浅析分布式新能源并网变电站自投及保护方式改进 刘春光

发表时间:2019/3/28   来源:《电力设备》2018年第29期   作者:刘春光
[导读] 摘要:分布式新能源互联的发展是优化能源结构,建设现代电网的重要一步。
        (国网江阴市供电分公司  江苏江阴  214400)
        摘要:分布式新能源互联的发展是优化能源结构,建设现代电网的重要一步。 然而,随着分布式发电的安装和并网容量的不断提高,它将使电网的运行波动,并带来电压调整,谐波,继电保护,孤岛等影响其稳定性的问题。 因此,为了保证并网后新能源的电能质量,实现新能源的普遍和提高利用,有必要不断优化变电站待机自切换及其保护方式,提高备用自适应的适应性。网格连接后的切换操作,避免因无法同时关闭而导致的故障风险。
        关键词:分布式新能源并网;孤岛;非同期合闸;备自投;保护方式;改进措施
        光伏和风电等分布式能源发电改变了中国的“集中式”能源利用模式,提高了中国能源发展的质量和效率,为中国的生态保护和能源安全提供了坚实的保障。 为了实现分布式新能源的社会化应用,条件,流程,控制系统和保护系统必须与原电网的运行和调整兼容,否则会影响配电网的稳定供电。 各级。 分布式电源由于孤岛问题导致接入对重合闸的影响和待机自切换装置的可靠性已成为新能源并网需要解决的关键技术问题。
        1 分布式新能源并网对变电站备自投装置运行产生的影响。
        当传输线发生短路故障时,考虑到大多数短路是暂时的(例如异物引起的两相瞬时短路,单相接地等),以避免大 - 断电和长期断电,在断路器在一定时限内切断故障线路或接入其他正常工作电力后再次发出接通指令。该电源为线路再供电提供技术支持,减少对配电系统的影响和损坏[1]。但是,如果分布式发电结构连接到传统电网,当电路发生故障时,很容易导致电源岛问题,从而无法有效实现电源故障跳闸,不仅损害了安全性和公共电力维修人员的电源质量,还可以自动或手动重新关闭到岛上的电源开关。当电网重新通电时,它也可能损坏设备。
        1.1变电站备自投和保护方法的传统化实践
        传统的备用自动切换装置一般通过以下方式实现:安装备用变压器或备用线路;并且在正常运行负载下分别连接到分段总线,使用分段断路器获得相互备用(此时,工作电源容量的确定由分段总线的总负载确定)。但是,为了在提高配电稳定性,改善继电保护和限制短路电流方面实现待机自切换功能,必须达到必要的充电条件,阻断条件和启动条件。故障发生后,备用电源在“启动 - 充电 - 阻断 - 放电”过程中正常运行,从而稳定电网系统并恢复它。普通手术。另外,为了实现备用电源的有效启动和运行,过载连接后的加速保护(防止备用电源的过载运行),关闭后的加速保护以及与其他相关的合作保护可以加强对系统运行的保护,从而避免故障和备用自动切换装置本身对配电系统的影响。
        1.2传统变电站备自投和保护方式在接入分布式能源后的运行问题
        (1)分布式供电接入后形成的局部短期孤岛现象使得配电网的主电源在故障时仍然存在,这使得无法给备用自动切换装置提供有效的锁定信号, 待机自动切换装置不能及时运行,影响系统的稳定性和安全性。
        (2)分布式电源接入将导致重合闸时效或异步重合闸,当主电源发生故障时,这将导致断路器另一侧开关的无电压重合闸故障。 产生的冲击电流使线路保护无法有效运行,导致自支撑开关装置的运行故障,甚至影响电网。
        2 分布式备自投的实现形式
        以110kV变电站的连接方式为例,由于进线开关没有线路保护,正常运行时不会同时运行1QF,2QF和3QF。根据110 kV馈线开关和110 kV母线开关的不同匹配方式,高压侧备用自动切换装置有三种工作方式。
        (1)110kV线路1运行110kVI和II总线,即1QF和3QF到位,2QF处于热备用状态,110kV线路2是备用电源。
        (2)110kV线路2采用110kVI和II总线运行,即2QF和3QF到位,1QF处于热备用状态,110kV线路1为备用电源。


