光伏发电系统并网继电保护系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种光伏发电系统并网继电保护系统，包括光伏发电系统和传统电网，所述光伏发电系统的输出端与传统电网的输入端之间并联有电流速断保护单元和方向性电流保护单元，所述电流速断保护单元包括连接母线、设在连接母线上的第一断路器和第二断路器；所述方向性电流保护单元包括串联连接的熔断保护器和电压互感器、串联连接的开关断路器和电流互感器、电流方向判断元件、电流计量装置、以及电能计量装置，所述电流计量装置与电流方向判断元件为逻辑与关系。本实用新型能够使光伏发电系统平网后的配电网具有电流速断保护和方向性电流保护的功能，从而保证整个电网运行的安全性和可靠性。
【专利说明】
光伏发电系统并网继电保护系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及光伏并网发电领域，特别是涉及一种光伏发电系统并网继电保护系统。
【背景技术】
[0002]近几年来，不可再生能源日益医乏，而我国发电厂类型主要以直接燃烧煤、石油、天然气等能源的火力发电厂为主，严重浪费能源的同时对环境影响较大，因而电网急需向能量储存大且清洁无污染的可再生能源发展。随着技术的不断发展，光伏发电已成为发展趋势，其是一种新兴的、高效环保的发电技术，近年来得到了迅猛的发展。
[0003]然而，由于大量的光伏并网运行必然会严重影响配电网的网络结构以及配电网中短路电流的大小和分布，这样就给配电网的继电保护工作带来了多方面的影响。当光伏发电系统接入配电网后，配电网的网络结构发生了变化，一旦配电网发生故障的时候，配电网系统和光伏发电系统同时向故障点提供短路电流，这样就改变了配电网的节点短路水平。光伏发电系统在配电网中的安装位置和容量等因素都将影响配电网继电保护的正常运行。
【实用新型内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺陷和各种不足之处，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种光伏发电系统并网继电保护系统，具有电流速断保护和方向性电流保护的功能，以保证整个电网运行的安全性和可靠性。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供一种光伏发电系统并网继电保护系统，包括光伏发电系统和传统电网，所述光伏发电系统的输出端与传统电网的输入端之间并联有电流速断保护单元和方向性电流保护单元，所述电流速断保护单元包括连接母线、设在连接母线上的第一断路器和第二断路器，所述连接母线的一端与光伏发电系统的输出端相连接，另一端与传统电网的输入端相连接，所述第一断路器位于光伏发电系统的输出端处，第二断路器位于传统电网的输入端处;所述方向性电流保护单元包括串联连接的熔断保护器和电压互感器、串联连接的开关断路器和电流互感器、电流方向判断元件、电流计量装置、以及电能计量装置，所述熔断保护器和开关断路器均与光伏发电系统的输出端相连接，所述电压互感器、电流互感器均与电流方向判断元件相连接，电流互感器还与电流计量装置相连接，所述电流计量装置、电流方向判断元件均与电能计量装置相连接、且电流计量装置与电流方向判断元件为逻辑与关系，所述电能计量装置的输出端与传统电网的输入端相连接。
[0006]优选地，所述第一断路器上设有第一继电保护单元，用于控制第一断路器动作;所述第二断路器上设有第二继电保护单元，用于控制第二断路器动作。
[0007]进一步地，所述光伏发电系统包括光伏阵列、电容、由四个光伏逆变器构成的电桥单元、电感、以及变压器，所述光伏阵列与电容并联设置后与电桥单元的输入端相连接，电桥单兀的输出端与电感相连接，电感再与变压器相连接，变压器的输出端与传统电网的输入端相连接。
[0008]优选地，所述变压器的输出端还与储能单元相连接，所述储能单元包括与变压器的输出端依次相连的双向直流交流变换器、双向直流变换器以及储能元件，所述储能元件为并联连接的超级电容组和蓄电池组。
[0009]本实用新型涉及的光伏发电系统并网继电保护系统具有以下有益效果:
[0010]本实用新型能够使光伏发电系统并网后的配电网具有电流速断保护和方向性电流保护的功能，从而保证整个电网运行的安全性和可靠性。
[0011]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图对本专利进行详细说明。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。
[0013]元件标号说明
[0014]I光伏发电系统
[0015]11光伏阵列
[0016]12电容
[0017]13光伏逆变器
[0018]14电感
[0019]15变压器
[0020]16双向直流交流变换器
[0021]17双向直流变换器
[0022]18超级电容组
[0023]19蓄电池组
[0024]2传统电网
[0025]3电流速断保护单元
[0026]31连接母线
[0027]32第一断路器
[0028]33第二断路器
[0029]4方向性电流保护单元
[0030]41熔断保护器
[0031]42电压互感器
[0032]43开关断路器
[0033]44电流互感器
[0034]45电流方向判断元件
[0035]46电流计量装置
[0036]47电能计量装置
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细介绍。
