前言：中文期刊网精心挑选了光伏继电保护方式范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
光伏继电保护方式范文1
【关键词】分布式电源 并网保护 逆变器并网 保护逻辑
【中图分类号】TM77 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）10-0228-03
分布式电源接入电网可能对原有的电网继电保护产生影响。各个分布式电源的进线断路器连接并网保护起着关键的作用。同时需要考虑到各个变电站的运行方式可靠性和安全性。多数的分布式电源的配电网其结构较为简单，配电网的继电保护是以此结构为基础设计运行的。需要特别着重研究针对故障情况下分布式电源进线的保护配置，包括负荷侧使用过程中的故障及上级配电网可能发生的失电情况等。对分布式电源的接入使配电网的结构变化情况下保证电网运行的安全性。本文针对配电网原有保护的不足，研究了分布式电源的并网保护问题，分析了其并网保护的一些应用性问题，包括孤岛检测与孤岛运行，并给出了并网保护的功能要求及配置。
1.分布式电源
分布式电源（Distributed Generation，DG）是指直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施，经济、高效、可靠地发电。分布式电源（Distributed Generating Source，DGS）包括功率较小内燃机（Internal Combustion Engines）、微型燃气轮机（Micro-turbines）、燃料电池（Fuel Cell）、可再生能源如太阳能发电的光伏电池（Photovoltaic Cell）和风力发电、生物发电等。
作为一种高效、环保、便捷的新型发电技术，分布式电源在世界范围内得到了迅速发展。近年来，受石油价格上涨和全球气候变化的影响，可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视，许多国家纷纷出台政策和法规促进可再生能源技术的发展。
2.DG并网保护功能配置
2.1并网系统的保护配置要求
并网功能首先是保证主电网免受DG 的故障影响；其次是保证DG设备免受市电电网故障后的影响。为了保证并网系统的安全性、可靠性，并网保护需要有以下的要求：
1）DG侧断路器装置应装设过/低电压保护、高/低频率保护，且保证在电网侧故障情况下跳闸，使DG能够被可靠地快速切除。
2）DG和相关断路器装置不允许形成意外运行情况下的孤岛状态。
3）在故障恢复后，电网的电压和频率须在满足稳定要求时才允许DG重新并网。
4）并网联接的断路器和其它开关装置必须能够开断最大故障电流。
2.2 并网保护功能实现
1）检测DG孤岛运行状态
孤岛的发生首先可能引起运行电压的瞬间降低。瞬时低电压保护继电器可以反应电压的这一变化并将DG快速切除。一般为了快速地隔离故障，需要将继电器的灵敏度设置得很高，不过这样可能造成继电器易受到干扰，使保护误动的概率增加。因此，低电压保护启动需要设定延时启动，时延设置不可过长，否则可能在恶意孤岛发生时由于不能及时切除DG导致系统稳定性破坏，使电气设备受损。另外，当电网轻载时，会引起的过电压情况，同样需配置过电压保护继电器，延时启动。
当检测到DG的孤岛运行状态后，应保证快速地切除DG，使电网故障及时地隔离。DG的切除时间，应该根据电网的实际情况而定。通常使用低频率保护时，要求DG的切除要早于故障后断路器的再重合，避免非同期合闸。该配置的缺点是如果系统发生振荡，DG可能会无法继续向电网供电。但是随着DG 的快速发展，DG 在电网中所占的容量比例逐渐增大，这是这种保护配置就会对电网的供电可靠性有较大影响。这样可以对DG的切除设置一定的延时启动时间，以保证供电可靠性，同时对重合闸配备非同期检查，防止非同期合闸。
在孤岛发生时，如果DG提供的有功功率不足，孤岛运行的频率就会下降，同时有功负荷过小，过频率的情况会发生。因此，配置高/低频率继电器也是实现孤岛检测的要求之一。根据用电负荷运行要求，±5%频率变化的极限范围，频率继电器需要在最短的时间内将DG从电网中隔离。
同时，电压、频率是电能质量的基本要求，也是孤岛检测最基本的依据，实现孤岛检测功能需要配置基本的过/低电压继电器、高/低频率继电器。
2）保护配置的故障反馈检测
电网上游接地故障发生时，原有的保护可能无法识别并隔离故障，此时DG将持续提供短路电流，这就会危害设备并且危及到工作人员的人身安全，而且DG的容量越大，造成的情况会更加严重。因此，并网保护必须及时切除此类故障。
