浅谈光伏并网柜保护监测解决方案-江阴和源

1、光伏并网柜简介

分布式并网光伏系统是利用光伏组件将太阳能直接转变为电能的发电方式，并且能一定程度保证发电的稳定性、可靠性及供给配电网电能质量，是一种新型的、环保型且具有长远发展前景的发电系统。该系统在用户所在场地或附近建设运行，以用户侧自发自用为主、多余电量上网且在配电网系统平衡调节为特征的光伏发电设施。它能够就近逐步解决用户的用电问题，通过并网送去实现供电差额的补偿与外送。光伏电源处于用户侧，发电供给当地政府负荷，可以合理减少对电网供电的依赖，减少线路损耗。通过借助建筑物表面，将光伏蓄电池作为建筑材料，从而合理地增加光伏电站的占地面积。分布式光伏发电系统规模较小，可以根据实际要求进行建设，建设区域选择性较大，在未来能源综合利用发展中有很大的发展空间。

并网柜主要由刀闸、断路器及有关的控制元件组成，由于其连接发电机系统和电网系统，安装有完备的并网保护装置，起到发电机并网作用，而被称为“并网柜”。光伏并网柜作为光伏电站的总出口存在于光伏系统中，是连接光伏电站和电网的配电装置，可以保护、计量光伏发电的总量，方便故障检修管理，提高发电系统的安全性和经济效益。具备检失压分闸、检有压合闸、过流保护、过电压保护、孤岛保护、防逆流保护、谐波治理、无功补偿等多项保护功能，同时具备显示光伏发电系统运行参数和状态指示，被广泛运用于光伏发电系统，与光伏并网逆变器配套使用可组成一套完整的光伏发电系统解决方案。

2、接入方案

低压（380V/220V）分布式光伏接入时，调控机构不直接采集低压分布式光伏的运行数据，而是通过接收营销、设备等专业系统的转发数据方式间接接入低压分布式光伏数据。

接入方式共分为三种，均需用户侧做好数据对接和配合工作。

（1）通过设备专业配电物联网平台接入

　　融合终端是按“一台区一终端”设计，实现与配电自动化主站、配电物联网云平台进行信息交互的台区边缘设备，实现对整个台区状态监测及协调控制。

（2）通过营销专业用电信息采集系统接入

　　统一构建低压分布式光伏采集模式，利用现有计量与采集设备构建了以台区融合终端、集中器和光伏采集感知终端为主体的感知层，实现低压分布式光伏的可观、可测和协调控制。

（3）通过互联网聚合商平台接入

　　目前常用的逆变器普遍配置有GPRS通信模组，采集发电实时功率、发电量、运行状态信息，上送到互联网端聚合商平台管理，平台同时具有远程控制功能，可关停或下发定值调节逆变器出力，电力调度机构可通过与聚合商平台对接，实现低压分布式光伏发电数据采集、远程调节。

10千伏及以上分布式光伏以直采方式接入调度机构，可采用电力调度数据网、无线网络两种方式，接入的数据需满足调度数据采集范围及频率需要。

3、光伏并网柜综合监测解决方案

光伏并网柜在运行中，会出现电网侧电压、频率等方面的波动对本站造成冲击、负荷过高等现象，不仅会对电网设备造成损坏还会威胁到维护人员的生命安全。谐波问题是光伏发电的主要问题，光伏发电使用交、直流逆变器，由于逆变器是通过半导体功率开关的开通和关断作用，把直流电转变为交流电，在此环节会产生谐波问题。另外由于光伏项目的不确定性，造成输出功率的随机波动，导致电网频率偏差、电压波动与闪变等。

针对上述情况，本解决方案利用防孤岛保护装置采集并网电压、频率及电网进线电流等信号，当发生孤岛现象时，快速切除并网点，使本站与电网侧快速脱离。同时配置电能质量在线监测装置，对电压谐波、电压波动与闪变、频率偏差、电压不平衡度、电压暂降/暂升/短时中断等进行实时监测。通过这两种设备在光伏并网柜中的使用，为电网的可靠运行提供保障。

4、产品介绍

5、结束语

随着新能源得到广泛应用，分布式并网光伏电站系统也在迅速发展，尤其是光伏、分布式等能源的应用。

在光伏并网柜在运行中，会出现电网侧电压、频率等方面的波动对本站造成冲击、负荷过高等现象，不仅会对电网设备造成损坏还会威胁到维护人员的生命安全。谐波问题是光伏发电的主要问题，光伏发电使用交、直流逆变器，由干逆变器是通过半导体功率开关的开通和关断作用，把直流电转变成了交流电,在此环节会产生谐波问题。另外由于光伏项目的不确定性，造成输出功率的随机波动，导致电网频率偏差，电压波动与闪变等。

故需通过加装电能质量在线监测装置实现对电能质量的分析和告警。对必须加装治理设备工场提供数据基础，同时对非必要场所及时退出以便降低附加损耗；对于配电系统内发生的谐波、电压、电流可以及时捕捉和处理。