隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣鲩L，分布式光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等新能源在電力供應(yīng)體系中的占比日益增加。在 35KV - 0.4KV 分布式光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)中，微機保護的重要性愈發(fā)凸顯。安科瑞+武陳燕+17269603655

一、保護設(shè)備安全

應(yīng)對復(fù)雜故障情況

在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏陣列在戶外環(huán)境下運行，容易受到惡劣天氣、小動物破壞等因素影響。燃氣發(fā)電系統(tǒng)則涉及復(fù)雜的燃氣供應(yīng)和燃燒設(shè)備。微機保護能夠?qū)Χ喾N故障類型進行快速檢測，例如相間短路、接地短路等。對于 35KV 線路，短路電流可能達到很高的值，如果不及時切斷故障線路，會對線路上的開關(guān)設(shè)備、變壓器等造成嚴重的熱和電動力損壞。在 0.4KV 低壓側(cè)，短路故障同樣會危及到逆變器、配電柜等設(shè)備的安全。微機保護裝置可以在故障發(fā)生后的極短時間內(nèi)（通常在幾十毫秒內(nèi)）準確判斷故障位置和類型，然后發(fā)出跳閘指令，將故障設(shè)備從系統(tǒng)中隔離出來，保護設(shè)備免受進一步的損壞。

防止設(shè)備過載

分布式發(fā)電的輸出功率具有一定的波動性。光伏輸出依賴于光照強度和溫度，燃氣發(fā)電則可能受到燃料供應(yīng)穩(wěn)定性和負荷需求變化的影響。當(dāng)發(fā)電功率超過設(shè)備的額定容量時，就會發(fā)生過載現(xiàn)象。微機保護可以實時監(jiān)測設(shè)備的電流、功率等參數(shù)，當(dāng)檢測到過載時，通過調(diào)整控制策略或者觸發(fā)保護動作，如限制功率輸出或者暫時切斷部分發(fā)電設(shè)備的連接，防止設(shè)備因長時間過載運行而縮短使用壽命或發(fā)生故障。例如，對于逆變器這種關(guān)鍵設(shè)備，過載可能導(dǎo)致其內(nèi)部電子元件過熱、老化加劇，微機保護能有效避免這種情況的發(fā)生。

二、確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行

保障電能質(zhì)量

新能源發(fā)電的間歇性和隨機性會對電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生影響。分布式光伏發(fā)電在白天光照強烈時輸出功率大，陰天或夜晚則輸出功率驟降；燃氣發(fā)電在啟動和停止過程中也會引起功率波動。微機保護系統(tǒng)中的電能質(zhì)量監(jiān)測模塊能夠?qū)崟r監(jiān)測電壓偏差、頻率偏差、諧波含量等電能質(zhì)量指標。當(dāng)電壓波動超出正常范圍時，微機保護可以控制無功補償設(shè)備進行調(diào)節(jié)，或者調(diào)整發(fā)電設(shè)備的輸出功率，以維持電壓穩(wěn)定。在頻率方面，如果系統(tǒng)頻率偏離額定值，微機保護可以與分布式發(fā)電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)協(xié)同工作，調(diào)整發(fā)電功率，確保電網(wǎng)頻率在合格范圍內(nèi)，從而提高整個并網(wǎng)供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，滿足用戶對穩(wěn)定、高質(zhì)量電力的需求。

維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性

在新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)中，分布式發(fā)電單元與電網(wǎng)相互作用。如果某個分布式發(fā)電單元發(fā)生故障，如光伏電站的逆變器突然故障導(dǎo)致輸出功率突變，可能會引發(fā)連鎖反應(yīng)，影響整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性。微機保護能夠迅速檢測到這種功率突變，并采取相應(yīng)的保護措施，如在故障單元與電網(wǎng)之間快速斷開連接，防止故障蔓延到電網(wǎng)的其他部分。同時，微機保護還可以與電網(wǎng)的自動化調(diào)度系統(tǒng)相結(jié)合，為調(diào)度中心提供實時的故障信息和設(shè)備運行狀態(tài)信息，以便調(diào)度人員及時調(diào)整電網(wǎng)運行方式，維持電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

三、符合電網(wǎng)接入要求與規(guī)范

滿足接入標準

電網(wǎng)公司對分布式發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)接入有嚴格的技術(shù)標準和規(guī)范要求。其中，微機保護功能是重要的組成部分。例如，在 35KV - 0.4KV 的并網(wǎng)接口處，需要具備過流保護、過壓保護、欠壓保護、接地保護等基本的微機保護功能。這些保護功能的參數(shù)設(shè)置必須符合電網(wǎng)的接入標準，以確保分布式發(fā)電系統(tǒng)在正常運行和故障情況下都不會對電網(wǎng)造成不良影響。只有安裝了符合要求的微機保護裝置，新能源發(fā)電系統(tǒng)才能夠順利通過電網(wǎng)公司的接入驗收，合法地接入電網(wǎng)進行發(fā)電和供電。