        (3)当110kV两段式母线串联运行时,110kV线路1运行110kVI母线,110kV线路2运行110kV II母线,即1QF和2QF到位,3QF处于热备用状态,两条电源线处于待机状态。
        随着分布式发电的进入,电力系统的容量大大增加。作为新增量配电网的电力枢纽,新的110kV变电站直接为用户供电,主备一备双电源线,内置桥式开关和多个10kV输出线路,配备双主变压器,而110kV内桥连接变电站备用线路运营商。需要解决几个技术盲点,即主变压器保护不能跳过110 kV桥式开关; 110 kV桥式开关悄然跳闸(110 kV桥式开关跳变信号由进入待机开关识别,备用线路开关在延时后关闭),导致母线电压损失;以及备用自切换装置的操作过载。因此,有必要改进传统的待机切换逻辑。一方面,将分布式能量接入后的主变压器保护动作信息加入判别条件,在确保110 kV桥接开关分离的情况下,可以再次关闭备用线路开关;另一方面,应增加110 kV桥接开关手跳节点,以阻止进线待机切换。线路待机开关识别110kV桥接开关的隐形跳跃信号,延迟后关闭备用线路开关。第三,当待机开关能够同时有效地检测总线(电压和电流)的电压(三相)和电流(三相或两相)时,PT断线(使用无电压和电流标准))被添加到阻止或警报。控制电路断线报警功能,在线自动检测功能,自检故障报警,自复位电路等功能,当干扰导致程序故障时,可通过自复位电路恢复正常运行,无误判等操作异常。
        3适应分布式新能源接入变电站备自投保护方式改进措施
        3.1 优化备自投进线设计,增设主变保护动作
        传统的待机待机开关在与备用线路开关连接之前不会确认110kV桥接开关是否处于正确位置。 这提供了当1号主变压器发生故障时备用开关与故障一致的可能性。 例如,主变压器保护跳转110kV桥式开关出口压板泄漏[4]。 因此,有必要在备用自切换线路的设计中引入主变压器保护动作逻辑。 充电后,在110kV总线关闭之前,应增加主变压器保护或线路保护的选择,然后实现待机自切换的传统接线方式或开关分离的条件,以避免 备用输入线与故障重叠。 这进一步降低了器件再次受到短路电流的可能性。
        3.2 自动调度和智能防误闭锁装置的有效实施
        以110kV线路为例,所有线路及其组件在实施优化改进时都可以配备智能化设备,即将合并单元和智能终端的功能集成在一起[5]。与传统的融合单元和智能终端配置相比,智能集成在经济上更具优势,具有模式的自适应功能。也就是说,仍然可以根据数据获取,释放,信号识别和传输来识别和传输待机自切换的内部模式的控制字,而不需要诸如并网电压的系统操作改变。完成待机待机和总线待机切换工作模式的变化,避免待机自动切换正常运行的问题,如隐形跳闸引起的关闭失败,非同步闭合或总线电压损失等问题的公共汽车。
        4 结语
        分布式能源互联是实现我国能源结构调整和生态现代供电的重要一步。 但是,互联互通后对电网运行系统的影响也很明显。 因此,为了实现互联后电源的稳定性和安全性,有必要保护变电站的自动上电及其保护。 为了为我国电能质量的不断提高创造技术条件,进行了自适应功能改进和线路优化。
        参考文献
        [1]黄行飞.110k V 变电站分布式电源备自投二次回路改造 [J]. 电工技术,2017(3):10~11.
        [2]万新强,赖 勇.分布式电源备自投接线方式改进[J].电工技术 ,2016(10):7.
        [3]万新强,赖勇,吴明希.分布式备自投装置连接方法及其备自投动作方法,CN103560579A[P].2014.
        [4]付鹏武,朱锴,段振锋,等.分布式新能源并网变电站备自投及保护方式改进[J].青海电力,2016,35(3):1~4.
        [5]贺智.适应分布式新能源并网的变电站备自投及保护方式改进[J].通讯世界,2016(11):169~170.
 
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