光伏发电接入DPV的配电线路短路电流分析

时间:2023-03-07作者:佚名

  1.DPV短路电流特性
  光伏发电系统通过逆变器接入配电网。逆变器一般脉宽调制(PWM)方式,其电流输出特性具有电流源的性质。为减少造价,逆变器使用的功率器件(IGBT)的过流能力有限,其最大输出电流是额定电流的1.2倍~1.5倍。
  配电网故障时,在DPV因短路保护或反孤岛保护动作脱网之前,逆变器维持对配电网的供电,输出的短路电流与其在故障阶段具体采用的控制策略有关。逆变器一般是通过检测其端电压是否低于整定值判断配电网是否发生了故障,为保证故障检测的可靠性,低电压检测都带有2个~4个周期(系统频率是50Hz时等于40ms~100ms)的动作时限。在这段时间内,逆变器维持故障前的有功功率与无功功率输出不变。
  2.DPV对短路电流的影响
  2.1 本线路故障时出口短路电流
  出口短路电流指的是流过变电站线路出口断路器的短路电流。
  (1)本线路外DPV的影响。
  故障线路外接入的DPV向故障线路注入短路电流,使出口短路电流增加。分析三相短路时故障线路外DPV向故障线路注入的短路电流的等效电路如图1所示,其中ZS是系统等效阻抗,IPV1是故障线路外DPV提供的短路电流,ZL是故障点k与母线B之间的阻抗,得到出口短路电流的变化量ΔIK1为:

光伏发电接入DPV的配电线路短路电流分析

光伏发电接入DPV的配电线路短路电流分析
图1分析故障线路外DPV向故障线路注入的短路电流的等效电路图
  由图1所知,ΔIK1的大小与故障线路外DPV提供的短路电流成正比,此外,还与系统阻抗以及故障点到母线的距离有关。在靠近母线处故障时,ZL≈0,可以认为故障线路外DPV提供的短路电流全部流入故障线路;在故障点距离母线比较远时, 远大于系统阻抗ZS,故障线路外DPV的短路电流大部分流入系统中,出口短路电流的变化量很小。
  (2)本线路上DPV的影响。
  故障线路上故障点上游接入的DPV提供的短路电流将抬高其并网点的电压,进而使系统提供的短路电流,即出口短路电流减少。同等容量下,故障点上游DPV对出口短路电流的影响与其接入位置有关。
  分析故障点上游DPV对出口短路电流影响的等效电路如图2所示,逆变器输出的短路电流为IPV2,ZL1与ZL2分别是P点到母线B与故障点k的等效阻抗,出口短路电流的变化量ΔIK2是IPV2向系统侧提供的短路电流,其计算公式为:

光伏发电接入DPV的配电线路短路电流分析
  式中可见,ΔIK2与故障点上游接入的逆变器的短路电流成正比,并且与系统阻抗以及故障点的位置有关。并网点越靠近母线,故障点距离并网点越远,出口短路电流的变化量越大。

光伏发电接入DPV的配电线路短路电流分析
图2分析故障点上游逆变器对出口短路电流影响的等效电路图
  考虑极端情况,逆变器接在靠近母线处,故障点在线路末端,可认为逆变器输出的短路电流全部流入系统中;假设逆变器输出的短路电流与系统短路电流同相位,线路上逆变器引起的出口短路电流减少值最大等于线路上所有逆变器最大短路电流之和。
  (3)DPV对出口短路电流的总体影响。
  根据上面的分析,故障线路外的DPV使出口短路电流增加,而故障线路上故障点上游的DPV使出口短路电流减少。两种极端情况为:
  一是在靠近母线处故障时,本线路外DPV提供的短路电流全部流入故障点,而本线路DPV提供的短路电流对出口短路电流没有贡献,出口短路电流增加的最大值是故障线路外所有DPV提供的短路电流之代数和。
  二是线路距离比较长,本线路上逆变器接在靠近母线的地方线路末端故障时,本线路外DPV对出口短路电流几乎没有影响,本线路上的DPV使出口短路电流出现最小值,减少的最大值等于线路上逆变器最大短路电流之代数和。
  实际配电网中,故障线路外DPV的容量可达数十兆伏安,近距离故障时,出口短路电流的增加值可达数千安培,有可能使出口短路电流超过出口断路器的额定遮断电流。一条配电线路上接入的DPV可能接近线路的额定容量,线路末端故障时,由其造成的出口短路电流的减少值可能有上千安培,可能对线路出口保护的动作灵敏度带来较大的影响。
  3.相邻线路故障时出口短路电流
  与上述故障点下游线路短路电流类似,相邻线路故障时本线路上的DPV向故障点注入反向短路电流,出口短路电流是本线路上所有DPV提供的短路电流之和。如图3所示系统中,本线路接有两个DPV,提供的短路电流分别是IPV3与IPV4,在其他线路上故障时,本线路流向故障点的出口短路电流IK为IPV3与IPV4之和。

