系统是在并网发电系统的基础上增加了蓄电池组。光伏发电系统的核心部件为光伏组件阵列、逆变器、控制器、蓄电池等。光伏系统各部分的作用如下：

四、光伏组件阵列

光伏组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是价值最高的部分，光伏组件中最核心的部分则是太阳能电池。光伏组件的作用是利用光伏效应，将太阳辐射能转换为电能。

按生产工艺技术，目前常见的太阳能电池主要分为晶硅电池和薄膜电池，其中晶硅电池主要分为单晶硅、多晶硅、类单晶等，薄膜电池主要分为非晶硅薄膜电池、砷化镓薄膜电池、铜铟镓硒薄膜电池等。不同太阳能电池的区别主要体现在生产工艺上，其所用的发电原理相同。

五、逆变器

由于光伏组件所发的电能为直流电，而大多数负载及电网系统传输的均为交流电，因此需要使用逆变器将直流电转换为满足要求的交流电。除此之外，逆变器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，归纳起来主要功能有自动运行和停机、最大功率跟踪控制、防单独运行（并网系统用）、自动电压调整（并网系统用）、直流检测（并网系统用）、直流接地检测（并网系统用）。

按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器，独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电，并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。按输出波型，可分为方波逆变器和正弦波逆变器，方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统，正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。

六、蓄电池组

光伏系统中的蓄电池起着储存和调节电能的作用，当光照充足组件阵列产生的能量较多时，蓄电池组将多余的电能储存起来；当系统发电量不足或负载用电量较大时，蓄电池组向负载补充电能，并保持供电电压的稳定。为保证更好的使用光伏系统所发电，我们所选取的蓄电池应该有以下特点：使用寿命长、充电效率高、深放电能力强、自放电率低、工作温度范围宽、价格低廉、维护简单。

七、控制器

控制器会根据辐照强度和负载大小的变化，不断切换和调整蓄电池的工作状态，使其在充电、放电或浮充电等多种状态下交替运行，从而保证光伏电站工作的连续性和稳定性；通过检测蓄电池的工作状态，发出蓄电池继续/停止充电、继续/减少/停止放电的指令，保护蓄电池组不受过度充电和放电的影响。除此之外，控制器还具多种保护和监测功能，控制器是整个电站的控制中枢，它的运行状况直接影响整个电站的可靠性，是系统设计、生产和安装过程中需要特别注意的关键部分。我们再对控制器设计选型时，必须考虑到控制器是否能够对光伏电站的电能变换和蓄电池充、放电进行优化控制和管理，只有选择了合适的类型，才能提高光伏电站的安全可靠性，为用户提供更好的用电质量。

八、投资成本分析

近两年，随着国内光伏发电市场爆发式增长，投资家用光伏电站成为越来越多人的选择。所谓家用光伏电站，就是利用家庭现有建筑物上的闲置资源，如屋顶、墙壁立面、阳台、院落等，安装和使用光伏发电系统。它能直接将太阳能转化成电能，是国家大力提倡和推广的清洁能源利用方式。此类投资方式不光拥有减少碳排放、保护环境的成就感，还拥有较为客观的投资回报率。

以英利最近推出的Innergy-5.1kW家用光伏电站为例，此光伏电站使用多晶255W光伏组件安装在闲置屋顶、水泥屋顶、彩钢屋顶或者瓦式屋顶上，所需屋顶面积约为40-60平方米。

根据《国家能源局关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》（2014年9月20日）的发文规定，分布式光伏发电项目可选择“全额上网”模式，河北保定地区按照当地光伏电站标杆上网电价0.98元/度收购。另外，根据河北省2015年12月1日《关于光伏发电项目有关电价补贴政策的通知》发文要求，对2015年10月1日至2017年底以前建成投产的光伏发电项目，河北省按照全电量进行电价补贴0.2元/度，自并网之日起补贴3年。

