10kV光伏項目并網(wǎng)安全防護(hù)裝置

唐雪陽

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

工商業(yè)光伏儲能并網(wǎng)——發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)狀

隨著新能源的發(fā)展，很多工商業(yè)用戶會選擇在原有的公共電網(wǎng)配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新上分布式光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、儲能等發(fā)電系統(tǒng)。但由于發(fā)電量的波動與用戶側(cè)用電負(fù)荷的不斷變化，為防止用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)逆向發(fā)電，向公共電網(wǎng)倒送電，因此需科學(xué)合理地使用用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，同時對用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行安全控制，從而達(dá)到防逆流功能。

工商業(yè)光伏儲能并網(wǎng)——設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)

工商業(yè)光伏儲能并網(wǎng)——防逆流解決方案

采用不允許向電網(wǎng)倒送電方式的用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)時，需在公共連接點(diǎn)配置防逆流保護(hù)裝置，同時可配置系統(tǒng)軟件可采集并網(wǎng)點(diǎn)功率，并與發(fā)電設(shè)備通信調(diào)節(jié)實時發(fā)電量，通過防逆流軟件柔性調(diào)節(jié)、防逆流保護(hù)剛性跳閘相結(jié)合的方案，在產(chǎn)生逆向功率倒送公共電網(wǎng)時快速斷開并網(wǎng)柜，防止用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)持續(xù)發(fā)電倒送公共電網(wǎng)。

AM5SE-IS防逆流保護(hù)裝置——單機(jī)版防逆流保護(hù)

AM5SE-IS防逆流保護(hù)裝置主要適用于35kV、10kV及低壓400V光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、儲能充放電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。當(dāng)向公共電網(wǎng)有逆向供電現(xiàn)象時，可以快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本站不持續(xù)向電網(wǎng)逆向供電，保證電站的使用滿足電網(wǎng)要求。單機(jī)版方案適用于逆流監(jiān)測點(diǎn)與跳閘點(diǎn)之間距離在100米以內(nèi)的場景。

AM5SE-PV系列防逆流保護(hù)裝置

——主從機(jī)光纖直跳方案

當(dāng)逆流監(jiān)測點(diǎn)與用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)單元的并網(wǎng)柜之間線纜敷設(shè)距離在100m至1.5km之間主機(jī)從機(jī)之間可采用多模光纖為62.5/125um，波長850nm，ST接口連接。

當(dāng)逆流監(jiān)測點(diǎn)與用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)單元的并網(wǎng)柜之間線纜敷設(shè)距離在1.5km至20km之間，主機(jī)從機(jī)之間可采用單模光纖波長1310nm，ST接口連接。

——GOOSE通信方案

當(dāng)逆流監(jiān)測點(diǎn)與用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)單元的并網(wǎng)柜之間線纜敷設(shè)距離在100m至20km之間可采用AM5SE-PV系列主從機(jī)方案，主機(jī)從機(jī)之間可采用單模光纖波長1310nm，FC接口連接。

防逆流軟件功能——系統(tǒng)柔性調(diào)節(jié)方案

防逆流軟件可實時監(jiān)測防逆流監(jiān)測點(diǎn)功率變化，當(dāng)前光伏發(fā)電總功率、儲能實時放電功率與儲能實時充電功率以及每個并網(wǎng)單元并網(wǎng)點(diǎn)的實時功率。

防逆流軟件可設(shè)置逆功率跳閘的功率閾值與跳閘動作時間、低功率調(diào)節(jié)的功率閾值與調(diào)節(jié)時間、以及功率恢復(fù)正常后判斷合閘的功率值與恢復(fù)合閘動作時間。

低功率柔性調(diào)節(jié)

防逆流軟件設(shè)置低功率調(diào)節(jié)的功率閾值（該功率為用戶側(cè)使用公共電網(wǎng)的下網(wǎng)功率），當(dāng)公共電網(wǎng)的下網(wǎng)功率較低，可能會由于負(fù)荷波動導(dǎo)致逆向功率產(chǎn)生時，防逆流軟件柔性調(diào)節(jié)，給用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)單元發(fā)送降低發(fā)電功率指令，防止逆向功率產(chǎn)生。

逆功率跳閘

防逆流軟件設(shè)置逆功率跳閘的功率閾值（該功率為用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)向公共電網(wǎng)反向供電的上網(wǎng)功率），當(dāng)用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)向公共電網(wǎng)反向供電的上網(wǎng)功率觸發(fā)逆功率跳閘功率閾值，防逆流軟件給用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)單元發(fā)送跳閘指令，切斷用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)單元，防止持續(xù)向公共電網(wǎng)逆向供電。

功率恢復(fù)合閘

當(dāng)用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)單元因逆功率跳閘后，用戶側(cè)使用公共電網(wǎng)的下網(wǎng)功率恢復(fù)正常閾值，且在功率恢復(fù)合閘時間內(nèi)并網(wǎng)單元仍未恢復(fù)合閘，防逆流軟件給跳閘的用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)單元發(fā)送合閘指令，恢復(fù)用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)單元的發(fā)電，提高用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的利用率，減少公共電網(wǎng)的使用。

典型案例

中國某移動中心911.55kWp分布式光伏項目

采用柔性軟件調(diào)節(jié)+剛性單機(jī)版防逆流保護(hù)方案

防逆流策略：本項目分為5個并網(wǎng)點(diǎn)，5個防逆流監(jiān)測點(diǎn)，本質(zhì)為5個獨(dú)立防逆流保護(hù)方案，防逆流監(jiān)測點(diǎn)配置AM5SE-IS采集當(dāng)前母線低壓總進(jìn)線上互感器電流，結(jié)合母線電壓，計算低壓總進(jìn)線處實時功率，（向下指向母線為正功率，向上指向變壓器為逆功率），當(dāng)出現(xiàn)逆功率時，由逆功率保護(hù)裝置跳開對應(yīng)并網(wǎng)點(diǎn)斷路器，當(dāng)功率回復(fù)后恢復(fù)對應(yīng)并網(wǎng)點(diǎn)斷路器合閘。

江蘇某鹽場35kV分布式光伏項目

柔性軟件調(diào)節(jié)+主從機(jī)GOOSE通訊防逆流保護(hù)方案

防逆流策略：10kV進(jìn)線測逆流監(jiān)測點(diǎn)處配置2臺AM5SE-PVM-GOOSE去采集逆流監(jiān)測點(diǎn)電流、電壓，計算實時功率,大浦線和神特線每個并網(wǎng)點(diǎn)配置1臺防逆流從機(jī)AM5SE-PVS-GOOSE的從機(jī)，主從機(jī)之間通過光纖組網(wǎng)GOOSE通信，主機(jī)在監(jiān)測到低功率，觸發(fā)低功率定值時通過GOOSEOUT發(fā)出動作信號，對應(yīng)配置GOOSEIN的從機(jī)接收主機(jī)的命令后跳開對應(yīng)并網(wǎng)點(diǎn)斷路器，主機(jī)在監(jiān)測到功率恢復(fù)時，也通過GOOSEOUT發(fā)出動作信號，對應(yīng)配置GOOSEIN的從機(jī)接收主機(jī)的命令后恢復(fù)并網(wǎng)點(diǎn)斷路器合閘，同時監(jiān)控系統(tǒng)軟件采集防逆流主機(jī)功率數(shù)據(jù)，監(jiān)測點(diǎn)功率觸發(fā)防逆流裝置跳閘前通過防逆流軟件降低逆變器的發(fā)電功率，在防逆流保護(hù)裝置的跳閘的前實現(xiàn)柔性調(diào)節(jié)。