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防孤島保護(hù)裝置在光伏項(xiàng)目的應(yīng)用

Acrel安躍強(qiáng) ? 來源:Acrel安躍強(qiáng) ? 作者:Acrel安躍強(qiáng) ? 2024-10-22 16:10 ? 次閱讀

0 前言在可再生能源日益受到全球重視的今天,分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)以其環(huán)保、靈活、高效的特點(diǎn),在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。然而,隨著光伏電站的普及,孤島效應(yīng)成為了一個(gè)不容忽視的問題。孤島效應(yīng),即當(dāng)電網(wǎng)由于故障或維護(hù)等原因與光伏發(fā)電系統(tǒng)斷開連接后,光伏發(fā)電系統(tǒng)仍繼續(xù)向部分負(fù)載供電,形成獨(dú)立的電力孤島。這一現(xiàn)象不僅可能對(duì)電網(wǎng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)本身造成損害,還可能威脅到檢修人員的安全。因此,防孤島保護(hù)裝置在光伏項(xiàng)目中的應(yīng)用顯得尤為重要。

1 防孤島保護(hù)裝置的基本原理

防孤島保護(hù)裝置是一種基于智能電網(wǎng)技術(shù),結(jié)合微機(jī)保護(hù)原理的專用保護(hù)設(shè)備。它主要通過監(jiān)測(cè)分布式發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的連接狀態(tài),以及電網(wǎng)的電壓、頻率等關(guān)鍵參數(shù),來判斷是否發(fā)生孤島現(xiàn)象。一旦檢測(cè)到孤島現(xiàn)象,防孤島保護(hù)裝置會(huì)迅速切斷分布式發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的連接,防止孤島效應(yīng)的發(fā)生。

2 防孤島保護(hù)裝置的主要功能

2.1孤島檢測(cè)與保護(hù):防孤島保護(hù)裝置的核心功能是孤島檢測(cè)與保護(hù)。它通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的電壓、頻率等參數(shù),并與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較,一旦發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常且持續(xù)一定時(shí)間,即判斷為孤島現(xiàn)象發(fā)生,隨即切斷分布式發(fā)電系統(tǒng)的輸出,確保電網(wǎng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全。 2.2高頻與低頻保護(hù)功能:當(dāng)電網(wǎng)頻率超出正常范圍時(shí),無論是過高還是過低,防孤島保護(hù)裝置都會(huì)觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作,切斷分布式發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接。這一功能有效防止了因頻率異常導(dǎo)致的設(shè)備損壞和電網(wǎng)不穩(wěn)定。 2.3過電壓與低電壓保護(hù)功能:電網(wǎng)電壓的波動(dòng)同樣會(huì)對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)造成不利影響。防孤島保護(hù)裝置能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電壓,并在電壓超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)迅速切斷連接,保護(hù)設(shè)備免受損害。 2.4逆功率保護(hù):對(duì)于自發(fā)自用的光伏電站,光伏發(fā)電產(chǎn)生的電能不允許逆向流入電網(wǎng)。防孤島保護(hù)裝置能夠監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的功率流向,一旦發(fā)現(xiàn)逆向功率,即切斷光伏開關(guān),防止電網(wǎng)側(cè)向光伏側(cè)反送電。 2.5自動(dòng)恢復(fù)并網(wǎng)功能:在電網(wǎng)故障解除后,防孤島保護(hù)裝置能夠自動(dòng)檢測(cè)電網(wǎng)狀態(tài),并在確認(rèn)電網(wǎng)恢復(fù)正常后,重新閉合并網(wǎng)開關(guān),恢復(fù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行。

3 產(chǎn)品方案

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AM5SE-IS防孤島保護(hù)裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時(shí),可以快速切除并網(wǎng)點(diǎn),使本站與電網(wǎng)側(cè)快速脫離,保證整個(gè)電站和相關(guān)維護(hù)人員的生命安全。

