光伏配电防孤岛装置

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光伏配电防孤岛装置产品概述
1、分布式发电防孤岛装置设有剩余电流保护,由软压板和投退控制字进行投退,只有软压板和投退控制字均为投入时,保护才投入。
2、发生频率突变时装置采用跳闸保护。
3、若20S内保护没有动作(在合位),则开放自动有压合闸。
4、永利皇宫国际娱乐场具有两段式定时限电流方向保护。
5、光伏发电站防孤岛装置具有自动有压合闸。
6、本保护检测二次的A 相功率来判断,由软压板和投退控制字进行投退,只有软压板和投退控制字均为投入时,保护才投入。
7、进线TV 异常判据为:进线电压小于0.3 倍线路额定线电压,且进线合位或有流,10s 后报线路TV 异常。不满足以上情况,10s 后进线TV 异常返回。
光伏配电防孤岛装置功能特点
1、过负荷保护投退控制。
2、相间过流II段保护定值。
3、在线修改:“保护投退”及“保护定值”的修改可以通过计算机通讯后直接修改保存。
4、低电压保护定值。
5、过电压保护投退。
6、系统失电保护投退。
7、有压合闸电压下限。
光伏配电防孤岛装置工作原理
1、剩余电流保护投退。
2、电源指示:装置运行正常时,“电源”指示灯常亮。
3、光伏电站永利皇宫国际娱乐场的CPU插件由微处理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等构成。
4、相间过流II段保护投退。
5、工作条件:能承受严酷等级为I级的振动响应、冲击响应。
6、具有RS485 总线串行通信口,并集成了MODBUS 标准通信规约。
7、检查装置的日历时钟,应该是准确的,如果不对,则校准,经以上校验正常后,可以确信装置及屏柜连线正确,能够正常工作,可以投入运行了。

当前对于光伏发电系统防孤岛保护性能的测试 主要是利用RLC负载来模拟光伏本地负荷,调节 RLC负载来模拟各种工况,测量光伏系统的输出响 应,从而分析判断其防孤岛的保护性能,测试原理 如图1所示,通过RLC负载模拟本地负荷来测试光 伏电站防孤岛保护性能。RLc负载单元为可三相独 控制的电阻R、电容c和电感L。光伏电站通过网侧 开关K:与电网相连,通过负载开关K。与RLc负载 单元相连。 目前主要采用手动调节模拟负载匹配光伏电站 输出功率的方法来检测防孤岛保护的性能¨’7 J。该 方法有以下几点不足:(1)光伏电站输出功率受辐照 度影响,具有随机波动性,手动调节RLC负载和当 前光伏电站输出功率之间存在一定的误差,特别是 一103— 万方数据 第51卷第10期 加14年5月25日 电羹与仪表 EIectrical^知凋嗣Ird唧t&b强h卫men纽Ⅱ伽 V01.S1 No.10 May.25,∞14 电 网 图1 防孤岛保护性能测试原理 Fig.1 Anti—islanding testing principle 在辐照度波动较大的情况下,误差更为明显。(2) 手动投切的RLc负载具有延迟性,不能实时跟踪光 伏电站的输出功率,测试精度低。(3)测试过程较 为繁琐,测试周期延长、效率较低,给发电系统的发 电量带来一定的损失。 2自动加载系统原理 自动加载系统包括数据采集单元、数据处理单 元和RLC负载调节单元,如图2所示;RLC负载调 节单元通过输出信号分别控制负载开关K,、网侧开 关K:和RLc负载单元的组合投切开关。数据采集 单元包括采集电压和电流的单元,电压包括并网光 伏电站的站侧电压瞬时值u,和网侧电压瞬时值M:, 电流包括并网光伏电站的站侧电流瞬时值i,和网侧 电流瞬时值i:;数据处理单元包括根据采集的电压和 电流分别算出光伏电站发出的相应的功率、站侧电 流有效值,,和网侧基波电流,2的单元,功率包括光 伏电站发出的三相有功功率P。、PB、P。和三相无功 功率Q。、Q。、Q。。 电 网

自动加载测试系统框图 Fi昏2 B10ck dia舻珊of auto埘嘶c loading testiIlg s)阿【em 一104— 3 自动加载系统的设计 3.1硬件结构 自动加载系统硬件‘8‘11 3结构如图3所示,主要 由控制器、数据采集系统、远程通讯接口、人机界面 接口和输出L/O口。 图3硬件结构示意图 Fig.3 Schematic diagram of the hardware 控制器是自动加载系统的核心部件,主要负责 对采集的数据进行处理分析,形成指令输送到L/0 口,同时负责协调处理外界指令。 数据采集系统主要采集光伏电站的输出电压电 流,电网的输出电压电流信号。 人机界面接口负责对加载系统和人机界面的信 息交换。 远程通讯接口负责对远程集控系统进行通讯, 进行远程控制和信息交换。 输出L/O口将数字控制信号输出,控制并网开 断的通断和负载大小的调节。 3。2软件结构