由以上发文可知，度电收益计算公式为：0.98元/度（国家补贴）+0.2元（河北省补贴）=1.18元/度。

根据河北地区历年的辐照度数据计算，此光伏电站每天发电量约为20°左右，每年可以发电6000度以上，创收超过7000元。详细收益计算如下：

项目投资总额：48600元

电站年发电量：1.2*5100=6120度（最低测算）

电站年收益：6120度*1.18元/度=7221.6元（前3年）

6120度*0.98元/度=5997.6元

投资收益率约为16%，6-7年即可回收成本。

第8篇：光伏继电保护方式范文

关键词：风光热储；新能源；电气二次设计

中图分类号：TM7 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）009-000-02

引言

作为能源战略调整、转变电力发展方式的重要内容，近年来，以风电、太阳能为代表的可再生能源发电技术在中国得到了快速发展。目前主流的太阳能发电技术主要有光热发电与光伏发电两种形式，其中太阳能光热发电是通过光学聚焦原理，将太阳光通过抛物形镜面聚集起来产生高温，加热传热介质，最后通过工作介质驱动热动力装置并带动同步发电机发电。相对于光伏发电，光热发电能实现电网大容量供电，是太阳能大规模利用的有效途径之一，当前投资成本过高是限制光热电站发展的主要障碍。风能利用的主流形式是采用风力发电机组（如双馈风机、直驱永磁风机等）将风能转换为50Hz的工频交流电，并接入电网。与常规能源电站相比，风功率的可预测性和可控性均较差，其大量接入会显著影响电能质量和电网稳定运行。将光伏、光热与风能联合构成发电系统，可显著改善总体的有功输出特性，提高电网运行的安全性和稳定性。本文依托风光热储智能互补综合示范项目工程，介绍了太阳能光伏发电、太阳能光热发电和风能发电三种型式联合发电的电气二次部分功能、电气二次设计的方案。

一、项目总体介绍

深圳中科蓝天包头达茂旗600MW风光热储智能互补综合示范项目立足于新能源，借助达茂旗地区丰富的太阳能资源与风能资源，通过风光热储智能互补，实现负荷平稳输出。项目总规模600MW，建设发电形式为太阳能光伏发电、太阳能光热发电和风能发电三种，其中光热工程采用塔式集热方式。

二、项目太阳能光伏、风能发电部分

1.逆变器选型

光伏并网逆变器按容量大小划分主要有20kW、28kW、40kW、100kW、250kW、500kW、750kW、1000kW等几种容量等级，一般大容量逆变器效率要高于小容量逆变器。但逆变器容量过大，一旦故障，电量损失较大。综合以上两因素，本项目采用单台容量为500kW的逆变器。目前国内500kW逆变器技术已经成熟，广泛应用到光伏发电系统中，性价比高，用户反映良好。

逆变器按结构分为有隔离变和无隔离变两种。从造价考虑无隔离变逆变器要优于有隔离变逆变器，且能减少每个逆变器室占地面积。因此，本项目选用无隔离变逆变器。

2.汇流箱接线方式及逆变器单元接线方案

本项目206MWp的光伏阵列可分为206个1MWp的光伏方阵，组成206个1MWp并网发电单元，每1MWp的并网发电单元的光伏组件都通过直流汇流装置分别接至2台500kW的逆变器。每个1MW光伏发电单元共安装4032件260Wp光伏组件，每21件光伏组件串联为一个支路，共192个支路，各支路平均分配接入14个PVC-16直流汇流箱，1至7号PVC-16直流汇线箱接入1面直流防雷配电柜，8至14号直流汇线箱接入1面直流防雷配电柜，共2面直流柜；每面直流防雷配电柜出线接入1面500kW逆变器柜，共2面逆变器柜。

3.光伏、风能发电部分升压站UPS电源及直流电源

光伏、风能发电部分升压站设置2套交流不停电电源（UPS），容量为10kVA。

升压站采用控制负荷与动力负荷混合供电的220V直流电源系统，共装设两组220V阀控铅酸蓄电池组，设置两组充电装置，充电装置选用高频开关型。每组蓄电池容量为400Ah。