光伏发电接入DPV的配电线路短路电流分析
图3分析非故障线路时出口短路电流的示意图
  与故障点下游短路电流的情况类似,反向出口短路电流的最大值是线路上所有DPV短路电流最大值的代数和。
  4.接地故障零序电流
  DPV对接地故障零序电流的影响,取决于其中性点接地方式。如果DPV中性点采用直接接地或小电阻接地方式,则会在配电网发生接地故障时向接地点提供故障电流,它们对零序电流的影响与对相间短路电流的影响类似。
  中国中压配电网中性点采用不接地方式或者只在变电站内经过消弧线圈或小电阻一点接地的方式,所接入的DPV中性点不接地,不会向配电网中接地点提供接地电流,因此,不会对单相接地故障的零序电流产生实质性的影响。

相关阅读

不怕电工有技术,就怕电工有头脑!这位电工的奋斗史,值得所有电工学习!

在职场的广阔舞台上,总有一些人以其非凡的智慧与策略,书写着令人瞩目的篇章。今天,我要讲述的,便是这样一位电工界的“策略大师”,他的故事充满了智慧、人脉与不懈追求...
2024-09-06
不怕电工有技术,就怕电工有头脑!这位电工的奋斗史,值得所有电工学习!

直流升压开关电源电路(二倍升压电路)

大家好!每天学一点,学习更轻松。关注我,感谢大家为我点赞。 直流电路在开关电源电路中比较常见,将交流电通过整流转换成直流电源,然后将直流电源分配成不同电压等级的电源...
2023-04-05
直流升压开关电源电路(二倍升压电路)

西门子PLC的模块地址如何分配?

1. 请问第一个模块占用多少位?是 8 位还是按最大位数 16 位来分配的? 是 8 位。 2. 请问第一个模块是不是占用 32 个点的地址? 在 S7-300 中,如是系统指定,不是 32 点。是 8 点。如有...
2023-03-21

我,初中毕业,工厂打螺丝工,如今逆袭年入50w,有车有房

“流水线的生活枯燥无味,每天日复一日地工作,就连上厕所也要跟线长报备。要想拿的工资高必须要拼命,否则只有3000大洋左右。这都我无所谓,我最不能接受的这重复而又单调的生...
2023-04-04
我,初中毕业,工厂打螺丝工,如今逆袭年入50w,有车有房

电气控制线路的故障检查方法,非常详细,强烈建议收藏

机械设备在日常使用中经常会发生电气故障,造成故障的原因主要有以下几个方面:对电气设备日常维护保养不当,操作者操作失误,在检修过程中操作不规范,被拖动的机械出现问题...
2023-06-13
电气控制线路的故障检查方法,非常详细,强烈建议收藏

热销商品

广东珠江电线电缆阻燃国标定制BYJBV BVR YJV YJY RVV RVS RV KVV

广东珠江电线电缆,专注于阻燃国标定制,产品涵盖BYJBVBVRYJVYJYRVVRVSRVKVV等多种规格。我们采用先进生产技术,严格遵循国家标准,确保产品质量可靠、性能稳定。产品适...
¥ 1

可换头防静电塑胶镊子ESD-7A/242/249/259防划伤夹IC硅晶片陶瓷头

ESD-7A/242/249/259是一款专为半导体行业设计的防静电塑胶镊子,有效防止静电对敏感电子元件的损害。其独特之处在于可更换的镊子头,包括专为夹持IC硅晶片和陶瓷元件...
¥ 2

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

86型开关超薄自粘贴式防水罩浴霸开关家用防水盒浴室插座防溅盒子

86型开关超薄自粘贴式防水罩浴霸开关,是一种专为家用浴室设计的创新产品。其采用超薄设计,无需复杂布线,自粘贴式安装方式简洁高效,有效节省空间。防水罩有效阻挡水汽...
¥ 3.9

L型套筒扳手铣口烟斗双头弯头7字穿孔机修六角汽修轮胎工具6-19mm

L型套筒扳手是一款常用于工业领域的多功能工具,具备双头设计,可高效完成铣口、烟斗等多种工件孔位加工,适用六角汽修、轮胎等场景。其套筒尺寸为6-19mm,精准适配各类...
¥ 3.5

网站栏目