K3发生接地故障,保护B3的电流速断保护立即动作断开故障线路,但MG的PCC从检测外部故障到SS断开MG需要一段时间,期间MG和B3所在的馈线构成孤岛运行,如果此时保护B3的前加速动作,可能会造成非同期合闸。同时,MG继续向故障点提供电路电流,可能使故障点电弧重燃,扩大事故。
保护B3的前加速必须与PCC处的静态开关SS动作时间配合。所以,必须限制MG提供的短路电流,以公共配电网电流速断或定时限过流保护的定值为约束条件,以减轻MG接入对重合闸前加速,后加速的影响。
3)防孤岛保护
孤岛效应当主电网由于故障或检修而停止对部分负荷供电时,用户侧的分布式电源可能与负荷构成一个可独立运行的孤网系统,从而脱离电网调度系统的控制,如果不能明确地给出孤网系统与主电网的断开点,则可能引发一系列人身和运行隐患。
这块内容涉及到一些孤岛监测方法,可以结合IEEE1547孤岛检测标准看看。
4)微电网保护措施
一是微电网系统级保护。关键是其与公共配电网的连接点PCC,可知,微电网并网运行对配电网继电保护的影响因素主要取决于两个因素:注入配电网的短路电流大小和持续时间。当公共电网发生永久性故障或微电网的运行状态不符合标准时,要求微电网进入孤网运行,PCC的迅速动作能减轻微电网对公共配电网继电保护的不利影响。所以,PCC安装的控制与保护装置必需能够检测并准确判断电网的各种故障情况,迅速做出响应,决定微电网是否进入孤网运行。
二是微电网单元级保护。当公共电网发生故障或电能质量下降,如过电压,电压偏低等,对于敏感负荷,需要微点网快速断开与公共电网的连接,微电网进入孤网运行模式。微电网单元及保护主要是应对微电网内部发生的各种故障所配置的保护。
具体来说比如限制DG的容量与接入位置,配电网故障时,DG立即退出,引入故障电流限制手段如故障限流器等。
保护这块确实不擅长,也就随便总结一些。
六、微电网工程实例
许继河南分布式光伏发电及微电网运行控制试点工程是国内首个包含光伏发电、电力储能,并具有微电网特性的试点工程,是国家电网公司唯一的微电网试点项目。该项目以河南财政税务高等专科学校屋顶380kW光伏项目为依托,由380kW光伏电源、2组100kW/100kWh储能系统、约34路用电负荷、相关控制单元和保护单元构成光储联合微电网系统,可以实现微电网并网到离网,离网到并网的平滑过渡。
图中的负荷回路和光伏发电回路实际上对应有多路负荷回路和光伏回路。本示范工程将离网状态定义为:1DL和2DL均跳开,即孤岛状态。并网状态定义为:1DL和2DL有一个合上。
正常运行时,1DL及分段3DL合上,2DL断开,微电网为并网运行。系统和光伏电源同时给用电负载供电。
如果系统故障,导致1DL断开,微电网进入离网运行,光伏发电、储能系统和用电负荷构成微电网的计划孤岛运行模式,持续供电。当系统电源恢复,则合上1DL或2DL开关,微电网由离网运行转入并网运行。
此项目的保护与控制装置有:光伏逆变器,储能变流器,微电网系统控制器,负荷控制器,馈线保护控制器。除了以上保护控制器外,还有一套后台集中控制中心完成系统的集中控制和管理。
在微电网的并网、离网过程中,系统控制流程如图所示。
本项目中所有光伏逆变器在这整个过程中均作P/Q控制。在并网状态,按最大出力发电,在离网状态,由后台集中控制中心根据需要控制出力。在整个过程中,光伏回路可以认为是功率为负值的负载回路。
储能回路二配置的2#储能变流器在这整个过程中均作P/Q控制,由后台集中控制中心根据需要进行充放电控制。在过程中,储能回路可认为是功率可调节的负载回路。
储能回路一配置的1#储能变流器在并网状态作P/Q控制,由后台集中控制中心根据需要进行充放电控制。在离网状态作V/f控制,稳定系统的电压和频率,作为微电网的主电源,其他光伏回路和储能回路根据此电压和频率作P/Q控制,共同维持系统的稳定运行。
负荷控制器主要完成离网后的快速负荷切除功能,馈线保护控制器完成馈线的保护控制功能。