摘要：光伏發(fā)電系統(tǒng)作為可再生能源發(fā)電的重要組成部分，將在很長一段時間內(nèi)蓬勃發(fā)展，由此需要重視光伏發(fā)電系統(tǒng)的**問題。直流電弧作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中嚴(yán)重危害人身和設(shè)備**的故障隱患應(yīng)充分予以重視并采取手段加以消除。目前工程上所應(yīng)用的斷路器保護(hù)方式無法快速對直流電弧故障進(jìn)行處理。根據(jù)當(dāng)前直流電弧檢測和處理的痛點(diǎn)難點(diǎn)，針對直流電弧光故障類型進(jìn)行逐一分析，以提高設(shè)備的可靠性為前提，提出一種弧光保護(hù)的解決思路，通過檢測電弧光產(chǎn)生期間特定的物理量及電氣量進(jìn)行綜合判別，提升電弧光保護(hù)動作的靈敏性和可靠性。

關(guān)鍵詞：光伏系統(tǒng)；直流電?。浑娀」獗Ｗo(hù)

1概述及現(xiàn)狀

自2021年10月以來，國家推進(jìn)風(fēng)電、太陽能發(fā)電大規(guī)模開發(fā)和高質(zhì)量發(fā)展，堅(jiān)持集中式與分布式并舉，加快建設(shè)光伏發(fā)電基地，加快智能光伏產(chǎn)業(yè)**升級和特色應(yīng)用，推進(jìn)光伏發(fā)電多元布局，計(jì)劃到2030年，風(fēng)電、太陽能總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上。隨著光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，農(nóng)村新型分布式光伏發(fā)電也得到了快速發(fā)展，但對于電弧光的危害未能得到足夠的重視。光伏發(fā)電廠站（集中式光伏系統(tǒng)）和家庭分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中電弧光故障時有發(fā)生，尤其是直流逆變部分，直流電弧光故障比交流電弧光更難熄滅，也更為嚴(yán)重，電弧光發(fā)生時產(chǎn)生的高溫會灼傷人員皮膚，強(qiáng)光刺傷眼睛，電擊損害神經(jīng)、肌肉，爆破壓力會造成.人員的傷害及設(shè)備碎片飛射，巨大的爆破音將對人員耳膜和內(nèi)臟震動造成損傷，毒氣危害人員的呼吸系統(tǒng)，對于人員的傷害和設(shè)備的毀壞都難以估量。因此，需充分重視電弧光的危害。

對于集中式光伏發(fā)電站，配備的保護(hù)較為，包括對于母線和逆變器的保護(hù)，但是對于家庭分布式的光伏保護(hù)，一般只配備漏電保護(hù)。二者都缺少對電弧光的檢測和故障切除功能，尤其是從太陽能板到逆變器的直流回路中所發(fā)生的電弧光，無法快速、正確、切斷故障回路，給設(shè)備的運(yùn)行造成威脅。

圖1典型光伏電氣主接線圖

圖1為典型光伏系統(tǒng)主接線圖，保護(hù)配置常見于低壓交流斷路器AC上，且保護(hù)一般配置為斷路器的過流保護(hù)，定值按輸出額定電流1.2倍整定。逆變器常規(guī)保護(hù)主要包括過流保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過熱保護(hù)以及輸出交流側(cè)的短路保護(hù)和防孤島保護(hù)。依據(jù)不同工程的不同配置，光伏組件輸出直接進(jìn)入?yún)R流箱或經(jīng)直流斷路器CB進(jìn)入?yún)R流箱。交流斷路器AC前端逆變器至光伏PV組件無電氣保護(hù)。若發(fā)生在逆變器前端出現(xiàn)虛接或非持續(xù)性短路引起弧光短路故障，無法及時對故障進(jìn)行切除，只能在故障擴(kuò)大引起大電流短路時跳開分支進(jìn)線斷路器或逆變器關(guān)斷停機(jī)，這將對主設(shè)備造成嚴(yán)重的破壞。

2痛難點(diǎn)分析

目前的集中式光伏發(fā)電和家庭分布式光伏發(fā)電中對電弧光的檢測難點(diǎn)和保護(hù)難點(diǎn)，體現(xiàn)于以下幾個方面：

2.1識不準(zhǔn)