[0038]如图1所示，本实用新型提供一种光伏发电系统并网继电保护系统，包括光伏发电系统I和传统电网2，所述光伏发电系统I的输出端与传统电网2的输入端之间并联有电流速断保护单元3和方向性电流保护单元4，所述电流速断保护单元3包括连接母线31、设在连接母线31上的第一断路器32和第二断路器33，所述连接母线31的一端与光伏发电系统I的输出端相连接，另一端与传统电网2的输入端相连接，所述第一断路器32位于光伏发电系统I的输出端处，第二断路器33位于传统电网2的输入端处；当连接母线31两侧保护中任意一侧保护区外的相邻线路出现故障时，则连接母线31中在故障点处发生短路，此时，第一断路器
32或/和第二断路器33动作，以使动作电流大于保护区域外短路时的最大短路电流，从而获得电流速断保护。优选地，所述第一断路器32上设有第一继电保护单元，用于控制第一断路器32动作;所述第二断路器33上设有第二继电保护单元，用于控制第二断路器33动作，起到延时的作用，使整个配电网具有限时电流速断保护的功能，从而保护线路全长，且比下一级线路首端的电流速断保护大了一个时限差，从而保证下一级线路首端发生故障时，该保护不会发生误动作。
[0039]进一步地，为了保证当光伏发电系统I接入到传统电网2后满足保护的选择性和可靠性，如图1所示，所述方向性电流保护单元4包括串联连接的熔断保护器41和电压互感器
42、串联连接的开关断路器43和电流互感器44、电流方向判断元件45、电流计量装置46、以及电能计量装置47，所述熔断保护器41和开关断路器均与光伏发电系统I的输出端相连接，所述电压互感器42、电流互感器44均与电流方向判断元件45相连接，电流互感器44还与电流计量装置46相连接，所述电流计量装置46、电流方向判断元件45均与电能计量装置47相连接、且电流计量装置46与电流方向判断元件45相连接并为逻辑与关系，所述电能计量装置47的输出端与传统电网2的输入端相连接，以实现一个功率方向的闭锁，防止保护误动作的发生。
[0040]进一步地，如图1所示，本实施例中，所述光伏发电系统I包括光伏阵列11、电容12、由四个光伏逆变器13构成的电桥单元、电感14、以及变压器15，所述光伏阵列11与电容12并联设置后与电桥单元的输入端相连接，电桥单元的输出端与电感14相连接，电感14再与变压器15相连接，变压器15的输出端与传统电网2的输入端相连接。所述变压器15的输出端还与储能单元相连接，所述储能单元包括与变压器15的输出端依次相连的双向直流交流变换器16、双向直流变换器17以及储能元件，所述储能元件为并联连接的超级电容组18和蓄电池组19。超级电容器组的储能方式是采用多组超级电容器以电场能的形式将能量储存起来，当能量紧急需求时，再将储存的能量释放出来，以迅速补偿系统所需的有功和无功，保持系统电能平衡和稳定。
[0041]综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0042]以上对本实用新型实施例所提供的一种光伏发电系统并网继电保护系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，凡依本实用新型设计思想所做的任何改变都在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种光伏发电系统并网继电保护系统，包括光伏发电系统(I)和传统电网(2)，其特征在于:所述光伏发电系统(I)的输出端与传统电网(2)的输入端之间并联有电流速断保护单元(3)和方向性电流保护单元(4)，所述电流速断保护单元(3)包括连接母线(31)、设在连接母线(31)上的第一断路器(32)和第二断路器(33)，所述连接母线(31)的一端与光伏发电系统(I)的输出端相连接，另一端与传统电网(2)的输入端相连接，所述第一断路器(32)位于光伏发电系统(I)的输出端处，第二断路器(33)位于传统电网(2)的输入端处;所述方向性电流保护单元(4)包括串联连接的熔断保护器(41)和电压互感器(42)、串联连接的开关断路器(43)和电流互感器(44)、电流方向判断元件(45)、电流计量装置(46)、以及电能计量装置(47)，所述熔断保护器(41)和开关断路器(43)均与光伏发电系统(I)的输出端相连接，所述电压互感器(42)、电流互感器(44)均与电流方向判断元件(45)相连接，电流互感器(44)还与电流计量装置(46)相连接，所述电流计量装置(46)、电流方向判断元件(45)均与电能计量装置(47)相连接、且电流计量装置(46)与电流方向判断元件(45)为逻辑与关系，所述电能计量装置(47)的输出端与传统电网(2)的输入端相连接。2.根据权利要求1所述的光伏发电系统并网继电保护系统，其特征在于:所述第一断路器(32)上设有第一继电保护单元，用于控制第一断路器(32)动作;所述第二断路器(33)上设有第二继电保护单元，用于控制第二断路器(33)动作。3.根据权利要求1所述的光伏发电系统并网继电保护系统，其特征在于:所述光伏发电系统(I)包括光伏阵列(11)、电容(12)、由四个光伏逆变器(13)构成的电桥单元、电感(14)、以及变压器(15)，所述光伏阵列(11)与电容(12)并联设置后与电桥单元的输入端相连接，电桥单元的输出端与电感(14)相连接，电感(14)再与变压器(15)相连接，变压器(15)的输出端与传统电网(2)的输入端相连接。4.根据权利要求3所述的光伏发电系统并网继电保护系统，其特征在于:所述变压器(15)的输出端还与储能单元相连接，所述储能单元包括与变压器(15)的输出端依次相连的双向直流交流变换器(16)、双向直流变换器(17)以及储能元件，所述储能元件为并联连接的超级电容组(18)和蓄电池组(19)。
【文档编号】H02J7/00GK205489576SQ201521062536
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月11日
【发明人】陈文选, 范义, 闵小瑞, 张学强, 王有庆, 邱雁庄, 谢志华, 付洁, 蔚文鑫
【申请人】国网甘肃省电力公司张掖供电公司