4.光伏、风能发电部分二次线、继电保护及自动装置

（1）升压站部分

光伏、风能发电部分升压站电气设备监控采用计算机监控系统，设置网络监控系统，通过远动工作站与中调、地调进行信息传送和远程监控。网络监控系统采用分层分布式结构。主变压器保护采用双重化配置，非电量保护单套配置，保护装置采用微机型、35kV配电装置配置微机型综合保护测控装置。35kV线路及220kV线路侧设置电能质量监测装置。为防止升压站电气设备误操作，设置一套微机五防闭锁系统。本升压站配置GPS/北斗星时间同步系统各1套，为保护和自动装置提供时间同步信号。

（2）光伏区部分

光伏发电系统设备监控采用计算机监控系统，和升压站监控系统共用上位机，由升压站监控上位机统一进行管理。光伏监控系统通过光纤环网将光伏通信设备与升压站监控系统站控层通信设备互联。每个逆变器房设2台直流配电柜测控单元用来采集每路直流回路的电流、直流母线电压及直流空开的跳闸信号以及烟雾报警信号，并将其上传给光伏发电计算机监控系统。箱式变压器的运行状态信号由就地设置的箱变智能测控单元采集，通过光纤网络上传给升压站光伏监控系统。

汇流箱里的每组电池串配熔断器作为整个电池串的保护，出线设直流空气开关用来保护汇流箱至直流配电柜之间的电缆。逆变器设过流、单相接地、过载、过压、欠压、孤岛保护、电网异常等保护。箱式变压器高压侧设熔断器作为变压器内部的短路保护；低压侧设空气开关，带智能脱扣器，作为箱式变压器至逆变器之间电缆的保护，同时兼做逆变器的后备保护。

（3）风电场部分

风电机组采用微机监控系统。微机监控系统分就地监控系统、远程中央监控系统、远程监测系统三部分。箱式变压器的低压侧开关采用就地和远方控制方式。

风力发电机设有过载、堵转、短路、缺相、三相不平衡、过压、失压、温度过高、振动超时、过速、电缆缠绕等保护。风电机组需监测电网的电压、频率，发电机的电流、功率、转速、功率因数和风速，风向，叶轮转速，液压系统状况，偏航系统状况，系统状况、齿轮箱状况、软启动状况，风力发电机组关键设备的温度及户外温度等。

箱式变压器的非电量信号及高压熔断器、刀闸、低压开关的状态、箱变内火灾报警等信号由箱变智能监控单元采集，箱变智能监控单元通过光纤环网与变电站内监控系统的以太网交换机连接，箱式变压器的控制及信号监视由升压站监控系统来完成。

三、项目太阳能光热发电部分

1.发电机及励磁系统

光热发电部分发电机采用交流励磁机带旋转整流器的无刷励磁系统，或机端自并励静态励磁系统。自动电压调节装置（AVR）采用微机型，且为双通道冗余配置，随发电机成套供货。

2.光热发电机组UPS及直流系统

光热发电部分每台机组设置一套静态型交流不间断电源装置（UPS），UPS容量为60kVA。UPS系统包括主机柜（静态转换开关、整流器、逆变器、输入/输出隔离变压器、手动旁路开关）、旁路柜、馈线柜等。

本光热发电机组采用控制负荷与动力负荷混合供电的220V直流电源系统，两台机组共装设两组220V阀控铅酸蓄电池组，设置两组充电装置，充电装置选用高频开关型。UPS屏及直流屏布置在主厂房UPS及直流屏室内。

