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降低光伏发电对海南电网影响 　　摘要：光伏发电在海南电网并网，改变了电网系统结构及电网中短路电流分布，从而影响了电网中潮流、线路保护及安全自动装置的变化。对此，需要采取不同的策略，并提出相应的解决方案，降低光伏发电对海南电网的影响。 关键词：光伏发电;线路保护;短路电流;电网系统;重合闸; 中图分类号：TV212文献标识码： A 引言： 地球上太阳能资源丰富、分布广泛，是21世纪最具发展潜力的可再生能源。在此背景下，全球光伏发电产业增长迅猛，产业规模不断扩大，质量提出了更高的要求。 光伏发电系统的并网,使海南电网从单系统放射状网络变为分布有中小型系统的有源网络,对电网的短路电流和继电保护造成一定的影响。在进行电网设备选择、校验和继电保护配置、整定时,应该考虑光伏系统对短路电流的影响。 目前,光伏系统的研究以光伏发电系统本身以及对外部电网的影响为主。因此，很有必要分析不同位置和容量的光伏发电系统并网对海南电网继电保护和自动重合闸的影响。 1光伏发电系统模型 基于换流器并网的三相光伏发电系统由光伏阵列、逆变器及交流电路组成。其中,交流电路由滤波器和变压器组成。 1.1光伏阵列模型 光伏阵列由大量光伏组件组成, 其输出电流： 式中V、I 光伏阵列输出电压和电流; N 光伏组件串的串联数; M 光伏组件串的并联数; Il 单位光伏组件产生的光电流; I0 二极管反向饱和电流; A光伏组件的理想因子; Rs、 Rsh 单位光伏组件的串联和并联阻抗; k 玻尔兹曼常数; q 电荷常数; Tp电池表面温度。 1.2逆变器模型 采用基于电压源逆变器的光伏并网系统, 根据图 1 由KCL 和 KVL 得到一组方程 θ=ωt-δu=Uc/2 式中： ua 、ub 、uc交流母线电压基波分量; ia、ib 、ic逆变器三相输出电流; r、l电阻、电抗; ω系统基波角速度; Uc逆变器输出电压的基波分量; δu 和 Uc 之间的相角差 2含光伏发电系统的电网短路电流分析 2.1传统的电网保护主要采用速断和过电流两种保护方式 考虑到电网大部分故障为瞬时性故障,通常主馈线上装设三相一次自动重合闸装置以提高供电可靠性。光伏发电系统并入电网后,当线路发生故障时,如光伏系统未能从系统解列,则光伏并网系统会对瞬时电流速断保护和一次自动重合闸产生影响。 含光伏发电系统的仿真系统图： 2.2不同位置和不同容量光伏发电系统接入电网后短路计算 根据传统电网保护配置情况，在快速切除光伏系统的前提下，电网出现故障时，光伏系统只对电流速断保护产生影响。光伏并网并网对保护产生的影响，主要取决于光伏系统的接入位置和容量。 取基准容量100MVA，含光伏发电的系统在节点1、3、4、6不同位置发生短路时流过保护的电流如下： 短路节点 名称 短路点的 短路电流 流过保护B的电流 B1 B2 B3 节点1 9701.5 0 0 0 节点3 4271.8 4279.0 4271.3 0 节点4 3002.8 3002.3 3007.9 0 节点6 1889.4 1926.7 1909.8 1889.1 接入不同系统容量的含光伏发电系统，在节点2、3两个位置发生短路时流过保护的电流如下： 光伏系统容量/MW 短路点的 短路电流 流过保护B的电流 B2 B3 0 1889.4 1909.8 1889.1 1.5 2943.0 1316.8 2942.6 3 2972.1 1291.1 2971.6 5 3002.3 1265.8 3001.8 3光伏并网对系统电流保护的影响 3.1当光伏系统在保护范围, 故障点在保护下游时, 由于光伏系统对短路电流的助增作用,短路电流会增大电流速断保护的灵敏度, 但如果线路为非终端线路,光伏系统距离故障点越近, 短路电流增加越明显,则相邻下一级线路故障有可能使保护失去选择性。 3.2如果容量没有加以限制随着保护距离的不断增大,保护延伸至下一级线路, 可能会引起误动，失去保护选择性。 3.3光伏电站对重合闸的影响 光伏系统接入海南电网后,一旦保护因故障动作跳闸,在光伏系统未从线路解列的情况下,形成由光伏系统供电的电力孤岛。这些电力孤岛虽然能够保持功率和电压在额定值附近运行,但是将对自动重合闸产生以下两种潜在的威胁。 (1)非同期合闸：电网形成电力孤岛后,在线路断路器断开至重合闸动作这段时间内,光伏系统与系统电源 的电势角会摆开,当电势角达