摘要：当前小型光伏发电厂及光伏微电网得到了迅猛的发展，但在特立尼达和多巴哥共和国自建发电厂发的电只能用于自身消耗，禁止流向电网,这就需要自建发电厂有设计安装防逆流装置，在电力局颁发发电证书前，防逆流装置的保护功能通过电力局的验收。本文结合案例就电力局要求的防逆流保护
摘要：当前小型光伏发电厂及光伏微电网得到了迅猛的发展，但在特立尼达和多巴哥共和国自建发电厂发的电只能用于自身消耗，禁止流向电网,这就需要自建发电厂有设计安装防逆流装置，在电力局颁发发电证书前，防逆流装置的保护功能通过电力局的验收。本文结合案例就电力局要求的防逆流保护功能进行探讨
关键词：可持续；环保；新技术；光伏发电；防逆流
0.引言
特立尼达和多巴哥共和国某机场光伏发电厂设计装机容量为518kWp，每28块光伏板连成一个光伏组串连接至215kVA组串式逆变器，总共设计34个光伏组串，2台逆变器，通过0.8/12kV的变压器升压后连接至机场管理局12kV配电系统的备用馈线端。12kV配电系统的2路进线连接至电力局供应的电网，馈线则连接至机场的所有负载，进线柜、馈线柜及母联柜均通过母排连接。该机场光伏发电用于机场内部的用电需求，约占内部总用电需求的25%，剩余75%的用电仍需电网供应。当机场在某些时刻用电负载减少时，要求在原有的12kV配电系统中设计安装防逆流装置，防止光伏发电流向电网，影响电网的稳定性。
1.防逆流装置的选用与保护功能设计
1.1方案选择
在机场的12kV配电系统中，2面进线柜中分别安装有1个三相电压互感器PT和3个电流互感器CT，且已连接至原有的机械电压/电流表中。基于用户的原有配置，防逆流装置的选用和保护功能的设计有2种方案可以实现。
方案一：多功能电表+SCADA系统监测控制。如图1所示，该方案中多功能电表用于监测2路进线的有功
图1方案一系统图
功率，然后通过交换机及光纤将数据采集至PLC中，然后利用SCADA程序来实现输出控制，当监测到有功功率小于设定的阈值时输出一个分闸信号，切断光伏发电厂并网点的断路器开关，从而保证光伏发电不会流向电网侧。
方案二：微机综合保护装置。如图2所示，该方案中利用微机综合保护装置来监测2路进线的有功功率，当任何一相出现逆功率时微机综合保护装置会输出一个分闸信号，从而切断光伏发电厂并网点的断路器开关，从而防止光伏发电流向电网。此外该微机综合保护装置还具有自我故障监测功能，当设备出现非正
图2方案二系统图
常状态时也会自动输出一个分闸信号，进一步保证了防逆流的安全和可靠性。基于安全可靠性、成本及用户和当地电力局的要求，终选择方案二作为防逆流保护的设计实施方案。
1.2保护原理
逆功率保护装置处于投用状态，当有逆功率产生且测量到的任一相逆功率大于整定值，保护动作跳闸输出端口产生一个常闭干触点信号。逆功率保护装置能够准确测量发电单元从电网系统吸收有功的大小，测量的电压取值并网点的电压互感器，电流取自并网点电流互感器，在对应端子的接线时需要注意互感器线圈。
2.微机综合保护装置安装
2.1安装准备和检查
安装前检查微机保护装置的包装是否完好，规格型号是否正确，安装附件及配件是否齐全；安装场所清洁、干燥，且无热源及强磁场；该装置为柜门嵌装，安装时确保柜门无油污、灰尘、及有害化学物质；安装时需要预留足够的空间，以方便布线、端子安装、接线等，柜门与柜体之间应该预留一定长度的导线裕量，满足柜门开启和关闭。
2.2安装
采用机械开孔方式在柜门的合理位置开孔，开孔边缘应用锉刀和砂纸进行打磨处理，确保无毛刺，进行防腐处理；将装置穿过安装孔，装置与柜门之间应该布设密封垫圈，然后用安装卡将保护装置安装牢固；安装完成后仔细检查保护装置的铭牌是否完好无刮损，端子保护盖板牢固无脱落，装置固定牢固无松动。
2.3回路接线