3.光热发电机组二次线、继电保护及自动装置

光热发电机组及厂用电源系统采用DCS集中控制方式，仅在LCD操作台上留有发电机断路器、灭磁开关的紧急跳闸按钮。发变组及厂用电源操作员站布置在主厂房集控室内。

光热工程220kV升压站设备采用微机监控方式，设置网络监控系统，通过远动工作站与中调、地调进行信息传送和远程监控。网络监控系统操作员站布置在主厂房集控室内。

光热工程发电机变压器组、高压厂用电源、启动/备用变压器保护装置采用微机型，保护采用双重化配置，非电量保护单套配置，保护屏布置在主厂房电子设备间内。6kV厂用设备保护采用综合测控保护装置，380V厂用电动机保护采用智能马达控制器。

每台光热发电机组设置1套自动准同期装置和1面发变组故障录波装置柜。6kV工作段每段装设1套微机型快速切换装置。机组测量及自动装置柜布置在主厂房电子设备间。为防止升压站电气设备误操作，设置一套微机五防闭锁系统。光热机组配置GPS/北斗星时间同步系统各1套，为保护和自动装置提供时间同步信号。

四、总结

本论文的内容主要是风光热储电厂项目的电气二次设计特点及方案。本设计首先对项目概况及规模进行总体分析，其次是介绍该项目太阳能光伏、风能发电部分的主要设计方案，下一步就是介绍该项目太阳能光热发电部分的主要设计方案。在设计过程中还要对相关图纸（主接线图、保护配置、监控系统、自动装置） 进行选择和绘制，希望本论文能够使我们对风光热储电厂项目结构和设计理论有进一步的理解和认识，对新能源电力系统有更深的了解。

参考文献：

[1]梅生伟，王莹莹，刘峰.风-光-储混合电力系统的博弈论规划模型与分析[J].电力系统自动化，2011，35（20）：13-19.

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[3]朱芳，王培红.风能与太阳能光伏互补发电应用及其优化[J].上海电力，2009（1）：23-26.

[4]高明杰，惠东，高宗和，等.国家风光储输示范工程介绍及其典型运行模式分析[J].电力系统自动化，2013，37（1）：59-64

第9篇：光伏继电保护方式范文

【关键词】：大型；并网光伏电站；电气设计

【前言】：本章背景50MWp大型并网光伏电站位于我国青藏高原的戈壁上，处于高原地区，大气层十分稀薄，气候干燥，加之日光透过率高，十分适合设置大型并网光伏电站。该大型并网光伏电站总容量上为50MWp，共设置有500kWp光伏发电单元100个，四个光伏发电单元组成一个光伏方阵，一共设计25个光伏方阵，此外本电站还配套建设一座110kV的升压站 [1]。本章以此50MWp大型并网光伏电站为背景，对其电气设计从四个方面展开了细致的分析探讨，旨在提供一些该方面的理论参考，以下是具体内容。

1、 电站组成

电站组成如图1所示为文章背景50MWp大型并网光伏电站实景图，属于一座大型的光伏电站，采用多晶硅光伏组件发电，其中具有一万余块多晶硅光伏组件，100台直流配电柜，760台汇流箱，以及100台500kW/0.27kV的逆变器等设备[2]。

2、电气主接线

文章背景大型并网光伏电站在工程设计上为50MWp的大容量接入，其中升压站采用110kV的电压等级将光伏电站的发电电能送出。通过一回110kV架空的输电线路送出，接入到330kV的变电站中110kV侧，通过升压变压器升至330kV接入电网，提升输送电的安全性。升压站的电气主接线设计，在110kV侧采用变压器-线路组的接线模式，110kV配电装置配置一个主变进、出线间隔，出线配置出线PT。10kV侧采用单母线接线形式。包括10回10kV的电缆馈线，1回主变进线，一回站变进线，以及一组10Mvar的无功补偿回路也接于此10kV母线段上。

