吴国媛
（惠州电力勘察设计院有限公司516023）
摘要：随着光伏发电大量并网，电网的安全运行也面临巨大考验，系统继电保护必须进行相应调整，本文结合工程实例进行分析光伏发电并网后，系统继电保护应如何配置才能满足电网的安全运行要求。
关键词：继电保护光伏发电并网保护配置
1概述
近年来，光伏发电作为清洁能源顺势而生，同时也以飞快的速度成长壮大，并逐步走向并网发电。广东电网规划保障2015年1000万kW风电、500万kW太阳能发电，2020年4500万kW风电、1300万kW太阳能发电无障碍并网。截至2015年底，广东全区约1000万kW风电、500万kW太阳能发电并网，规划于2020年，新能源发电占广东所有电力的51%。
伴随光伏发电的飞速成长壮大，大量光伏发电的并网，电网在安全、稳定、经济运行方面的保障性将有所下降。因此，电网在接入光伏发电时，需要采取一定的保护措施，例如调整运行方式，配置满足运行要求的继电保护等，将光伏发电对电网的影响尽最大程度的降低减少，从而大大提高电网运行的可靠性。本文主要结合设计工作中一个工程实际进行分析光伏发电接入后系统继电保护如何配置，从而满足光伏发电的接入。
2继电保护的作用
继电保护装置是一种自动装置，具备监测电力系统中电气设备故障或不正常运行状态功能，并能及时动作将故障切除或将提供故障信号。电力系统继电保护最根本的任务就是：一、自动、迅速、有选择性地切除故障元件，避免故障元件进一步损坏，同时快速恢复其它无故障部分的正常运行；二、反应电力设备的不正常运行状态，根据运行维护的条件，而动作并发出信号或跳闸。
3继电保护的基本要求
（1）选择性：选择性指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小。
（2）速动性：快速切除故障。
（3）灵敏性：指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。
（4）可靠性：指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，不拒动；而在不该动作时，能可靠不动，不误动。
4继电保护类型
目前线路保护的主要有以下三种保护：
（1）零序过流保护：根据线路发生接地短路故障时的零序电流而动作的一种保护装置。
（2）距离保护：反应映故障点至保护安装处之间的距离，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。
（3）光纤差动保护：用通信通道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来，将本端的电气量传送到对端进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。
5系统继电保护配置原则
根据《南方电网10kV~110kV线路保护技术规范》要求，系统继电保护配置原则为：
（1）每回110kV线路应配置一套含重合闸功能的线路保护。单侧电源的负荷端可不配置线路保护。
（2）对于双侧电源线路，电力网的某些主要线路采用全线速动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网保护的性能，应装设一套光纤电流差动保护。
（3）对于长度不超过8km的短线路、同杆架设的双回线应装设一套光纤电流差动保护。
（4）具有光纤通道的110kV线路，可配置一套光纤纵联保护。
6工程实例概况
惠州市杨侨光伏电站总占地面积为约3000亩，多晶硅260W光伏组件约385000块，总装机容量100MWp，属于大型光伏发电站，杨侨光伏电站建成后，所发电力电量全部上网。本光伏发电接入系统方案为：光伏电站新建1座升压站110kV柳林站，从110kV柳林站至110kV杨村站建设1回110kV柳杨线，送出线路长约2.4km，110kV杨村站扩建1个110kV柳杨线间隔。
7系统继电保护现状和存在问题
7.1现状
110kV杨村站110kV部分为单母带旁路接线，现有4回110kV线路（110kV仰杨线、公杨线、青杨甲线、青杨乙线）以及1回110kV旁路的保护装置均为北京四方继保电气自动化股份有限公司2004年CSL164B型产品，为距离保护。
7.2存在问题
由于本工程投产时站内4回110kV线路保护仍为距离保护，110kV杨侨光伏电站接入杨村站，会带来仰天片、青塘片110kV保护失配。
杨村站110kV线路保护装置的距离二段、零序二段作为青塘站110kV线路及仰天站110kV线路的后备保护，青塘站、仰天站110kV线路距离二段、零序二段动作时间为0.6s，为防止杨村站110kV线路保护越级动作，需将杨村站110kV线路距离二段、零序二段动作时间调长，改为0.9s。由于本期杨侨光伏电站发电量为100MW，当电网内有故障时，杨侨光伏电站作为小电源会向电网故障点提供短路电流。动作时间调长后，若在青杨甲线青塘站侧d2处发生故障，青塘站侧的青杨甲线跳闸，而杨村站线路保护的后备保护动作时间延长，杨村站侧保护不动作，未跳开杨村站侧开关。而青塘乙线为运行线路，由于杨侨光伏电站作为小电源，d2处发生故障时会向电网故障点提供短路电流，此时青塘乙线上也有故障电流，则青塘站侧的青杨乙线保护会误动作将青杨乙线跳闸。
同理，若在青杨乙线青塘站侧d3处发生故障，青塘站侧的青杨甲线也会误动作跳闸，若在公杨线公庄站侧d1处发生故障，仰天站侧的仰杨线会误动作跳闸。故现有110kV青杨甲、乙线、公杨线保护无法满足杨侨光伏电站接入要求。
7.3光伏接入后继电保护保护配置方案
（1）新建线路保护配置方案
新建110kV柳杨线双侧保护采用光纤纵差电流保护，并具有三段相间、接地距离及零序过流保护及三相一次重合闸功能。
（2）现有继电保护改造方案
为保证柳林电厂接入后，能消除保护误动作风险，需对现有系统继电保护配置进行如下改造：
将青杨甲、乙线、公杨线双侧保护更换为光纤差动保护，改造后，当线路有故障时，线路保护双侧动作，将故障线路切除，从而避免以上保护误动作风险，以保证电网的安全运行。
由于110kV仰杨线T接柑场站，无法配置光纤差动保护，本期仍利用原有距离保护装置，更改相关接线，利用保护装置的备用跳闸出口联切110kV柳杨线，通过硬压板控制，当仰杨线保护跳闸时联切110kV柳杨线，将故障消除，避免线路保护误动作。
此外，将柳杨线接入杨村站现有110kV备自投装置备用切负荷出口，110kV备自投动作跳开主供断路器的同时联切柳杨线，待系统稳定后手动恢复柳杨线。并修改杨村站110kV备自投动作时间，使其躲过柳林电厂防孤岛检测动作时间。
8结语
光伏发电并网后对电网的安全运行造成一定影响，对系统继电保护的配置要求也不同。当电网内有故障时，光伏发电作为小电源会向电网故障点提供短路电流，从而影响电网内系统继电保护装置的正常运行。因此，当光伏发电接入电网时，需对电网的系统继电保护进行校验，确保系统继电保护的配置满足光伏发电并网后运行要求。
参考文献
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