故障反馈检测功能是检测过电流，实现此功能的继电器包括过电流继电器、方向过电流继电器、阻抗继电器。过电流继电器不分辨流过继电器的故障电流方向，只要出现DG提供过电流的情况均产生保护动作。为了提高保护灵敏度，也可以考虑使用电压控制启动的过电流保护动作来实现故障反馈检测功能。方向过电流继电器主要是考虑到为了在故障发生后保持DG继续向本地的部分负荷供电。
并网变压器的故障反馈检测与其联接形式有关，并网变压器一次绕组不接地可能会导致过电压的问题，因此对低压侧Y 或接法的变压器，采用过电压保护检测接地故障，对低压侧Y接法中性点直接接地的变压器，采用过电流保护实现故障反馈检测功能。
3）三相不平衡的检测
电网中的不平衡电流会增加线路及变压器的铜损，增加变压器的铁损，降低变压器的输出功率，甚至会影响变压器的安全运行，会造成三相电压不平衡因而降低了供电质量，甚至可能影响电能表的精度而造成计量错误。针对可能存在的不平衡状态，需配置负序过电流保护继电器和负序过电压保护继电器。
4）反向功率检测
部分并网要求中严格限制DG 向市电电网负荷供电。孤岛形成后，DG 将向孤岛内的负荷供电，包括本地负荷和部分电网负荷。当DG 向电网负荷提供的反向功率越界时，功率方向继电器动作，使该部分负荷从孤岛中切除。功率方向保护可以实现检测反向功率的功能。
5）故障排除后并网
故障排除后恢复供电时，DG应能够重新并网。配电网的故障中永久性故障不到10%，因此广泛应用自动重合闸提高供电可靠性。但在孤岛发生后，重合闸重合期间，孤岛与主电网可能已经不再是同步运行，此时非同期合闸将给电网和DG造成很大的冲击和破坏，因此需要设置同期检查继电器，用于DG并网的同期检查。同期检查因素包括相角差（ Δθ ）、滑差（ Δ？ ）、电压幅值差（ ΔV）。
总结以上分析，并网保护需要考虑表1中的保护配置。在实际的并网保护中还需要考虑到DG 的容量、位置和DG 的类型对并网保护配置的影响。
分析了并网变压器的联接形式对并网保护的影响，介绍了DG 并网的孤岛问题及孤岛检测方法，通过对并网保护功能的分析给出了DG 并网保护的功能配置。
3.光伏逆变器并网运行
市电电网可视为容量无穷大的定值交流电压源，光伏并网逆变器的输出可以控制为电压源或电流源。如果光伏并网逆变器的输出采用电压控制，则光伏并网系统和电网实际上就是两个交流电压源的并联运行，即通过光伏电池汇集电能至逆变器，然后经过升压变压器并网，通过调整并网逆变器输出电压的幅值与相位来保证与市电电网的同步。这种情况下要保证光伏并网发电系统稳定运行。
3.1逆变并网的国际通用标准
孤岛检测的最直接的方式是针对电网的检测。通常在电网的配电断路器分闸时，若光伏逆变并网发电系统的供电容量和电网负荷的需求量不匹配，那么电网的电压和频率会发生较大的波动，此时可以利用电网电压的过/欠电压保护和过/欠频率保护来检测电网是否断电，以此防止孤岛现象的发生。但是当光伏逆变并网发电系统的供电容量和电网负荷所需求量匹配或差距非常小的时候，电网的配电断路器分闸后，光伏并网发电系统附近电网的电压和频率的变动将不能够被保护电路检测到，而发生孤岛现象。
根据专业标准IEEE Std.2000-929和ULl74的规定，所有的并网逆变器必须具有反孤岛效应的功能，同时这两个标准给出了并网逆变器在电网断电后检测到孤岛现象并将逆变器与电网断开的时间限制，见表2：
4.继电保护配置
4.1分布式电源并网保护功能的要求
具体配置继电保护装置需要满足相应功能，并可以实时监测相应物理量，且具备记录或者上传功能。现以GE F650数字间隔控制器保护配置应用为例，以满足电源进线的保护配置。并对其具体保护功能运用进行配置。
该综合保护装置既可以作为配电馈线及传输线路的主保护，也可作为变压器、母线、电容器组等的后备保护。
F650 装置的主要功能包含：
1）相间、中性点、接地及灵敏接地的方向过流保护
2）欠压及过压保护
3）欠频及过频保护
4）自动重合闸
5）同期
6）测量
7）录波记录、故障报告、数据记录
8）间隔控制（断开/闭合等命令）
9）通讯（RS232 / RS485 / 光纤 / 以太网）
测量：测量相、接地及灵敏接地输入的电流；相间及相对地电压；有功无功及视在功率及功率因数；频率；电路、电压的相序分量、输入/输出：
1）9个模拟量输入：5个电流输入（3个相电流，1个接地电流，1个灵敏接地电流），4个电压输入（3个相电压，1个母线或者辅助电压）
2）数字可编程接点输入（32个）