互感器接线：为了系统的稳定可靠和维护方便，PT一次侧安装熔断器或断路器；CT接线前应将所有的二次侧端子短接，以保证CT接线的安全,CT二次接线完成后才能移除短接端子排。注意：PT二次侧端子接线时保证其开路，禁止短接；CT二次侧端子接线时禁止其开路，其端子短接接地。电源接线：本装置采用直流供电，电源端子接线不需要区分正/负。
通信接线：以太网通信[4]。装置配置有10/100M自适应以太通讯网口，采用标准RJ-45接头；RS-485通信[4]：装置同时配有RS-485通信口，端子标记为D+、D-。通信电缆可以采用普通的屏蔽双绞线，但总长度不宜超过1000m，各个设备的RS-485端口正负性连接正确，电缆屏蔽层一端需接地。
DI接线：装置标配4路开关量输入，端子标记为DI1、DI2、DI3、DI4、DIC，用于连接外部干触点信号，检测到的信号会在设备上进行动态监测；DO接线：装置内部有2个电磁型继电器，端子排标记为DO1、DO2、DO3、DO4。AI的接线：装置端子标记为AI+、AI-。AI接入的电流信号为为直流信号，接线时要注意电流方向，不允许反接。
3.微机综合保护装置调试及操作
3.1通电前检查
检查所有的接线均准确无误，接线端子牢固无松动，端子标识正确且完善，柜门处的布线有保护软管且有适当的裕量，所有的布线整理固定妥当；供电电源电压稳定且满足该装置的安全供电范围，所有的线缆绝缘测试已经完成，测试结果均合格；检查装置接地线连接可。装置的接地线已可靠接入开关柜的接地线，且接地电阻测试合格，满足低阻抗要求（小于1Ω)。
3.2通电检查
装置工作状态检查。用万用表测量供电电源电压，确认电压正常后合上装置工作电源开关，装置正常工作特征如下：观察装置指示灯状态，上电瞬间装置指示灯点亮，程序进入初始化状态，之后运行指示灯闪烁，表示程序初始化完成，液晶显示屏进入待机状态；断路器分合位指示灯正常；断路器分合测试。在装置控制面板上进入菜单选项，然后对断路器进行分合闸操作，查看装置监视断路器分合位的指示灯是否正常；参数设定。进入参数设定菜单，根据CT/PT的技术资料进行变比设置，根据电网的额定电压进行一次侧电压等级设置。跳闸信号设置为脉冲干触点信号输出，脉冲时长设置为5s，DO信号设置为干触点常开信号，在装置内进行合闸操作时DO信号由常开变为常闭。
保护功能测试。进入装置的“定值整定”菜单进行定值保护设置，分别在对应整定项进行过电压、欠电压及过电流保护整定；在保护装置的电流CT、电压PT端子上注入电流及输入不同的电压，测试在不同电流及电压情况下的DO信号输出情况；检查保护装置的动作事件记录及输出指示灯的状态；开关量输入功能测试。进入保护装置“运行监视”菜单下的“输入信号监视”，对开关量输入信号逐一进行测试，检查开关量显示与实际状态是否一致，“合位”为有信号、“分位”为无信号，并查看“事件追忆”中是否有对应的事件记录。
3.3液晶显示屏操作
该微机保护装置的液晶显示屏具有屏保功能，可根据操作频率进行调整。在屏保模式下按任意键即可唤醒屏幕。当装置出现故障、告警或自检出错信号时，显示屏和背光电源将自动打开并保持常亮，提醒操作人员进行故障的排除。
3.4LED指示灯功能
该微机保护装置配置有7个高亮度LED指示灯，用于监测、显示不同的工况，具体功能分别如下。
运行指示灯：运行正常时指示灯固定频率的缓慢闪烁，装置停止运行或非正常运行时指示灯熄灭或常亮；通讯指示灯：RS485通讯功能正常且有数据传输时指示灯闪烁，无数据传输时指示灯长亮，装置停止运行或通讯非正常时指示灯熄灭；充电指示灯：指示灯常亮代表合闸充电状态；动作指示灯：一般情况下该指示灯处于熄灭状态，仅当出现跳闸保护动作时指示灯变为长亮，进行复位操作后指示灯恢复至熄灭状态；预告信号指示灯：一般情况下该指示灯处于熄灭状态，当发生不需输出跳闸的保护动作时该指示灯长亮，进行复位操作后指示灯恢复至熄灭状态；跳闸位置信号指示灯：当接入信号为常开干触点信号时指示灯常亮；合闸位置信号指示灯：当接入信号为常闭干触点信号时指示灯常亮。