自动加载系统算法流程如图4所示。 (1)数据采集。采集并网光伏电站的站侧电压 瞬时值酩。、网侧电压瞬时值配、站侧电流瞬时值;。和 网侧电流瞬时值i:数据。 (2)数据处理。通过采集的数据,分别算出光伏 电站发出的相应的功率尸。、PB、Pc、QA、Q。、Q卟站侧 电流有效值,,和网侧基波电流如。 (3)根据计算的功率,计算检测装置应投切的三 相RLC负载值,满足: PRA=PA、PRB=PB、PRc 2尸c; QL盎=QcA+(1一s)QA、QLB=QcB+(1一s)QB、 QLc=Qcc+(1一s)Qc; QcA=QfPRA、QcB=QfPRB、Qcc=QfPRc; 式中 PRA、P。。、P。。为应投切的三相电阻容量; QLA、Q。¨QM为应投切的三相电感容量;Q。。、Q。B、 Q。。为应投切的三相电容容量;Q,为RLC谐振电路 万方数据 第5l卷第10期 加14年5月25日 电测与仪表 Elect—caI^五目岱urement&b越加咖enta6帅 V01.5l No.10 May.25,2014 图4 自动加载方法流程图 Fig.4 Flowchart of automatic loading 的品质因数,根据不同的标准进行设置,由人工输 入调节;s为被测光伏电站逆变器总额定无功功率值 和RLc负载实际消耗的无功功率值之差与被测光伏 电站逆变器总额定无功功率值之比,根据不同的标 准进行设置,由人工输入调节; (4)根据上述三相RLc负载值,下发负载开关 投切指令,闭合负载开关K.; (5)判断网侧电流基波值大小,若厶<5%,.,

则 断开并网开关K:,进入步骤(6);若,2>5%,,,返回 步骤(3); (6)判断站侧电流有效值,。的大小;若,,=o, 计算光伏电站断网时间,测试结束,光伏电站具备 防孤岛能力;若,,>0,依据标准重新依次设置s的 值,返回所述步骤(3)。 4实验结果分析 为进一步验证所提防孤岛保护测试系统自动加 载方法的有效性,研制一套200kW的防孤岛保护性 能自动加载测试系统,RLC负载分别为: (1)阻性负载:分相独立控制0.01~0.09kw,0.1 ~0.9kw,l~9kw(A相、B相、C相分别由KRAl~ KRA27,KR。。一KRB27,KRc。一KR呓,分别控制);三相 10kw、10kW、20kw、20kW、20kw、50kW、50kw(分别由 KR。~K盯控制),能满足0.Olkw一209.97kw范围以 内任意组合功率,最小调节精度为o.01 kw。 (2)感性负载:分相独立控制0.01—0.09kVar, 0.1~0.9kVar,1~9kVar(A相、B相、c相分别由 KLAl~KLA27,KLBl~KLB27,KLcl~KLc27分另0控制); 三相10kVar、10kVar、20kVar、20kVar、20kVar、 50kVar、50kVar(分别由Ku~K。,控制),能满足 o.01kVar~209.97kVar范围以内任意组合功率,最 小调节精度为0.01 kVar。 (3)容性负载:分相独立控制0.01~0.09kVar, 0.1~0.9kVar,l~9kVar(A相、B相、C相分别由 KcAl~KcA27,KcBl~KcB27,Kccl~Kcc27分别控 制);三相10kVar、10kVar、20kVar、20kVar、20kVar、 50kVar、50kVar(分别由K。。~K研控制),能满足 o.01kVar~209.97kVaLr范围以内任意组合功率,最 小调节精度为0.0l kVar。 数据采集单元通过町、cT对网侧/站侧的电压 电流进行采集,通过采样电路,将采集的电压电流 信号传递给控制器,进行数据处理和负载调节;通过 负载调节的结果对负载开关进行投切。 现对一座容量200kw的光伏电站进行防孤岛保 护测试,测试结果如下: (1)断开并网开关K:时站侧PA、P。、P。、Q。、Q。、 Qc的值分别为50.15kw、50.20kw、50.80kw; 2.38kVar、2.15kVar、2.24kVar: (2)输入的品质因数Q,=l,s=o,断开并网开关 K:时投切的RLC负载大小为: 阻性负载:三相50kw、50kw、20kw、20kw、 10kW;A相:0.15kW;B相:0.2kW;C相:0.8KW。 感性负载:三相50kVA、50kVA、20kVA、20kVA、 10kVA;A相:2kVA、0.5kVA、0.03kVA;B相:2kVA、 0.3kVA、0.05kVA;C相:3kVA、0.04kVA。 容性负载:三相50kVar、50kVar、20kVar、20kVar、 10kVar;A相:0.15kW;B相:0.2kW;C相:0.8kW。 (3)投切负载开关结果见表l,符合要求。 (4)网侧电流基波值变化如图5所示。系统根 据光伏电站输出功率,进行一次加载,然后进行微 调,当网侧基波电流小于当前电站输出电流5%时, 断开并网开关。 (5)光伏电站输出电流变化值如图6、图7所示。 图6显示在并网开关断开后,经过(f:一f,)时间后光 伏电站停止运行。图7显示在并网开关断开后,经 过(£:一f。)时间后,部分逆变单元停止运行,再经过 (£,一t:)时间后,光伏电站全部停止运行。 一105— 万方数据 第5l卷第10期 2014年5月25日 电测与仪表 Eh虻h训h颤嘲曰咖ent&b够咖menta60n V01.51 NO.10 May.

25,2014 表1 负载组合开关投切情况 Tab.1 Switchingcondition of出e load switch 图5 网侧基波电流变化图 Fig.5 Fundamental cuH℃nt on the罢乒甜一side 图6光伏电站输出电流变化图 Fig.6 Output current of the PV station —106一 图7 光伏电站输出电流变化图 Fig.7 Output current of the PV station 5结束语 本文设计了一种并网光伏电站防孤岛保护性能 测试系统自动加载系统,并进行了实验验证,实验 结果表明该系统性能良好,达到预期,具有以下 优点。: (1)该方系统能够减小负载匹配的误差。由于 本系统能够快速自动检测光伏电站的输出功率、计 算相对应的负载值,并且计算速度快、精度高,所以 减小了负载匹配的误差,特别是在辐照度波动较大 的情况下,其优点更为明显。 (2)该系统能够减少延迟时间。由于本方法能 够实时跟踪光伏电站的输出功率,且计算速度快、采 样率高,能够减少延迟时间。

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