AM5SE防孤島保護裝置在分布式光伏項目中的應用

本項目在原有的10/0.4kV系統(tǒng)上新增分布式光伏并網(wǎng)。配電系統(tǒng)原有高壓柜4臺、變壓器4臺、低壓柜31臺。本項目采用0.4kV并網(wǎng)，設計1#并網(wǎng)電和2#并網(wǎng)點，光伏并網(wǎng)接入位于原有低壓配電柜出線開關(guān)，供電系統(tǒng)圖及并網(wǎng)柜位置如圖1所示。

圖1 配電系統(tǒng)一次系統(tǒng)圖

項目需求：

光伏發(fā)電屬于清潔能源，但其電能質(zhì)量并不穩(wěn)定，由于光伏發(fā)電的不確定性可能會導致輸出功率的隨機波動，進而導致電網(wǎng)頻率偏差、電壓暫升暫降、電壓短時中斷、電壓波動與閃變等電能質(zhì)量問題。同時光伏發(fā)電使用交直流逆變器，在此環(huán)節(jié)會產(chǎn)生諧波問題，還伴隨直流分量流入供電系統(tǒng)。

這些電能質(zhì)量問題可能會對工廠造成以下影響：

電壓波動和閃變：可能會導致電機設備運行不穩(wěn)定，影響生產(chǎn)線的正常運行。

諧波污染：可能會干擾電子元件的正常工作，導致設備故障或損壞。

電壓暫降和短時中斷：導致設備停機或損壞，影響生產(chǎn)線的正常運行。

頻率偏差：可能會影響電機設備的正常運行，導致生產(chǎn)線的停滯或損壞。

通過在線電能質(zhì)量監(jiān)測裝置可以監(jiān)測、分析、評估監(jiān)測點的電能質(zhì)量，包括電能質(zhì)量實時監(jiān)測、電能質(zhì)量事件告警、錄波、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、評估分析等功能,及時發(fā)現(xiàn)并解決電能質(zhì)量問題，提高光伏發(fā)電的效率和穩(wěn)定性，同時保障電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運行。

在光伏項目中，孤島效應是一個常見問題。當電網(wǎng)側(cè)停電時，光伏側(cè)仍然處于正常發(fā)電狀態(tài)，并向電網(wǎng)側(cè)送電，形成了孤島效應。這給電網(wǎng)側(cè)的檢修人員帶來了很大的安全威脅。防孤島保護裝置可以及時切斷光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，避免孤島效應的產(chǎn)生，從而保護檢修人員的安全。此外，防孤島保護裝置還可以在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，迅速切斷光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，避免設備受到損壞，并在故障解除后自動恢復并網(wǎng)，確保了光伏項目的穩(wěn)定運行。

本項目要求并網(wǎng)點具有低壓低于50%Un時0.1s閉鎖發(fā)電、檢有壓85%Un自動并網(wǎng)功能，同時實時監(jiān)測并網(wǎng)點電壓諧波、直流分量、電壓偏差等電能質(zhì)量。需要將1#并網(wǎng)點、2#并網(wǎng)點的電壓、電流、有功功率、無功功率以及防孤島保護相關(guān)數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量數(shù)據(jù)上傳至特斯拉220kV變電站，再通過站內(nèi)原有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳至調(diào)度中心。

同時光伏發(fā)電站項目還應滿足以下相關(guān)規(guī)定。

根據(jù)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)定》GB/T 19964-2012的相關(guān)要求，光伏電站并網(wǎng)點需要裝設滿足《電能質(zhì)量檢測設備通用要求》GB/T 19862-2005標準要求的A類電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，并且監(jiān)測點需要放置在并網(wǎng)點。該裝置需要對光伏電站可能引起的諧波、電壓偏差、頻率偏差、電壓波動和閃變、三相不平衡度、注入電網(wǎng)直流分量進行在線監(jiān)測，并且需要具備通訊接口，能夠遠傳電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)需要通過綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳至電能質(zhì)量檢測主站。

根據(jù)《電能質(zhì)量評估技術(shù)導則 三相電壓不平衡》DL_T 1375-2014的規(guī)定，接入公共連接點的每個用戶引該點負序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時不超過2.6%。

根據(jù)《電能質(zhì)量 供電電壓偏差》GBT12325-2008的規(guī)定，220 V單相供電電壓偏差為標稱電壓的+7%，-10%。

根據(jù)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)定》GB/T 19964-2012的相關(guān)要求，光伏發(fā)電站應配置獨立的防孤島保護裝置，動作時間應不大于2s。防孤島保護還應與電網(wǎng)側(cè)線路保護相配合。

綜合本次項目要求及相關(guān)規(guī)定，本次分布式光伏并網(wǎng)項目在原有供電系統(tǒng)上進行改造，新增2個并網(wǎng)柜，需要在每個柜子中安裝一臺A類電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置APView500PV對并網(wǎng)點電能質(zhì)量進行實時監(jiān)測，同時還需要安裝一臺防孤島保護裝置AM5SE-IS，當發(fā)生孤島效應時可以及時切斷并網(wǎng)柜斷路器，避免事故的發(fā)生。具體配置方案如圖2及圖3所示。

圖2  1#并網(wǎng)柜配置方案

圖3  2#并網(wǎng)柜配置方案

各類設備主要實現(xiàn)的功能如下：

本項目各類設備均就地安裝于開關(guān)柜中，現(xiàn)場安裝圖片如下，目前裝置在現(xiàn)場運行正常。

圖4 裝置現(xiàn)場安裝圖片