本文中大型并网光伏电站在供电半径的设计上过大，常常会出现难以提升供电质量的问题。因此在电气主接线的设计上，建议将背景大型并网光伏电站划分为南北两个半部的供电区域，进行分开管理。同时为了结合大型并网光伏电站的运行条件以及在电负荷上的性质，为保障在各种运行方式下，均可实现高质量正常供电，在大型并网光伏电站的全场站用电在II段10kV母线上，和背景大型并网光伏电站的110kV的升压站的10kV母线I段相接，同时还有2回备用电源，以及10kV的外接电源，避免电站在运行过程中出现意外事故。

3、 电气设备的选择及布置

在大型并网光伏电站电气设备的选择和布置上，必须结合大型并网光伏电站的实地建设情况进行针对性的设计，同时还需要考虑大型并网光伏电站所在地的污染情况，在电气设备的选择和安装中也需要将环境问题考虑其中。就此大型并网光伏电站而言，110kV升压站主变压器采用50MVA三相双绕组有载调压自冷变压器，采用户外布置。大型并网光伏电站的110kV的配电装置采用户外敞开式布置方式，放置于升压站的南侧。110kV的断路器采用SF6户外瓷柱式高原型断路器。此外为了保障电站关键设备的运作安全性，将中控室、继保室以及高低压配电室等设置于综合楼控制室内，将综合控制室设置于升压站的北侧，并配以采暖、空调等设施，保障其最佳工作温度环境。在电站的北半区域采用户外布置的模式，选用箱式变电站。电站的10kV电缆的分支箱，采用户外设置，并采用四分支形式；电站10kV以及0.4kV的电缆均选用阻燃电缆，并结合电站的实际地质情况选用交联聚乙烯绝缘钢带锴装耐寒型的电缆（图2所示），避免出现电缆损坏的问题[3]。

图2 交联聚乙烯绝缘钢带锴装耐寒型电缆

4、电站过电压保护及防雷接地

在大型并网光伏电站的电气设计中，电站得过电压保护以及防雷接地设计也是其中十分重要的一个设计环节，就文章背景大型并网光伏电站而言，在过电压保护以及防雷接地设计上，可采用逆变器室的自身金属屋面作为其过电压保护的接闪器，同时将逆变室内部的四角钢筋设置下引线，并将逆变器室内设置的关键电气设备均实现可靠接地，达到过压保护效果。此外为了避免出线线路的雷电侵入问题，导致对10kV电缆母线的损害，可在每台箱式变电站的高压侧均装设一组避雷器[4]。而为了避免因为箱式变电站的耦合过电压问题，以及雷电感导致的过电压问题对大型并网光伏电站中的低压设备造成危害问题，也需要在电站的低压侧也装设一组避雷器。

在文章背景大型并网光伏电站的升压站过电压保护及防雷接地措施上，可结合电站的实际情况，设置避雷针，实现对全升压站的防雷保护，同时还需要在升压站内的母线进行间隔设置，在进、出线间隔配置110kV避雷器。此外还必须保障升压站内的所有电气设备均实现完全可靠的接地，和主接地网可靠连接，保障电气设备的接地性能良好。

结束语：

就大型并网光伏电站而言，其电气设计的质量会直接影响到整个电站的运作情况，对发电量以及发电经济性的均会产生诸多的影响。文章从电站组成及工作原理、电气主接线、电气设备的选择及布置、电站过电压保护及防雷接地几个方面对文章的背景大型并网光伏电站的电气设计进行了细致的介绍和分析，并在文章中提出一些可参考的观点。希望可在我国大力发展绿色经济的背景下，为我国数量庞大的大型并网光伏电站在电气设计的过程中以参考和启迪，不断提升大型并网光伏电站的电气水平，促进大型并网光伏电站的进一步发展，为我国绿色电力走上新的台阶提供帮助。

【参考文献】：

[1]李乃永，梁军，赵义术等.并网光伏电站的动态建模与稳定性研究[J].中国电机工程学报，2011，31（10）：12-18.

[2]李芬，陈正洪，蔡涛等.并网光伏系统性能精细化评估方法研究[J].太阳能学报，2013，34（6）：974-983.