摘 要：根據(jù)光伏電源特點(diǎn)及電網(wǎng)接線方式，本文對含分布式電源（光伏電站）的配電網(wǎng)正常檢修方式實(shí)例進(jìn)行介紹。研究結(jié)果表明，合理配置配電網(wǎng)設(shè)備保護(hù)，準(zhǔn)確預(yù)測光伏發(fā)電功率，充分利用光伏電源發(fā)電容量，能使含光伏電站的配電網(wǎng)系統(tǒng)檢修方式更靈活，電網(wǎng)供電可靠性進(jìn)一步加強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：光伏電站 運(yùn)行方式 配電網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（c）-0124-02

近年來，分布式光伏電源（DG）由于其清潔性得到了飛速發(fā)展，加之光伏電池組件價(jià)格的大幅下降和政府、電網(wǎng)企業(yè)政策上的強(qiáng)力扶持，大量小于6兆瓦[1]的光伏分布式電源接入配電網(wǎng)系統(tǒng)。配電網(wǎng)中大量光伏分布式電源的接入，使配電網(wǎng)系統(tǒng)接線、繼電保護(hù)進(jìn)一步復(fù)雜，既影響了調(diào)度負(fù)荷預(yù)測的精度，又增加了配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行、調(diào)度單位的運(yùn)維、調(diào)控難度。文中案例對分布式電源輸出功率進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，合理安排運(yùn)行方式，充分利用分布式電源容量，使含分布式電源（文中分布式電源）的配電網(wǎng)停電方式靈活多樣，從而提升了配電網(wǎng)的供電可靠性。

1 配電網(wǎng)中光伏電站的接入方式

通常，配電網(wǎng)的光伏電站主要有以下接入方式：（1）以380 V接入低壓線路的超小型光伏電站。（2）以10 kV（20 kV）專線形式接入公用電網(wǎng)的小型光伏電站（本文主要討論）。（3）以“T”接10 kV線路接入的小型光伏電站。光伏電站接入方式的差異，其對配電網(wǎng)保護(hù)配置、運(yùn)行方式的影響也不相同。

2 光伏電站專線接入方式下的配電網(wǎng)檢修方式安排

2.1 以專線形式接入的光伏電站2011年年底，金壇地區(qū)配電網(wǎng)新增了兩條專線接入的10 kV光伏電站（如圖1）

其中，接入的110 kV變電站為單母線雙主變接線方式。正常情況10 kV母聯(lián)運(yùn)行（#2主變未投運(yùn)），圖中以系統(tǒng)電源代替主變101開關(guān)及以上設(shè)備。10 kVI、II段出線八條，總最大負(fù)荷電流約為480 A。

正常方式下的保護(hù)配置情況。

系統(tǒng)電源側(cè)變壓器配置常規(guī)的差動(dòng)保護(hù)及高低壓側(cè)帶復(fù)合電壓閉鎖的后備保護(hù)；10 kV出線開關(guān)采用帶時(shí)限的純電流保護(hù)；10 kV光伏電站并網(wǎng)線路采用光纖差動(dòng)保護(hù)；10 kV并網(wǎng)光伏電站內(nèi)部配置防孤島保護(hù)及低周低壓解列保護(hù)。

2.2 對應(yīng)的電源側(cè)檢修方式安排

（1）電源側(cè)檢修一次方式安排當(dāng)電源側(cè)設(shè)備，比如主變、110 kV母線、110 kV線路需停役檢修時(shí)，由于10 kV串供線（圖2）路串供裕量的限制（圖二，按線路運(yùn)行規(guī)程，安全電流為380 A），必須充分利用光伏電站的出力才能保證10 kV出線持續(xù)供電。而要保證串供線路和10 kV張家線不超載，需要較為準(zhǔn)確地預(yù)測10 kV光伏線功率。