3）数字可编程接点输出（16个）
4）32个锁定的虚拟输入，32个自复位
5）虚拟输出（512个）
6）跳闸及合闸回路监视
根据以上内容，该数字式间隔控制器可以满足分布式电源进线断路器的保护功能配置。
4.2 继电保护应用与分析
现以一户内变电站为例，主接线形式为单母线分段，该电气主接线方式比较简单，且运用范围较广，具有一定代表性。该变电站供电运行方式为双电源分段运行，以其中某一段母线后备电源进线为分布式电源进线（光伏逆变后升压），根据其供电运行方式进行继电保护配置设计；分布式电源进线的继电保护设置其保护逻辑设置如图1所示。
根据变电站运行操作规程，在保护功能配置的要求下增加就地操作和远动操作的功能。
基本要求为故障状态下禁止人员对进线断路器进行操作，就地与远方操作只可取其一。为保证在可能的孤岛效应发生的情况下，不产生故障扩大化的情况，要求进线电缆或者母线电压检测满足失压条件进行断路器动作，同时也兼顾双电源的互为备用切换功能。满足正常使用的倒闸操作要求，对断路器进行分合闸操作。
对于不直接设置为保护动作的功率方向（32FP）、过频率/欠频率（81O/81U）等可以作为事件记录保存，或者通过通讯输出，传至远方操作人员或者相关工作人员掌握和记录其设备运行状态和情况。其控制逻辑如图2所示。
5.结语
配电网继电保护的工作原理和配电网的馈线自动化方案保证分布式电源接入后的安全性和可靠性。配电网主要采用速断和过电流两种保护方式，速断保护保护线路的全长，过流保护作为线路的后备保护，同时还配置零序保护。分析了DG经过逆变器并网保护功能的要求及实现方法。对于今后分布式电源接入配电网的发展，各类型的继电保护配置还需进一步综合使用经验。深入完善各类型分布式电源及其保护装置运用。
参考文献：
[1]李佑光. 电力系统继电保护原理. 北京： 科学出版社， 2003
[2]许建安. 电力系统继电保护（第二版）. 北京： 中国水利水电出版社， 2005
光伏继电保护方式范文2
关键词：智能电网；发展背景；电力系统；应用技术
中图分类号： U665 文献标识码： A 文章编号：
一、智能电网概述
智能电网是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用。智能电网可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发，具体智能电网智能表现在：
自愈。通过实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。
安全可靠。很好地应对自然灾害、外力破坏和计算机攻击，保证人身、设备和电网的安全，自动恢复电网的运行。
经济高效。优化资源配置，提高设备传输容量和利用率；在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口；支持电力市场竞争的要求，实行动态的浮动电价制度，实现整个电力系统优化运行。
兼容。能够开放性地兼容各种类型设备，包括集中大电源、分布式发电以及可再生能源，满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。
与用户友好互动。实现与客户的智能互动，以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求。系统运行与批发、零售电力市场实现无缝衔接，同时通过市场交易更好地激励电力市场主体参与电网安全管理，从而提升电力系统的安全运行水平。
二、智能电网的发展背景
所谓智能电网，就是电网的智能化过程，也称为“电网 2.0”，它以集成的高速双向通信网络为基础，通过先进的传感测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的支持，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网，从而实现电网的可靠、安全、经济高效、环境友好和使用安全的目标。在现代电网的发展过程中，世界各国结合其电力工业发展的具体情况，通过不同领域的研究和实践，形成了各自的发展方向和技术路线。近年来，我国电力行业紧密追踪欧美发达国家电网智能化的发展趋势，开展技术创新，研究与实践并进，在智能电网发展模式、理念和基础理论、技术体系以及智能设备等方面取得了大量成果 2009 年 5月，在北京召开的“2009 特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式了“坚强智能电网”发展战略。