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摘要：由于大型光伏电站的迅猛发展，作为我国光伏发电的重要形式之一，大型光伏电站因为发电单元电缆、架空线两级汇集系统较为复杂，极易发生站内故障。如果汇集线路保护不完全，则会造成大范围的断电情况。因为故障的检修和恢复时间较长，对光伏电站的发电效率有非常大的影响。所以，大型光伏电站内汇集线路保护和故障定位是目前急需解决的首要问题。
关键词：光伏故障特点；汇集线路保护；故障定位；距离保护方案
一、大型光伏电站内故障电流特点的分析
因为全球环境污染和石化能源危机的问题日益严重，太阳能等资源的利用受到了越来越广泛的重视和关注。光伏发电产业也在这样一种背景下得到了迅猛的发展。大型光伏电站是目前我国光伏发电最重要的一种发展形势。大型光伏电站内的汇集系统较为复杂，是通过发电单元经电缆、架空线两级进行汇集之后，再送到升压站。一旦站内发生了故障，汇集线路的保护就会对动作的现象不完全配合，对非故障支路上的光伏发电单元进行跳开，让断电范围增大，同时让发电的效率有了极大程度的降低，更为严重的，会让整个系统的安全稳定性受到影响。光伏并网逆变器是整个功率的逆变器，故障电流的特点，也是受到逆变器自身的控制影响的。我们为了对大型光伏电站的故障电流特点进行分析，就要对光伏并网逆变器的控制系统同进行建模分析。利用传统的双闭环控制逆变器，在不对称的电网电压下，对输出的电流以及过流现象进行检查。我们将利用双dq旋转左边内环电流的结构进行控制，将控制因子进行引入，让多种控制内环的参考电流进行统一表达的情况得以实现，并可以在不同的控制策略之间进行自由切换。我们通过实验和数据，对故障电流进行分析和模拟演示。1.双dq宣传坐标系的逆变器模型。这种逆变器模型属于三相平衡条件下的传统的双闭环控制，正序分量能得到非常好的控制，在不对称的时候如果引入负序分量，就不会受控。由于控制策略的正序分量可以受控，功率2倍工频波动的负序分量不受控，就会导致并网逆变在电网电压不对称时会出现畸变，为了防止该种情况的发生，让并网逆变器的故障穿越能力得到满足，就需要对故障期间的并网电流波形质量进行质量的保证，对正、负序分量进行同时的控制。2.大型光伏电站内故障电流出现的原因。因为逆变器接口的惯性常数小，在故障发生之后，光伏逆变器输出故障的过程仅能以毫秒进行计算，小到可以忽略，数值接近故障稳定的运行状态。并且因为光伏电池板的特殊电压和功率，故障之后，直流侧不能够进行卸荷，直流线路的功率就会快速过度到另一个平衡点，让故障的暂态过程缩短，因此就会让光伏逆变器故障电流暂态的过程得到了简化。
二、站内汇集线路保护适应性分析和距离保护的研究分析
在站内故障电流分析中我们可以了解到，电流保护会有不完全配合的现象产生。为了迅速隔离站内的汇集线路上，每一种类型的故障以及站内架空线都能够有电流差动的保护，就需要弱电源的特性对电流差动保护的灵敏度有一定的影响，让架空线接入的光伏容量也会比系统侧的小。此外，站内光伏逆变器也会按照实际的需求，对内部的控制进行调整，故障电流的特点也会出现光伏系统侧阻抗特点变化的情况发生，给保护原理带来了极大的挑战。站内汇集线路现有保护性能的分析。大型光伏电站内汇集线路的保护配置包括了35V电缆上的两端式电流保护以及两段式零序电流保护；35KV架空线上的纵联电流差动保护以及三段式电流保护、零序电流保护及架空线两端的保护配置。上级线路和下级线路的电流保护，要在定制和时延之间进行配合，让每一处的零序电流保护的值保持相同，并可以通过时延进行配合。因为站内光伏逆变器是应用三相三线的形式进行并网，所以，在零序网络中是开路的状态。站内汇集线路出现接地故障的时候，因为主变35kv册是角形的界限，所以，零序通路值包括故障点到接地变的线路阻抗以及接地变电阻。2.汇集线路的电流差动保护和电流保护的动作性能。系统侧容量比单条架空线接入的额定光伏容量要大。架空线路上出现故障的时候，系统侧就会提供短路电流，并且短路电流大于光伏侧所提供的短路电流。这时候，架空线两端的保护安装，电流的计算的差动电流，会和制动电流非常相近，电流差动保护的动作灵敏度也会随之降低。因为对站内汇集线路的零序电流保护进行考虑，一旦电缆发生故障，流过故障电缆的保护短路电流，就会因为系统和相邻主编、架空线及电缆进行电流提供，这一短路电流比保护1段的整个电流值要高。所以，故障电缆上的电流保护能非常可靠。故障电缆在架空线上进行电流的流过，架空线上的电流保护段就会启动。一旦故障接近电缆出口的时候，架空线系统侧电流保护的1段就能够对线路全长进行保护，而光伏侧电流对1段保护的灵敏度也会增高。这时，光伏侧电流保护1段就会瞬时，失去选择性，让断电范围扩大。
结论
站内发生故障以后，线路保护动作就会将整条汇集分支进行直接切除，断电的范围也会比实际的故障范围面积要大。站内故障通常都是永久性的故障，自动重合闸通常不会参与到运行之中，这就需要人工对故障进行排查，检查之后在进行发电的恢复，因此，系统恢复的时间会比较长。所以，我们就对站内故障电流的特点进行总结，通过故障过程的测量信息，找到了以压缩感知算法为基础的，将故障降到最小，让故障能够快速的被消除，从而让系统能够得到迅速的恢复。通过光伏电站内逆变器控制的特点与光伏发电单元不提供负序电流的特点相结合，在汇聚系统内如果出现不对称故障的时候，就需要将测点对应的节点负序电压的方程和压缩感知的理论进行结合，找到故障定位的新算法。新算法能够对故障的定位进行精确，因为光伏电站内汇集系统结构较为固定，对称故障通常都是来源于不对称故障，所以，故障定位算法的提出，一定要满足站内的实际应用要求。
参考文献：
[1]韩晓男.大型光伏电站并网特性及其控制技术研究[D].华北电力大学；华北电力大学（北京），2014.
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