（2）并網(wǎng)光伏電站的物理方法功率預(yù)測光伏電池主要與輻照強(qiáng)度（太陽入射角、云量）、溫度等自然因素以及光伏電站的智能化程度、運(yùn)維水平等管理因素相關(guān)，對短期、超短期功率預(yù)測，決定性因素主要是自然因素中的云量和溫度[2]。假設(shè)檢修計(jì)劃制定日為D，電源側(cè)設(shè)備停電檢修日期為D+7（若停電間隔時(shí)間過長，氣象數(shù)據(jù)失去準(zhǔn)確性，則不能安排以光伏電源為主檢修方式），檢修當(dāng)日停電時(shí)間初定為二小時(shí)。若云量、溫度已知，按照相似原則取典型日發(fā)電電流值，參照經(jīng)驗(yàn)公式可得檢修當(dāng)日實(shí)際出力電流（如圖4）。

即：I=I*×（Y/Y*）×（1+γ），其中I為預(yù)測日當(dāng)日出力電流，I*為參考的典型日出力電流，Y和Y*分別為預(yù)測日和參考日云量數(shù)值，γ為出力電流與環(huán)境溫度的系數(shù)。

（3）檢修日配電網(wǎng)供電容量校核按照方式安排，檢修計(jì)劃安排在光伏電站發(fā)電電流最大值期間，即11：00～14：00之間。

對光伏電站接入變電所的10 kV負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測、分析，結(jié)合唯一可串供線路——10 kV張家線電流裕度分析：安全電流380 A，線路自身負(fù)荷電流為30 A，電流穩(wěn)定，實(shí)際最大電流裕度為350 A。結(jié)合以上數(shù)據(jù)可以繪制出10 kV串供線路電流裕度圖。

由圖4可知，合理安排檢修時(shí)間，充分利用光伏電站出力，文中配電網(wǎng)系統(tǒng)在電源側(cè)設(shè)備短時(shí)檢修停役的情況下，具備足夠裕量保證配網(wǎng)用戶持續(xù)供電。

（4）檢修方式下保護(hù)、自動(dòng)化裝置的調(diào)整和預(yù)案安排在10 kV外電源線路、光伏電站聯(lián)合供電的檢修方式下，除被串供線路外，其他配網(wǎng)饋供線路仍保持原有運(yùn)行模式，故只將其重合閘即可?？紤]到運(yùn)行方式的薄弱，以及配網(wǎng)線路保護(hù)無方向，將被串供線路重合閘停用、全部保護(hù)停用。光伏電站并網(wǎng)線路仍啟用光纖差動(dòng)保護(hù)，電站內(nèi)部進(jìn)線開關(guān)仍啟用防孤島保護(hù)、低周低壓解列保護(hù)，低周低壓時(shí)間定值改為零秒。

（5）故障應(yīng)對和預(yù)案安排檢修方式下可能會(huì)有下列故障和異常情況。

①串供線路、10 kV母線設(shè)備故障。此時(shí)光伏并網(wǎng)線路保護(hù)不會(huì)動(dòng)作，光伏電站依靠低周低壓解列保護(hù)快速動(dòng)作，以防串供線路重合發(fā)生非同期。若串供線路重合成功，則恢復(fù)并網(wǎng)。

②10 kV線路故障。若饋電線路故障，則饋電線路跳閘不重合；若光伏并網(wǎng)線跳閘，則光纖差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作不重合，為防止串供線路超載，按照預(yù)先安排對部分線路調(diào)度停電。

③串供線路、10 kV母線設(shè)備或者10 kV出線單相接地，此時(shí)，光伏電站低周低壓保護(hù)動(dòng)作跳閘，為防線路超載，按照預(yù)先安排對部分線路調(diào)度停電；對線路進(jìn)行接地查找后及時(shí)恢復(fù)光伏電站并網(wǎng)。

3 結(jié)論

大量光伏電站的并網(wǎng)運(yùn)行給電網(wǎng)、特別是配電網(wǎng)的運(yùn)行、維護(hù)帶來了巨大挑戰(zhàn)。本文結(jié)合實(shí)例對光伏電站進(jìn)行發(fā)電功率預(yù)測，按照預(yù)測裕量合理安排檢修時(shí)段，認(rèn)真編制應(yīng)對預(yù)案，保證了配電網(wǎng)持續(xù)可靠供電，為含光伏電站的配電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行提供了思路和參考方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 江蘇省電力公司.江蘇電網(wǎng)光伏電站調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)定（試行）.

[2] 盧靜、翟海青，劉純，等.光伏發(fā)電統(tǒng)計(jì)方法研究[J].華東電力，2010，38（4）：1.