電氣工程師：18721098782 王工

隨著全球對清潔能源的需求不斷增長，分布式光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等新能源在電力供應體系中的占比日益增加。在 35KV - 0.4KV 分布式光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等新能源并網供電系統(tǒng)中，微機保護的重要性愈發(fā)凸顯。

一、保護設備安全

應對復雜故障情況

在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏陣列在戶外環(huán)境下運行，容易受到惡劣天氣、小動物破壞等因素影響。燃氣發(fā)電系統(tǒng)則涉及復雜的燃氣供應和燃燒設備。微機保護能夠對多種故障類型進行快速檢測，例如相間短路、接地短路等。對于 35KV 線路，短路電流可能達到很高的值，如果不及時切斷故障線路，會對線路上的開關設備、變壓器等造成嚴重的熱和電動力損壞。在 0.4KV 低壓側，短路故障同樣會危及到逆變器、配電柜等設備的安全。微機保護裝置可以在故障發(fā)生后的極短時間內（通常在幾十毫秒內）準確判斷故障位置和類型，然后發(fā)出跳閘指令，將故障設備從系統(tǒng)中隔離出來，保護設備免受進一步的損壞。

防止設備過載

分布式發(fā)電的輸出功率具有一定的波動性。光伏輸出依賴于光照強度和溫度，燃氣發(fā)電則可能受到燃料供應穩(wěn)定性和負荷需求變化的影響。當發(fā)電功率超過設備的額定容量時，就會發(fā)生過載現(xiàn)象。微機保護可以實時監(jiān)測設備的電流、功率等參數(shù)，當檢測到過載時，通過調整控制策略或者觸發(fā)保護動作，如限制功率輸出或者暫時切斷部分發(fā)電設備的連接，防止設備因長時間過載運行而縮短使用壽命或發(fā)生故障。例如，對于逆變器這種關鍵設備，過載可能導致其內部電子元件過熱、老化加劇，微機保護能有效避免這種情況的發(fā)生。

二、確保電網穩(wěn)定運行

保障電能質量

新能源發(fā)電的間歇性和隨機性會對電網的電能質量產生影響。分布式光伏發(fā)電在白天光照強烈時輸出功率大，陰天或夜晚則輸出功率驟降；燃氣發(fā)電在啟動和停止過程中也會引起功率波動。微機保護系統(tǒng)中的電能質量監(jiān)測模塊能夠實時監(jiān)測電壓偏差、頻率偏差、諧波含量等電能質量指標。當電壓波動超出正常范圍時，微機保護可以控制無功補償設備進行調節(jié)，或者調整發(fā)電設備的輸出功率，以維持電壓穩(wěn)定。在頻率方面，如果系統(tǒng)頻率偏離額定值，微機保護可以與分布式發(fā)電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)協(xié)同工作，調整發(fā)電功率，確保電網頻率在合格范圍內，從而提高整個并網供電系統(tǒng)的電能質量，滿足用戶對穩(wěn)定、高質量電力的需求。

維持電網的穩(wěn)定性

在新能源并網供電系統(tǒng)中，分布式發(fā)電單元與電網相互作用。如果某個分布式發(fā)電單元發(fā)生故障，如光伏電站的逆變器突然故障導致輸出功率突變，可能會引發(fā)連鎖反應，影響整個電網的穩(wěn)定性。微機保護能夠迅速檢測到這種功率突變，并采取相應的保護措施，如在故障單元與電網之間快速斷開連接，防止故障蔓延到電網的其他部分。同時，微機保護還可以與電網的自動化調度系統(tǒng)相結合，為調度中心提供實時的故障信息和設備運行狀態(tài)信息，以便調度人員及時調整電網運行方式，維持電網的穩(wěn)定運行。

三、符合電網接入要求與規(guī)范

滿足接入標準

電網公司對分布式發(fā)電系統(tǒng)的并網接入有嚴格的技術標準和規(guī)范要求。其中，微機保護功能是重要的組成部分。例如，在 35KV - 0.4KV 的并網接口處，需要具備過流保護、過壓保護、欠壓保護、接地保護等基本的微機保護功能。這些保護功能的參數(shù)設置必須符合電網的接入標準，以確保分布式發(fā)電系統(tǒng)在正常運行和故障情況下都不會對電網造成不良影響。只有安裝了符合要求的微機保護裝置，新能源發(fā)電系統(tǒng)才能夠順利通過電網公司的接入驗收，合法地接入電網進行發(fā)電和供電。

