（中国葛洲坝集团电力有限责任公司湖北省443000）
摘要：随着经济的快速发展，科学技术不断进步。光伏电源通过配电网并网发电，并网后的配电网会发生结构变化，造成电网中的潮流分布和短路电流发生改变，进而影响线路中继电保护设备的正常运行。本文研究了光伏电源接入后对线路中继电保护所产生的影响，通过仿真分析配电网中光伏电源不同容量和短路故障不同位置对电网短路电流所产生的影响，并进一步研究其对三段式电流保护的影响。
关键词：光伏并网；继电保护；配电网；影响
能源危机日益严峻，目前可持续发展的重点方向为开发和利用清洁能源进行发电。其中光伏发电的前景非常广阔，光伏发电与大电网相结合是一种有效的光伏能源利用形式。随着光伏电源接入电网的容量和规模不断增加，在电网继电保护等方面产生的问题必须引起重视。光伏电源接入电网后影响电网的结构，线路中的潮流方向和故障电流也会发生变化，导致传统配电网保护不能保证可靠的工作。目前，很多文献研究了光伏电源接入对电网继电保护所产生的影响。研究了继电保护作用和相关的要求，并分析了三段式保护的原理。分析了光伏电源并网对过电流保护所产生的具体影响，当并网的光伏容量较大时，可能会导致故障时光伏电源上游的保护装置中流过的电流减小，保护范围较少。研究了传统配电网中光伏电源接入位置和接入容量差异对故障电流的不同影响。光伏电源的接入会造成继电保护不能满足电网可靠性要求，本文细致分析了光伏出力的特性，并研究了光伏电源接入配网所产生的具体影响，为相关方面的研究提供了参考。
1概述
太阳能是现今我国新能源开发当中的重点，具有着清洁、安全以及分布广泛的特征，通过光伏发电方式的应用，则能够在对太阳能进行有效利用的情况下生产电力能源，能够同现今节能环保理念进行良好的符合。而在光伏电站并网的情况下，也将会对原有电站继电保护产生一定的影响，对此，即需要能够做好该方面内容把握，做好应对措施的应用。
2光伏发电对配电网继电保护的影响
2.1影响自动重合闸
就目前来说，单侧电源是我国配电线路经常应用到的结构，当线路发生短路情况时，系统则会进行自动重合闸处理，此时即需要能够切断故障点供电情况，避免因此对配电网运行产生影响。在光伏发电并网后，如在配电系统以及光伏电站线路上存在故障，如在自动重合闸动作前没有对光伏电站的连接进行切断，则将会使光伏电站不断向故障点提供电流，此时会使重合闸动作情况下发生电弧重燃问题，在导致失败问题发生的情况下对配电网运行安全造成威胁，进而对光伏发电产生影响。
2.2影响配电网继电保护变化
我国放射状配电网上的故障80%是瞬时性故障，通常采用三段式电流保护无需设置方向元件即可有效地保护线路全长。PV系统接入配电网后，网络潮流方向变复杂，功率分点不确定性增加，致使原网络配置的继电保护受到影响，具体表现为保护误动作、重合闸不成功、保护范围缩小等。深入研究了PV系统接入配电网的路径位置和光伏发电装机总量对放射状配电网三段式电流保护选择性和灵敏性的影响。如图1所示，在E节点接入PV系统。当f5处出现短路故障后，根据继电保护选择性原理切除故障的是保护装置R5，流过R5的故障电流分别来自配电网电源和PV系统，较接入PV系统前电流值增大，提高了保护装置R5的灵敏性。当PV系统相邻的馈电线路AB在f5处发生故障，流过保护装置的故障电流包含配电系统电源和PV系统两部分，提高了保护装置R1的灵敏度。但是，在此过程中PV系统向保护装置R3和R4提供反向故障电流，因R3和R4不具备方向性，当故障电流达到整定值后就会出现误动作的情况。
图1
2.3影响熔断器保护
