[發明專利]分布式光伏并網安全防護系統

在審

• 申請號: 201510178082.3
• 申請日: 2015-04-15
• 公開（公告）號: CN104753045A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 林其友;侯勁松;蒯圣宇;趙武;趙鋒;舒曉欣;龐彥;李濤;蒯群
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網安徽省電力公司蕪湖供電公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J3/38
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

技術領域

本發明屬于電力系統領域，具體涉及一種分布式光伏并網安全防護系統。

背景技術

發展光伏發電最大的技術挑戰就是反孤島，在越來越多的分布式光伏系統接入電網情況下，孤島效應的危害就顯得更為突出，對電網的檢修造成很大的影響，表現為：重新跳開線路或者相連的設備可能會由于失步合閘而造成破壞；在孤島期間認為線路不帶電的電網維護工人將受到安全威脅；孤島可能干擾電力系統的正常的手動或自動供電操作，孤島下的重合閘可能會影響配電系統的保護開關動作程序，導致線路再次跳閘，破壞并網逆變器及相連的設備；單相分布式并網發電系統中，當孤島發生時，若不及時的斷開有可能造成或者加劇本地三相供電系統的不平衡，增加電網檢修的難度和工作量。分布式光伏發電大多屬于用戶側并網，當出力與負荷就地平衡時，就會存在孤島效應問題。當電力檢修人員在維護接有分布式光伏發電系統網側線路或設備時，一旦分布式光伏發電的防孤島保護功能失效，將給電力檢修人員的現場安全作業等帶來隱患。如圖1所示，根據Q/GDW480—2010《分布式電源接入電網技術規定》，孤島效應是指當開關QF1斷開后，公共連接點開關QF2(或分布式光伏發電接入裝置)未能檢出孤島狀態并及時斷開，使分布式光伏發電系統依然向系統送電。當電網因事故或停電檢修而失電時，如果分布式光伏發電系統的出力與本地負荷相匹配，就可能發生孤島效應，造成待檢修線路帶電，給系統設備和相關人員帶來安全隱患。

發明內容

針對以上現有技術的不足，本發明提供一種分布式光伏并網安全防護系統，通過建立三道安全屏障，解決分布式光伏低壓并網安全問題。

本發明的技術方案是：一種分布式光伏并網安全防護系統，該系統包括設置在分布式光伏發電系統和配電網之間的分布式光伏逆變器和中低壓斷路器，所述中低壓斷路器具有關斷單元、檢測無壓跳閘單元和檢測有壓合閘單元。所述分布式光伏逆變器根據分布式光伏逆變器交流輸出端電壓值切斷分布式光伏發電系統向電網供電。當分布式光伏逆變器交流輸出端電壓V＜50％V_標稱時，最大跳閘時間為0.1秒；當50％V_標稱≤V＜85％V_標稱時，最大跳閘時間為2秒；110％V_標稱＜V≤135％V_標稱最大跳閘時間為2秒；當135％V_標稱＜V，最大跳閘時間為0.05秒。所述分布式光伏逆變器在電網頻率變化時，分布式光伏逆變器根據電網頻率切斷分布式光伏發電系統向電網供電。當電網頻率f＜48，分布式光伏逆變器0.2s內停止運行；當電網頻率48≤f≤49.5，分布式光伏逆變器運行10分鐘后停止運行；當電網頻率49.5＜f≤50.2，分布式光伏逆變器正常運行；當電網頻率50.2＜f≤50.5，分布式光伏逆變器運行2min后停止運行，處于停運狀態的逆變器不得并網；當電網頻率50.5＜f，分布式光伏逆變器運行2分鐘后停止運行，處于停運狀態的逆變器不得并網。所述檢測無壓跳閘單元失壓跳閘值為30％U_N，延時為10秒。所述檢測有壓合閘單元合閘值為30％U_N，合閘采用手動合閘。該系統還包括安裝在分布式光伏發電系統送出線路電網側的反孤島裝置，所述反孤島裝置包括操作開關和擾動負載。所述反孤島裝置用于形成擾動，使分布式光伏逆變器檢測到電壓或頻率異常，在2秒內產生保護動作。

本發明有如下積極效果：通過三道屏障的設置，可在現有裝備技術條件下，系統的解決分布式光伏低壓并網安全問題。由于分布式光伏逆變器、分布式光伏專用斷路器在分布式光伏接入工程中本身就存在，只是在設備性能參數上有所增加和調整，并未新增裝置，而專用低壓反孤島裝置也只在分布式光伏并網容量達到一定比例時(如上級變壓器額定容量的25％)，即有可能形成孤島的條件下，才進行安裝配置，并且裝置功能簡單實用，自身成本價格較低，在系統的解決分布式光伏低壓并網安全的基礎上，很好的兼顧到了經濟性，有效降低了用戶的工程投資成本。

附圖說明

圖1本發明中具體實施方式中的光伏發電系統的孤島效應示意圖；

圖2本發明中具體實施方式中的安全防護三道安全屏障示意圖。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發明的具體實施方式如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。