3.1功能簡(jiǎn)介

(1)保護(hù)功能 ● 三段式過流保護(hù)(可經(jīng)低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖) ● 反時(shí)限過流保護(hù)(可經(jīng)低電壓閉鎖) ● 兩段式零序I01過流(可帶方向閉鎖)/I01反時(shí)限過流保護(hù) ● 兩段式零序I02過流(可帶方向閉鎖)/I02反時(shí)限過流保護(hù) ● 低電壓跳閘 ● 低電壓告警 ● 過電壓保護(hù)(跳閘/告警) ● 零序過壓保護(hù)(跳閘/告警) ● 逆功率保護(hù) ● 頻率保護(hù)(低頻減載/高頻保護(hù)) ● 頻率突變跳閘 ● 有壓自動(dòng)合閘 ● 重合閘 ● 后加速過流保護(hù)(可經(jīng)低電壓閉鎖) ● 過負(fù)荷告警 ● 過負(fù)荷跳閘 ● PT斷線告警 ● 控制回路斷線告警 ● FC回路配合的過流閉鎖功能 ● 非電量保護(hù)(跳閘/告警) ● 檢同期 ● CT斷線告警 ● 檢修狀態(tài)閉鎖

(2)監(jiān)控功能 ● 獨(dú)立操作回路,可適應(yīng)0.25A-5A開關(guān)跳合閘電流 ● 20路有源開關(guān)量輸入 ● 10路無源繼電器輸出 ● I, U, P, Q, PF, Fr, Ep, Eq 等電參量測(cè)量 ● 2路4-20mA變送輸出

(3)通訊功能 ● 2路RS485串行通訊接口,支持Modbus-RTU、IEC60870-5-103規(guī)約 ● 2路以太網(wǎng)接口,支持 TCP Modbus-RTU和 TCP IEC60870-5-103規(guī)約

(4)其他功能 ● 故障錄波功能,保護(hù)動(dòng)作時(shí)觸發(fā)錄波,可錄故障前8周波、故障后4周波 ● IRIG-B格式對(duì)時(shí)

3.2逆功率保護(hù)

當(dāng)檢測(cè)到回路有逆向電流流過且逆向功率值超過設(shè)定值時(shí),裝置經(jīng)可設(shè)置延時(shí)發(fā)出逆功率跳閘命令,停止送電。

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3.3過電壓保護(hù)

裝置設(shè)有過電壓保護(hù),當(dāng)斷路器處于合閘位置且裝置檢測(cè)到最大線電壓高于過電壓保護(hù)定值時(shí),經(jīng)可設(shè)延時(shí)裝置過電壓保護(hù)命令,保護(hù)動(dòng)作于跳閘或告警可選。

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4 防孤島保護(hù)裝置在光伏項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用

在分布式光伏項(xiàng)目中,防孤島保護(hù)裝置通常安裝于光伏并網(wǎng)柜內(nèi),與光伏發(fā)電系統(tǒng)、電網(wǎng)以及監(jiān)控系統(tǒng)緊密連接。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析電網(wǎng)參數(shù),防孤島保護(hù)裝置能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理孤島現(xiàn)象,確保光伏項(xiàng)目的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 某工程線路主要包括市電側(cè)和光伏并網(wǎng)側(cè)兩大部分,由于孤島效應(yīng)在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生,因此需要在并網(wǎng)柜處安裝安科瑞AM5SE-IS防孤島保護(hù)裝置,利用其頻率突變跳閘和有壓自動(dòng)合閘保護(hù)功能保證人員和電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行,整個(gè)配電室上圖方案如下:

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配電室上圖方案

針對(duì)本項(xiàng)目的一次方案及二次圖紙?jiān)O(shè)計(jì)如下:

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5防孤島保護(hù)裝置的優(yōu)勢(shì)與前景防孤島保護(hù)裝置在光伏項(xiàng)目中的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢(shì)。首先,它能夠有效防止孤島現(xiàn)象的發(fā)生,保護(hù)電網(wǎng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全。其次,通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)保護(hù),防孤島保護(hù)裝置能夠顯著提高光伏項(xiàng)目的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。此外,防孤島保護(hù)裝置還具有操作簡(jiǎn)便、維護(hù)方便等特點(diǎn),降低了光伏項(xiàng)目的運(yùn)行成本。

作者介紹: 安躍強(qiáng),男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)闉?a target="_blank">智能電網(wǎng)供配電。

審核編輯 黃宇

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