含光伏电源的配电网保护研究

随着光伏电源的规模、容量的扩大及其在发电系统中渗透率的提高,使得配电网从传统的单电源放射型网络变为双端甚至多端网络,这可能改变故障电流大小、持续时间及方向,从而导致继电保护误动、拒动及失去选择性;导致熔断器误动作而失去选择性。光伏自身的故障也会对电网运行和其保护产生不利影响。另外,当光伏发电系统反孤岛保护时间与自动重合闸等装置失调配合时,可能产生非同期合闸等问题。因此,有必要深入研究系统故障条件下,光伏电源对配电网保护的影响及其解决方法,协调配网保护和光伏电源自身保护之间的关系。充分发挥光伏电源的积极作用,尽量减小其对电力系统稳定和安全的不利影响,使电力系统更加高效、可靠地运行。 本文分析了光伏电源对配电网保护、自动重合闸和配网自动化的影响,在改进的IEEE34节点配电网模型上,利用PSCAD仿真验证了光伏电源的位置和容量对短路电流的影响和贡献,以及对保护装置的影响。运用试探法得出不同接入点的光伏电源准入容量。并提出了一种新的保护方案,在不改变原有保护协调性的情况下,只在光伏电源侧加入阻抗限流器,可以有效地解决光伏电源与配电网保护之间的协调问题。 对于光伏电源的并网保护相关问题,分析了并网变压器的联接方式对并网保护的影响,建议最好采用Yn/d变压器。阐述了导致逆变器检测故障失灵的几个方面,分析了光伏并网保护装置对并网联络线保护的影响,介绍了并网保护的孤岛检测原理及方法,并针对光伏并网发电系统中存在的孤岛效应,提出新的孤岛检测方法,该方法通过对功率方向继电器的原理进行改进,在原来的模块上增加了由跳闸信号启动的保持电路模块,这样能可靠地检测出光伏电源的孤岛运行。