熔断器是电力系统当中较为常见的自动保护装置，在线路运行中，当发生电流过大情况、且电流值处于线路承受范围以外时，该熔断器则将会自动对电路切断，使其能够得到稳定、安全的运行。通常来说，对熔断器进行安装的位置有两个，即变压器高压侧以及电路分值位置，如在电路末端位置发生故障，此时熔断器则将对操作切断，接入光伏发电的情况下使线路结构也因此发生变化，进而影响到线路系统稳定性。
2.4配电网电压变化
正常运行时，放射状配电网的电压是沿着馈电线路潮流方向逐渐降低的。PV系统接入配电网后，馈电线路上传输的功率减少，而PV系统又支持无功功率的输出，因此导致一些负荷节点的电压被抬高甚至超标。建立了IEEE13节点的配电网仿真模型，发现要想有效控制因PV系统接入配电网而抬高的系统节点电压，使其能在规程规定的范围内，就必须确定配电网的接纳能力，限制PV系统的最大准入容量。
3影响改善措施
3.1完善技术标准
对于光伏电站并网这项工作来说，需要能够积极做好相关规范以及技术标准的完善与优化。作为电力企业，需要能够充分结合光伏发电的控制功能、技术参数、抗干扰性能以及运行特点等内容进行分析，以此对光伏电站并网的布设数量、规模大小以及接线结构等内容进行确定，同时科学设定无功配置、电压等级以及电能质量等，保证电站并网操作能够有所依据。而对于光伏电站，且需要能够积极完善无功补偿装置、无功发生器以及调压设备，对分布式光伏发电系统在运行当中的标准性以及规范性进行提升，最大程度对并网后对原有电网运行的影响进行降低。
3.2加强并网检测
在光伏电站正式介入到电网后，电力企业即需要能够充分联系相关文件标准做好对于电网的安全检测，即以电网接入安全规定为依据做好光伏电站的故障排除以及验电处理。在具体工作中，作为电力企业即需要能够重点检测光伏电站的主要性能，如电网适应性、有功功率输出特性、电能质量、低电压穿越以及SVC性能等，同时联系配电网技术规定要求加强电站接入设备的评估与验收。具体来说，要从光功率预测系统建设和预测能力、全站涉网保护定值与低电压穿越的逻辑关系和低电压穿越能力等方面加强评估实验。
3.3方向元件的配电网继电保护的改进
受逆变装置的影响，配电网接入PV系统后方向元件的判据与非接入PV系统方向元件的判据不同。经过仿真研究确定，PV系统采用非低电压穿越控制时，配电网电源侧和PV系统侧保护方向元件的动作判据分别为-80°≤σ≤105°和-75°≤σ≤100°；PV系统采用低电压穿越控制时，配电网电源侧和PV系统侧保护方向元件的动作判据分别为-10°≤σ≤105°和-75°≤σ≤170°（σ为保护安装点电压和正序电流之间的向量夹角）。
图2
如图2所示，配电网保护装置R1、R2、R4动作于配电网络电源提供的正向短路电流，保护装置R3、R5动作于PV系统提供的正向短路电流，二者不存在配合关系。按照提出的电流保护整定原则，故障点出现在PV系统的上游、下游或相邻馈电线路上时，保护装置均能够按照设计的选择性进行动作，切除故障部分，不会出现误动作情况。
结语
本文分析了光伏电源的出力特性，并在此基础上研究了其接入电网后对三段式电流继电保护所产生的影响。发生短路故障时，系统电源和光伏电源会一起对故障点的电流产生影响，改变故障时短路电流的方向和大小，导致继电保护装置出现误动和拒动，影响继电保护装置的灵敏性和选择性。
参考文献
[1]郭楠,白丽娜.光伏电源接入对继电保护及重合闸的影响与建议[J].电力系统及其自动化学报,2016(S1):138-140.
[2]翟文杰，李建泉，吴小云，等.分布式光伏发电对配电网保护的影响[J].大功率变流技术，2013（5）：21-26.