分布式光伏发电并网对配电自动化的影响及解决方案

• 1。 N-1条件下一条馈线转带对侧馈线负荷的最不 • 利运行方式。 • 2。馈线最远端发生两相短路故障的最严酷场景。 • 3。按照两条馈线上所有分布式电源的最大短路电 • 流之和来核减主电源提供的短路电流。 • 4。分布式电源向故障处提供的短路电流为两条馈 • 线上所有分布式电源的最大短路电流之和。 • 5。忽略馈线阻抗对分布式电源短路电流的抑制作用。
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4
应对更大容量分布式光伏 接入的配电网故障处理策略
•陕西电力科学研究
1）方向元件法
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•利用方向元件
•如果一个区域至少有一个端点的故障功率方向指向该区域 的内部，而没有端点的故障功率方向指向该区域的外部， 则故障就在该区域的内部。
•怎样测准故障功率方向?
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2）改进电流法
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•改进故障处理策略
•1。 变电站出线断路器设置重合闸功能，重合闸延 • 时时间为2.5s~3.5s。 •2。 故障发生后，变电站出线断路器保护动作跳闸。 •3。 2s后馈线上的分布式电源全部从电网脱离。 •4。 变电站出线断路器经2.5s~3.5s延时进行重合：
需要对其加强监测
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•直接电流控制逆变器并网
•采用直接电流控制的变流器的输出电流平稳地过渡到设定的
最大允许工作电流（1.3~1.5倍额定电流）。如果短路点距离
DG安装点较远，考虑到线路阻抗和非理想金属性短路，实际
短路电流会小很多。
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分布式光伏接入对 传统故障定位策略的适应性
•传统故障定位策略
•依靠故障电流的分布来进行故障定位。 •是目前广泛采用的故障定位策略。
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•传统故障定位策略
•传统故障定位策略
•依靠故障电流的分布来进行故障定位。 •是目前广泛采用的故障定位策略。
•要求来自主电源和分布式电源的短路电流有显著的差异。 •（3倍、2倍）
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分布式光伏接入的适应范围
1）分布式光伏接入馈线情形
•最不利条件
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分布式光伏并网接入 对配电网短路电流的影响
•分布式光伏接入对配电网短路电流的影响
•红色为有利因素，蓝色为不利因素
•1。无论配电网发生三相还是两相短路，由分布式光伏电源供 • 出的短路电流不超过其额定电流的1.5倍。
• 4。当在适应范围内时，分布式电源接入不致引起电压偏 差和电压波动问题。当较大容量DG接入馈线时，应对并网 点电压进行监测，必要时对DG的出力进行干预。
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演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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•2。光照严重降低时，分布式光伏供出的短路电流更小。
•3。分布式光伏接入配电网，有可能会导致短路点上游开关流
• 过的短路电流有所减小。
•4。分布式光伏逆变器故障可由自带的保护装置使其退出运行。
•5。一旦分布式光伏逆变器自带保护装置失灵：
• 单相断线故障：持续三相电流不平衡
• • •
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IGBT击穿熔通、直流侧短路：主网持续供出约该光伏逆变器5倍额定电流的 感性无功功率。
2020/11/10
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分布式光伏影发响电及并解网决•对陕方配案西电自电动力化的科学研究
•PV接入母线的情形
•当G与 S3之间的线路上发生故障时，只有S3上报故障电流 信息，因为G的电流阈值根据主电源的短路电流设置，而G 只流过PV供出的短路电流。因此依据传统故障定位规则可 以判定是G与S3之间馈线故障。
• 1）若是瞬时性故障则恢复供电，分布式电源逐步并入； • 2）若是永久性故障，则变电站出线断路器再次跳闸，此 时配电自动化系统采集到的故障信息就排除了分布式电源 的影响，可以依靠传统故障定位规则进行正确的故障定位。
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•各种故障定位方法的比较
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•在上述最不利情况比实际情况更加严酷
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•给定光伏接入容量下馈线的最大供电半径
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分布式光伏影响电及并解网决•对陕方配案西电自电动力化的科学研究
•给定光伏接入容量下馈线的最大供电半径
•经济么？
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分布式光伏接入对 电压质量的影响
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•分布式光伏对电压质量的影响
• 有利条件:
