分布式光伏电源并入配电网的故障分析及保护研究.pdf
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1、Telecom Power Technology 207 Sep.25,2023,Vol.40 No.18 2023 年 9 月 25 日第 40 卷第 18 期运营维护技术DOI:10.19399/ki.tpt.2023.18.069分布式光伏电源并入配电网的故障分析及保护研究莫伟,林中原,骆海雄(广东皇鼎建设工程有限公司,广东 中山 528445)摘要:随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出,分布式光伏发电作为一种清洁、可再生的能源技术受到了广泛关注。分布式光伏电源将电力生成下移到用户附近,为能源转型和可持续发展提供了重要支持。然而,分布式光伏发电系统的并入也带来了新的挑战,尤其是与配
2、电网的稳定性和安全性相关的故障问题。故障事件可能对电网造成严重影响,如电压波动、电流倒流等,因此需要合适的保护策略来应对这些问题。对分布式光伏电源并入配电网的故障行为进行深入分析,并提出相应的保护技术,以确保电力系统的稳定运行。关键词:分布式光伏发电;配电网;故障分析;保护策略Fault Analysis and Protection Research on Integrating Distributed Photovoltaic Power into Distribution NetworkMO Wei,LIN Zhongyuan,LUO Haixiong(Guangdong Huangdi
3、ng Construction Engineering Co.,Ltd.,Zhongshan 528445,China)Abstract:With the continuous growth of energy demand and the increasingly prominent environmental issues,distributed photovoltaic power generation,as a clean and renewable energy technology,has received widespread attention.Distributed phot
4、ovoltaic power generation moves electricity generation down to the vicinity of users,providing important support for energy transformation and sustainable development.However,the integration of distributed photovoltaic power generation systems has also brought new challenges,especially fault issues
5、related to the stability and safety of the distribution network.Fault events may have serious impacts on the power grid,such as voltage fluctuations,current backflow,etc.Therefore,appropriate protection strategies are needed to address these issues.This study aims to conduct in-depth analysis of the
6、 fault behavior of distributed photovoltaic power sources integrated into the distribution network,and propose corresponding protection technologies to ensure the stable operation of the power system.Keywords:distributed photovoltaic power generation;distribution network;fault analysis;protection st
7、rategy0引言在将分布式光伏电源纳入传统配电网时,电网的稳定性和可靠性面临着新的挑战。配电网常常受到各种故障的影响,如短路、过电压和欠电压等。需要深入研究分布式光伏电源在配电网故障情况下的行为,以及如何采取有效的保护策略来维护电网的稳定性和可靠性。本文将从故障分析、保护技术等方面展开研究,以期为分布式光伏电源与配电网的融合提供更深入的理解和有效的解决方案。1故障分析与影响评估1.1配电网常见故障类型一是短路故障。短路故障是指电路中出现异常的电气连接,通常由于 2 个或多个电导体之间的短暂接触,导致电流在这个异常连接处迅速增加,造成电流的异常流动。短路故障可能由设备损坏、绝缘材料老化、设备安
8、装等问题引起。在短路事件发生时,电路中的电流可能会剧增,电压也会降低,导致电气设备过载、损坏甚至发生火灾。二是过电压故障。过电压故障是指电网中电压超过正常运行范围的情况。这种故障可能是由雷击、设备突发故障、负荷突然变化等引起的,会导致电网电压迅速升高,可能损坏电力设备,在长时间内影响设备的性能。此外,极端情况下,过电压故障可能引发设备损毁和电网的不稳定。三是欠电压故障。欠电压故障发生在电网中电压低于额定值的情况。这可能是由负荷突然增加、供电不足、电源故障等原因引起的。1.2分布式光伏发电对配电网故障的影响一是电压稳定性与频率变化。随着分布式光伏发电系统的引入,电力系统面临了新的挑战,这是因为光
9、伏发电的输出存在波动性和不稳定性。当配电网遭遇故障时,光伏发电系统的不稳定输出可能会导致电网电压的变化。特别是在天气阴沉或光照不均匀的情况下,光伏发电系统的电力产出可能会迅速波动,影响电网的电压稳定性。此外,光伏系统的接入还可能导致微小的电网频率变化,尤其是在光伏输出强烈变动时,频率的微小波动可能会对电力设备产生影响。二是电流倒流与谐波问题。在电网故障情况下,电流可能会发生倒流,也就是从配电网流向分布式光伏发收稿日期:2023-07-04作者简介:莫伟(1971),男,广东湛江人,大专,电气工程师,主要研究方向为光伏发电、光伏电气。2023 年 9 月 25 日第 40 卷第 18 期Sep.
10、25,2023,Vol.40 No.18Telecom Power Technology 208 电系统。这种现象能在一定程度上减轻电网的负荷,但同时也可能导致光伏系统逆向运行,影响电网的稳定性1-2。2分布式光伏发电保护策略2.1过电压保护策略2.1.1电压抑制与调节方法一方面,为防止过电压的产生和传播,可以采用电压抑制装置。这种装置的核心部分是闪络管,其工作原理如下:当电压超过预设的阈值时,闪络管内的气体从绝缘状态转变为导电状态,这就形成了一个电流通路。这种放电过程可以迅速释放过多的电荷,从而使电压快速稳定在一个安全的范围内。闪络管的主要优点是它的响应速度非常快,可以在短时间内有效地抑制电
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