王珍珍1 武奥12
1国网山东省电力公司聊城市茌平区供电公司，山东 聊城 252100
2山东大学电气工程学院,山东 济南 250061
摘要：过去光伏发电系统与配电网的融合对单一结构配电网的配电系统产生了很大的影响，改变了过去单一输电系统的电力结构。但另一方面，光伏并网发电系统也会对配电系统的继电保护产生负面影响。因此，当光伏发电系统并入配电网的输电系统时，必须充分考虑光伏并网对继电保护的影响，选择合理的继电保护和配电网设备。建立了一个简单的光伏并网模型，并基于该模型分析了光伏发电系统对配电网电流保护、再循环和备用电源的影响。
关键词：光伏并网；配电网继电保护；影响
1 光伏发电并网及配电网保护的概述
目前，世界上主要有两种发电方式，一种是火力发电，在应用过程中使用不可再生能源。在能源短缺的今天，这种发电方式的缺点逐渐显现出来。二是水电，在应用过程中受季节因素影响。由此可见，世界各国都面临着电力生产困难的问题。没有电人们就不能生活。在这种情况下，我们必须寻找新能源并将其转化为电能。经过大量的实验和研究，人们开发出了一种光伏发电模型。与火力发电、水力发电相比，这种发电方式具有许多优点，既能有效解决电力生产问题，又能减少不可再生能源的消耗。然而，光伏发电在实际应用中也存在一些问题，其中最重要的是容易受到外界环境因素的干扰，使其输出功率不稳定。光伏并网发电将不可避免地影响配电网系统，尤其是配电网的保护装置。
配电网保护主要包括以下几种情况。三级电流保护是配电网中应用最广泛的保护方法之一。熔断器、断路器等电力设备可以采用这种保护方式，其次是馈线自动化，我国部分地区已经采用。在实际应用中，需要各种具有自动输入功能的电力设备的支持，三是配电网自动化，这与通信网络技术的发展密切相关。与上述两种保护方式相比，这种保护方式技术要求更高，投资更多。中国只有少数分销网络采用这种模式。配电网自动化的发展将为智能配电网的实现奠定基础。
2 并网方式与保护设置
2.1 并网保护配置
2.1.1 系统侧保护配置
10kV配电网中，保护配置应以母线段为基本单元。与系统连接的配电线路应设有高低压分裂保护装置、高低频分裂保护装置和三段方向电流保护装置，可根据电网调度要求切换方向元件。在配电网保护方面，配电线路需要配备三相一次自动重合闸，以保证配电线路能够充分发挥自身作用。在运行时间上，保护装置关闭光伏电站后，考虑到电网供电的连续性，设定时间高于光伏电站的正常时间，低于光伏电站的最长时间，以严格保证再充电和无电压检测功能。如果开关异步接通，就会发生短路，对系统生产造成很大影响，造成很大危害和事故。因此，重合闸同步识别装置的配置可以大大减少此类问题的发生，识别装置可以保证重合闸在没有电压检测的情况下闭合。在设计线路节点位置时，配电线路保护测量元件必须根据有关规定选择合理的线路节点，然后计算10kV配电网增加的光伏发电容量，并计算10kV配电网光伏发电系统的线路总阻抗。
2.1.2 光伏发电侧保护配置
光伏电站并网断路器接入配电网时，需要采用方向电流三级保护和线路光纤差动保护。方向分量的方向按国家电网技术部门的要求设置，方向分量的投切按电网调度的要求进行。另外，要保证光伏发电厂能够快速监控孤岛，并能快速断开与同一配电网的连接；对于非计划孤岛，必须确保隔离岛在断开结束后2秒内出现，因此，必须有独立的岛屿保护装置。另外，具有过流保护和零序电压保护的配电网可作为其后备保护，主变压器及其出口接点故障时可接入并网断路器的跳闸回路，断开光伏电站与配电网之间的主变压器。此外，如果用户在光伏电站内的配电网不限制逆流，则需要在电流相对输送到光伏电站时运行自动反逆功率控制器，如并网断路器。