• 1）DG一般只发有功功率,而电压受无功功率影响更大 • 2）刚性系数限制下减少了DG对电压带来的影响 • (逆变器类比旋转电机类影响更大些) • 3）配电变压器的固有无功损耗减少了过电压的风险 • 4）DG容量较小(DG集中于馈线末端最严重) • 5）观测到的光伏处理突变比率一般小于1/2 •
•依靠故障电流的分布来进行故障定位。 •是目前广泛采用的故障定位策略。
•
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•传统故障定位策略
•依靠故障电流的分布来进行故障定位。 •是目前广泛采用的故障定位策略。
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分布式光伏发电并网对 配电自动化的影响及解
决方案
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2020/11/10
分布式光伏发电并网对配电自动化的 影响及解决方案
主要内容
•1 •背 景 •2 •分布式光伏接入对配电网短路电流的影响 •3 •分布式光伏接入对传统故障定位策略的适应性 •4 •应对更大容量分布式电源接入的故障处理策略 •5 •分布式光伏接入对电压质量的影响 •6 •结 论
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背景
•背 景
• 分布式光伏大量接入将对配电网的短路电流和电压
质量产生一定的影响，需要分析这些影响的程度，研究配 电网的适应性。 • 在配电网故障处理方面，配电自动化系统发挥着重要 作用。全国已经有大量配电自动化系统投运，目前已经进 入大规模推广应用阶段。为了迎接分布式光伏的大量接入 的挑战，需要认真研究已建成的配电自动化系统故障处理 策略的适应性，并研究超出适应范围情况下的应对措施。
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•馈线的负荷比率
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•分布式电源接入对配电网电压的影响
• 1。当分布式电源的接入容量在适应范围内时，分布式电源接 • 入不致引起电压偏差和电压波动问题。 • 2。分布式电源大量接入可能导致馈线某些节点电压超越电压 • 偏差允许上限，也可能导致电压波动超标。 • 3。措施： • 当较大容量DG接入馈线时，应对并网点电压进行监测， • 必要时对分布式电源的出力进行干预。
•开关S1、S2、A、B、C、D、E上报故障电流信息的电流阈 值均根据主电源的短路电流设置，DG接入点开关S3和DG出 口开关G上报故障电流信息的电流阈值也根据主电源的短路 电流设置。。
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•PV接入母线的情形
•当PV发生故障时，S3和G均上报故障电流信息，因此依据 传统故障定位规则可判定是DG故障。
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结论
•结 论
• 1。分布式光伏接入对配电网短路电流、电压偏差和电压 波动会产生一定的影响。
• 2。对于含分布式光伏的配电网，目前配电自动化系统广 泛采用的传统故障定位策略，在绝大部分情况下仍然适用。
• 3。基于分布式电源脱网特性与重合闸配合的改进故障处 理策略可以应对更大容量DG接入的挑战，它不必改变配电 自动化系统的硬件，只需在应用软件中略加改动即可。
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•给定光伏接入容量下馈线的最大供电半径
•经济么？
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2）分布式光伏接入母线情形
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•DG接入母线的情形
• 在满足电压偏差和电压波动要求条件下，允许
接入的DG比率较高。
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•光伏电源出力的突变
• •
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•分布式电源不产生电压偏差问题的适应范围
•母线电压达到上限的最极端情况下:
供电径长的农网馈线，在光伏接入容量较大时不适应。 • 2）电缆馈线的适应性性比架空馈线好。
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•传统故障定位策略的适应性
• 上述结论是用于各种逆变器并网型分布式电源：
• 光伏发电，直驱式风力发电，燃料电池，分布式储能， • 微型燃气轮机（天然气、煤层气、转炉煤气、高炉煤 气、 • 生物质气化发电、沼气发电。。。）
•PV接入母线的情形
•对于多个PV接入母线的情形，由于非故障PV支路 与来自主电源的短路电流相叠加，因此上述选择性 更容易满足。
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•传统故障定位策略的适应性
• 1。分布式光伏接入母线情形： 全部适应。 • 2。分布式光伏接入馈线情形： • 1）绝大多数情况下适应，极个别系统短路容量小、
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•PV接入母线的情形
•当母线所带某条馈线上，譬如E下游区域故障时，此时只有 S2、D和E上报故障电流信息，因此依据传统故障定位规则 可以判定是E下游故障。
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•25%全电机类DG满足传统故障定位策略的范围
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•传统故障定位策略的适应性
•应对更大容量接入的挑战：
•
――改进的故障处理策略
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