實現(xiàn)智能電網交互

隨著智能電網的發(fā)展，電網對分布式發(fā)電系統(tǒng)的智能化管理要求越來越高。微機保護裝置可以具備通信功能，通過各種通信接口（如光纖、以太網等）與電網的監(jiān)控系統(tǒng)和調度中心進行數(shù)據交互。這使得電網能夠實時獲取分布式發(fā)電系統(tǒng)的運行數(shù)據，包括發(fā)電功率、設備狀態(tài)、保護動作信息等，同時也可以向分布式發(fā)電系統(tǒng)發(fā)送控制指令，實現(xiàn)對新能源并網供電系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和調度管理。例如，在電網負荷高峰時，調度中心可以通過微機保護裝置與發(fā)電系統(tǒng)的通信鏈路，要求分布式發(fā)電系統(tǒng)增加發(fā)電功率；在電網故障時，可以遠程控制分布式發(fā)電系統(tǒng)的保護動作和運行模式，提高電網的整體運行效率和可靠性。

四、提升經濟效益

減少設備維修成本

由于微機保護能夠有效保護設備安全，減少設備故障的發(fā)生頻率，從而降低了設備維修和更換的成本。對于 35KV - 0.4KV 新能源并網供電系統(tǒng)中的大型設備，如變壓器、開關柜等，其維修成本往往較高，而且設備故障還可能導致停電損失。通過微機保護裝置及時準確地保護設備，延長了設備的使用壽命，減少了因設備故障帶來的直接和間接經濟損失。

優(yōu)化發(fā)電效率

微機保護系統(tǒng)對發(fā)電設備的運行參數(shù)進行精確監(jiān)測和控制，有助于優(yōu)化發(fā)電設備的運行狀態(tài)。例如，在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，通過微機保護對逆變器的控制，可以使其在不同的光照和負荷條件下保持最佳的轉換效率。在燃氣發(fā)電系統(tǒng)中，微機保護與發(fā)電設備的控制系統(tǒng)協(xié)同工作，可以根據燃料供應和負荷需求，調整發(fā)電功率，提高燃料利用率，從而提升整個新能源并網供電系統(tǒng)的發(fā)電效率，增加發(fā)電收益。

五、產品選型

5.1選型表

5.2產品功能特點

5.2.1高性能的硬件平臺

裝置采用主頻為 168MHz 的處理器，16 位同步采樣 A/D，每周波 48 點高速采樣、實時并行計算；配置 512K 字節(jié) Flash、（192+4）K 字節(jié) Sram、外置 4M 字節(jié) NorFlash、外置512K 字節(jié) Sram，硬件資源充足，可靠性高。

5.2.2統(tǒng)一的硬件設計和完善的保護功能

裝置硬件包括電源模塊、CPU 模塊、開入開出模塊、控制回路模塊、模擬量采集、通訊模塊等采用模塊化設計，通用性強。在同一硬件平臺上針對不同對象進行保護功能設計，實現(xiàn) 35kV 及以下電壓等級的電力系統(tǒng)保護，適用于進線、饋線、主變（一般容量 2000kVA以上）、配電變壓器（一般容量 2000kVA 以下）、高壓電動機、高壓電容器、母聯(lián)、PT 等設備的保護和自動控制功能。

5.2.3豐富的接口資源

12 路（可擴展到 14 路）交流電壓/電流通道，測量三相電流、兩路零序電流、三相電壓、零序電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電能。保護電流的測量不僅反映基波，還可以通過邏輯可編程軟件增加測量 2~10 次諧波，具有帶諧波制動的保護

功能。獨立操作回路，可自適應 0.25~5A 開關跳合閘電流；

2 路 4～20mA 直流模擬量變送輸出，可通過邏輯可編程軟件自定義變送量；

2 路直流測量功能，可選測 4-20mA、0-5V、0-100V、0-300V。

20 路有源開關量輸入通道、10 路獨立無源開關量輸出通道；

2 路 RS485 串行通訊接口，支持 IEC60870-5-103、Modbus-RTU 規(guī)約；

2 路以太網接口，支持 TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU 規(guī)約；

綜上所述，在 35KV - 0.4KV 分布式光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等新能源并網供電系統(tǒng)中，微機保護在保護設備安全、確保電網穩(wěn)定運行、符合電網接入要求以及提升經濟效益等方面都具有不可替代的重要性。

審核編輯 黃宇