3.5菜单操作
在装置液晶显示屏画面中按“确定”键进入主菜单，通过“上翻”“下翻”“确认”“取消”键选择子菜单。
运行监视。本菜单主要用来监测显示整定值、保护值、测量值、输入信号、电量及谐波等实时数据，在“测量监视”子菜单下按“左”“右”键切换显示一次值或二次值。该菜单反映了保护装置的运行环境和状态，投运时对这些量进行检查，以确保装置运行的准确性及电力系统的稳定性；定值整定。在“定值整定”菜单下通过“+”“-”进行整定数值的输入，输入完成后通过“确认”键完成整定设置；参数设置。本菜单用来设置和查看遥信/通信/遥控/电度/交流/信号逻辑/跳闸逻辑等参数，按“确认”键进入子菜单。
事件追忆。本菜单记录显示故障事件、遥信事件、遥控事件、自检事件、功能事件及录波事件等各类事件，装置动作后应检查这些记录事件。通过“上翻”“下翻”键选择需要查看的菜单，然后按“确定”键进入菜单，进入菜单后通过“上翻”“下翻”键切换查看不同的记忆事件；版本功能。本菜单主要用于测量调试、保护调试、数值监视、内部参数、液晶参数、特殊功能，按“确认”完成操作。
投运后注意事项。投入运行后应仔细检查各指示灯的运行状态，如果出现非正常状态，应根据提示及时排除故障，恢复正常运行；在没有故障提示情况下，应注意检查电流、电压、有功、无功、功率因数显示是否正确；检查电压、电流相位是否正确；检查断路器的分合闸状态是否与本装置显示的一致；检查通讯数据传输是否正确，延时是否正常；运行维护注意事项。如果装置的动作、预告指示灯亮，应检查事件记录，确认已经排除故障后对记忆事件进行复位操作。不得随意修改保护装置的参数设置，尤其是保护整定参数。
电能质量在线监测需求
太阳能光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电位的正弦波电流，并入电网，在将直流电能经逆变转换为交流电能的过程中，可能会产生大量谐波及直流分量。
根据《光伏电站接入电网技术规定》（Q/GDW617-2011）、江苏省电力公司《光伏电站接入系统导则（2010年版）》及《分布式电源接入系统典型设计》（电网公司）规定，为保证对电能质量的有效监控，光伏电站侧、宿迁市城区开发投资有限公司10kV配电房侧配置1套满足GB/T19862《电能质量监测设备通用要求》的A类电能质量监测装置，用于分布式光伏项目的电能质量指标的监测。电能质量在线监测数据需上传至相关主管机构。
4.1配置设备清单
表1我司提供方案设备列表
5.系统功能
5.1电能质量监视
在电能质量监控图中，可以直接查看电能质量装置的运行状态、电流电压总有效值、电压波动、电压总畸变、正反向有功电能、有功、无功功率等电能质量信息。可以根据这些信息监测现场电能的质量，及时的做出应对方案。
5.2网络拓扑图
系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。
5.3主接线图
在此界面可以查看高压保护柜的电量参数，监视断路器和手车的状态，在远方状态时可以遥控断路器的分合，监视高压柜保护装置的参数，能够及时的发现异常，及时做出相应的处理。
6.结语
微机保护装置能实现光伏发电系统发生逆功率时及时跳闸离网，确保并网发电的安全可靠。相对于电表监测，采用通信方式的控制器控制的断路器跳闸保护、微机保护装置直接采用干触点输出，通过硬接线进行分闸操作，其稳定性相对更高，减少了通信设备的采购及安装调试费用，且安装相对更加简便，大大提高了施工的成本，缩减了施工工期，而且解决了光伏发电项目逆功率流入电网的难题，对小型自用发电项目具有很强的适用性。
来源：安科瑞郭希