實現(xiàn)智能電網(wǎng)交互

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)對分布式發(fā)電系統(tǒng)的智能化管理要求越來越高。微機保護裝置可以具備通信功能，通過各種通信接口（如光纖、以太網(wǎng)等）與電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)和調(diào)度中心進行數(shù)據(jù)交互。這使得電網(wǎng)能夠?qū)崟r獲取分布式發(fā)電系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，包括發(fā)電功率、設(shè)備狀態(tài)、保護動作信息等，同時也可以向分布式發(fā)電系統(tǒng)發(fā)送控制指令，實現(xiàn)對新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和調(diào)度管理。例如，在電網(wǎng)負荷高峰時，調(diào)度中心可以通過微機保護裝置與發(fā)電系統(tǒng)的通信鏈路，要求分布式發(fā)電系統(tǒng)增加發(fā)電功率；在電網(wǎng)故障時，可以遠程控制分布式發(fā)電系統(tǒng)的保護動作和運行模式，提高電網(wǎng)的整體運行效率和可靠性。

四、提升經(jīng)濟效益

減少設(shè)備維修成本

由于微機保護能夠有效保護設(shè)備安全，減少設(shè)備故障的發(fā)生頻率，從而降低了設(shè)備維修和更換的成本。對于 35KV - 0.4KV 新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)中的大型設(shè)備，如變壓器、開關(guān)柜等，其維修成本往往較高，而且設(shè)備故障還可能導(dǎo)致停電損失。通過微機保護裝置及時準確地保護設(shè)備，延長了設(shè)備的使用壽命，減少了因設(shè)備故障帶來的直接和間接經(jīng)濟損失。

優(yōu)化發(fā)電效率

微機保護系統(tǒng)對發(fā)電設(shè)備的運行參數(shù)進行精確監(jiān)測和控制，有助于優(yōu)化發(fā)電設(shè)備的運行狀態(tài)。例如，在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，通過微機保護對逆變器的控制，可以使其在不同的光照和負荷條件下保持最佳的轉(zhuǎn)換效率。在燃氣發(fā)電系統(tǒng)中，微機保護與發(fā)電設(shè)備的控制系統(tǒng)協(xié)同工作，可以根據(jù)燃料供應(yīng)和負荷需求，調(diào)整發(fā)電功率，提高燃料利用率，從而提升整個新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)的發(fā)電效率，增加發(fā)電收益。

五、產(chǎn)品選型

5.1選型表

5.2產(chǎn)品功能特點

5.2.1高性能的硬件平臺

裝置采用主頻為 168MHz 的處理器，16 位同步采樣 A/D，每周波 48 點高速采樣、實時并行計算；配置 512K 字節(jié) Flash、（192+4）K 字節(jié) Sram、外置 4M 字節(jié) NorFlash、外置512K 字節(jié) Sram，硬件資源充足，可靠性高。

5.2.2統(tǒng)一的硬件設(shè)計和完善的保護功能

裝置硬件包括電源模塊、CPU 模塊、開入開出模塊、控制回路模塊、模擬量采集、通訊模塊等采用模塊化設(shè)計，通用性強。在同一硬件平臺上針對不同對象進行保護功能設(shè)計，實現(xiàn) 35kV 及以下電壓等級的電力系統(tǒng)保護，適用于進線、饋線、主變（一般容量 2000kVA以上）、配電變壓器（一般容量 2000kVA 以下）、高壓電動機、高壓電容器、母聯(lián)、PT 等設(shè)備的保護和自動控制功能。

5.2.3豐富的接口資源

12 路（可擴展到 14 路）交流電壓/電流通道，測量三相電流、兩路零序電流、三相電壓、零序電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電能。保護電流的測量不僅反映基波，還可以通過邏輯可編程軟件增加測量 2~10 次諧波，具有帶諧波制動的保護

功能。獨立操作回路，可自適應(yīng) 0.25~5A 開關(guān)跳合閘電流；

2 路 4～20mA 直流模擬量變送輸出，可通過邏輯可編程軟件自定義變送量；

2 路直流測量功能，可選測 4-20mA、0-5V、0-100V、0-300V。

20 路有源開關(guān)量輸入通道、10 路獨立無源開關(guān)量輸出通道；

2 路 RS485 串行通訊接口，支持 IEC60870-5-103、Modbus-RTU 規(guī)約；

2 路以太網(wǎng)接口，支持 TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU 規(guī)約；

審核編輯 黃宇