2.2 并网接入方式
对于分布式光伏发电，有两种典型的接入方式：一种是统一的购售接入系统。在该方案的实现中，需要布置新的并联点开关，以保证其在10kv母线配电网上方的具体位置，与光伏电站相连的输出电缆在新的并联点开关位置完成并网。在这个过程中，需要将容量控制在400kw~6MW之间，另一个是自用模式。在实现该模式时，需要在10kv母线插接开关柜的用户并联点布置光伏柜接线，以控制配电网用户主变容量约为并联容量的25%，与输出铜块光伏电站并网柜相连。
3 光伏并网对配电网继电保护的影响研究
由于光伏发电的优势，我国光伏发电的规模在短时间内迅速扩大，使得原有的配电网系统从单向发展到双向甚至多向发展。这种变化会引起电网电流的大小、方向、速度等一系列变化，必然会在一定程度上阻碍继电保护的良好效果。因此，有必要关注光伏发电对电网继电保护的影响，找出减少不利影响的途径，确保光伏发电的稳定发展。影响分析的主要内容如下:
3.1 对熔断器的影响
熔断器是一种简单、廉价、易操作的电流保护器，通常用于配电系统、发电系统和继电保护。然而，电流型熔断器不能有效可靠地保护太阳能电池阵列，也不能避免故障电流或雷击。甚至有的熔断器无法承受熔断时过多的电流通过并打在电弧上，导致导体烧毁，损坏光伏发电系统，无法发挥其保护作用。
3.2 对重合闸的影响
在大多数情况下，配电网的一些缺点都是暂时的，因此在配电网系统中采用重合闸可以大大提高系统的稳定性，因此，工作人员不必关注配电系统，同时减少配电系统的维护，减轻工作量。在单线配电系统中，重合闸可以用来解决由于临时故障引起的问题，使配电网能够正常运行。然而，当光伏发电被引入时，情况变得复杂起来。如果故障发生后配电网与光伏电源的连接断开，重合闸可以继续保护配电网，不会受到光伏供电的不利影响，不会引发严重事故。然而，如果光伏电源在发生故障时不立即终止，它将使部分电网与电力系统的其他部分隔离，从而增加电压和频率波动的范围。此时，容易发生频率崩溃和电压崩溃，造成大规模停电。
3.3 对备用电源的影响
当正常电源中断时，使用备用电源。为了不耽误居民的正常生产生活，正常电源断开时，备用电源会自动启动。然而，为了避免异步停机时产生的高强度脉冲电流对电网及其设备造成损坏，备用电源将更快投入使用。在这个过程中，很容易停电，这受到使用光伏电源作为备用电源的不利影响。
3.4 对配电网的影响
首先，它会对电网频率产生影响。光伏发电容量相对较小，一般不会影响电网的有功功率平衡，但当其规模超过一定限度时，必然会对电网频率的稳定性产生相应的影响。其次，它会影响一些配电网设备，尤其是低压设备。光伏系统与配电网相连。一旦配电网受到未知因素的干扰，光伏接入会增加阻塞电流吞吐量，从而影响中低压设备。最后，它对电网频率有影响。光伏设备发电时，系统会产生一定的不稳定性和随机性，使得电网的频率不能保持恒定状态。
3.5 谐波污染
为了实现光伏发电的并网，需要对逆变器进行并网。当直流电转换成交流电时，会产生谐波，导致输电线路、变压器和电机损耗。保护装置收到错误信息，导致误动作，导致事故或大规模停电。
4 结语
在能源短缺和污染严重的今天，光伏发电的出现为人们解决能源短缺问题提供了新的途径。随着光伏发电技术的不断成熟，人们对光伏发电的认可度越来越高，推广价值也逐渐凸显。但光伏并网发电将对配电网的保护产生一定影响。为了更好地利用光伏发电系统，有必要加强相关研究。
参考文献：
[1]龚康华.光伏电站并网对配电网继电保护的影响探究[J].南方农机,2018.
[2]王卫卫,李可.分布式光伏发电及其对配电网的影响综述[J].电力学报,2017,32(06):466-470.