2009 年 8 月国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。据统计，在 2010 年我国计划投资超过70 亿用于智能电网的开发，其中仅智能电表更新换代这一项就要超过一亿七千万台。而这只是 2010 年一年的投入，根据国际能源组织提供的数据，在未来十年内中国用于新能源开发的政府投入资金规模达到在2800 亿左右。而根据国家电网公布的智能电网建设三阶段实施计划，仅用于智能电网建设的部分投资的保守估计就将超过万亿元，智能电网的建设已经成为是一个全国范围内的大型工程。
三、智能电网中的新技术
3.1 智能电网通信技术
实现智能电网的一个基础就是构建高速、双向、实时、集成的通信系统，如果没有这样的通信系统作为技术支撑，智能电网所要达到的目标就无从谈起。这是因为在智能电网中数据的获取、保护和控制都和所需的通信系统有着紧密的联系。因此，建立满足需求的通信系统是建设智能电网的第一步也是最重要的一步。通信系统大的网络同电网一道深连接着千家万户，二者分别形成两个紧密联系的网络--电网和通信网络。高速、双向、实时、集成的通信系统使得智能电网成为一个动态、实时和电力交换互动的大型工程。通信系统建成后，不仅能够提高电网的供电可靠性和资产利用率，更能发展电力市场，抵御电网受到的攻击，提高电网的价值。一般而言，应用于智能电网的通信系统需要具备以下几个特点：双向性、实时性和可靠性，另外出于安全的考虑，该网络在理论上应是与公用网络隔离的电力通信专网;技术先进性，这就意味着该系统能够同时承载智能电网的现有业务和未来可能扩展的业务;该系统还应具备自主知识产权，同时也要具有面向电力智能电网业务的定制开发和业务升级能力。透过智能电网客户服务来实现电网运营商和电力客户之间实时交互，增强电网综合服务能力，提升服务水平。
3.2分布式能源的智能管理系统
分布式的能源是指安装在用户端的能源综合利用系统，该系统主要包括分布式电源和分布式储能系统，此外还包含负荷侧能量管理系统和热电联产系统。其中，分布式电源包括风力发电、光伏发电、微型燃汽轮机和小水电等多种形式，分布式储能系统则包括燃料电池、蓄电池等。目前，针对分布式能源带来的问题，世界上分布式能源的研究主要集中在以下几个方面：分布式能源的运行管理优化。风电、光伏发电等分布式电源因为都有着能源间歇性的特点，这就要求通过实时、精确的发电和负荷预报，优化分布式电源的调度和管理，从而保证电网安全运行，提高供电的可靠性，除此之外，我们可以通过分布式储能装置维持电网发电和负荷的动态平衡;对于输电成本高、对供电质量要求高的集中电力用户区，可以将分布式能源以“微网”的形式接入大电网，这种形式是对分布式电源利用效能最高的一种方式。“微网”是指一个由分布式电源、储能装置、相关负荷和监控、保护装置构成的小型发配电系统，它是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，特点是既可以与大电网并网运行，也可以独立运行。
四、智能电网在现代电力系统中的应用
4.1 数字化变电站
目前智能电网的相关技术已经融入在变电站的数字化工作中。首先数字化变电站是智能电网的第一级的信息处理器，作为智能电网的一个重要支点，数字化变电站与常规变电站相比，信息采集范围更宽，深度更大，层次更复杂，采集和处理后的信息，根据不同的需要将信息传输到各级应用中，其次，数字化变电站可以通过结合状态监测、继电保护和自动化等技术，加强对设备故障的预判和综合判断能力，从而提供的故障前、中、后的纪录和判据将更全面，促进相关工作人员分析工作的科学性。
4.2 智能继电保护
现代的电力系统由于智能电网的发展有着很大的变化，智能电网与传统电力系统由于信息化和数字化的特征而区别开来。作为电力系统的重要一环，智能电网的技术在继电保护中有着广泛积极的应用。其中一点就是网络化，智能电网的普及使得传统继电保护的信息获取和信号发送的中介也发生了改变，首先对主保护性能的提高可以利用网络上共享的站内其他相关电气元件的信息来实现，此外对网络继电保护配置的简化可以通过共享控制信号来实现。另外一点是自动整定技术。对于传统的自适应保护来说，其调整的定值仅仅是按照被保护线路的运行情况来进行，而基于智能电网的调整定值所采用的运行方式是不能用全网信息来进行判断的。智能电网继电保护的一个目的就是使全网的联网自动整定和自动配簧的实现，来保证系统能够进行分布协同的保护，从而改变传统的分散独立的保护方式。
五、结语