《NB/T42076-2016弧光保護(hù)裝置選用導(dǎo)則》中雖針對的是交流弧光檢測，但對直流拉弧也有一定的借鑒依據(jù)，導(dǎo)則中對電弧光檢測采用電弧光物理量（非電量）測量和電量測量等多種判據(jù)方式。對于電弧光物理量檢測，國內(nèi)外眾多電弧光保護(hù)產(chǎn)品廠商均已采用光線傳感器對電弧光進(jìn)行檢測，如ABB、VAMP、RIZNER及MOELLER等知名廠商，但是，電弧光檢測很容易受到環(huán)境光的干擾，可靠性不高。對于電量測量方法通常使用功率變化限值法和高頻特性方法。功率變化限值法：通過采集一段時間的輸入、輸出的電性能(如電流、電壓)波形變化引起的功率和電弧功率變化，與設(shè)定的限值進(jìn)行比較，從而判斷是否有直流故障電弧產(chǎn)生。高頻特性方法：當(dāng)發(fā)生直流故障電弧時，通常會有高頻信號產(chǎn)生，高頻特性方法通過采集一段時間電流中交流分量的高頻能量并進(jìn)行累計(jì)計(jì)算后，與設(shè)定的限值進(jìn)行比較，由于此種方法對檢測裝置精度的要求較高，并且由于光伏陣列電流和電壓受輻射照度和溫度變化的影響，會造成電流、電壓波形變化不規(guī)律的情況，因此，通過電性能參數(shù)波形變化判定直流故障電弧的方法同樣存在局限性，容易誤報(bào)誤斷，保護(hù)動作正確率不高，增加了運(yùn)維成本，減少發(fā)電量。

2.2識不全

根據(jù)故障點(diǎn)不同，拉弧的狀態(tài)也存在不同，一般分為串聯(lián)拉弧、并聯(lián)拉弧和對地拉弧。

串聯(lián)拉弧故障常見于串聯(lián)連接的導(dǎo)體松動、脫落引起，其難點(diǎn)在于中大型的逆變器場景中，對串聯(lián)拉弧的識別，當(dāng)逆變器容量越大，線纜越長，大電流組件中所能分析判斷的電弧信號就會越微弱，信號提取越困難。并聯(lián)拉弧故障常見于正負(fù)出現(xiàn)絕緣失效或正負(fù)線纜松脫搭接出現(xiàn)短路引起。當(dāng)出現(xiàn)并聯(lián)拉弧時，所有光伏PV組件經(jīng)電弧形成環(huán)流，直流側(cè)近似短路狀態(tài)，逆變器將出現(xiàn)巨大逆流。對地拉弧一般為正負(fù)中某一對地絕緣失效，引起對地弧光短路。常見對地拉弧檢測手段可通過對地絕緣監(jiān)察裝置執(zhí)行，為比較成熟產(chǎn)品，可保證監(jiān)測可靠性。

目前大多工程應(yīng)用的拉弧檢測均為串聯(lián)拉弧檢測，由于不同的天氣、環(huán)境溫度等等，光伏組件的電氣值不同，如早上和中午溫差較大，電壓變化較大，而多云狀態(tài)下的電流變化也，因此無法對并聯(lián)拉弧進(jìn)行較為清晰的識別

2.3速度慢、分?jǐn)嚯y

目前電弧光保護(hù)一般采用變壓器后備過流、饋線復(fù)壓元件閉鎖過流保護(hù)、環(huán)流原理的高阻抗母線保護(hù)方案等，從弧光發(fā)生到切斷一般從80ms到2s之間，易造成故障擴(kuò)大和設(shè)備損壞，電弧光故障的危害程度取決于電弧光電流的大小及切除時間長短，參考國外的研究成果，電弧光產(chǎn)生的能量與切除時間呈指數(shù)規(guī)律快速上升，如圖2所示

圖2電弧光能量隨時間變化圖 圖3電流信號能量比

若故障切除時間大于100ms，將會對設(shè)備造成不同程度的損害。因此提高故障切除速度，尤其是弧光檢測速度，將提升保護(hù)速動性。當(dāng)出現(xiàn)并聯(lián)拉弧故障時，當(dāng)故障點(diǎn)出現(xiàn)于逆變器前端，且逆變器啟動前發(fā)生并聯(lián)拉弧，則逆變器無法進(jìn)行啟動和保護(hù)，另外由于無斷路器對該回路進(jìn)行分?jǐn)?，因此無法可靠斷開拉弧所在回路，逆變器無法檢測到故障點(diǎn)，將易引起故障擴(kuò)大。且出現(xiàn)并聯(lián)拉弧短路故障時，一般電流較大，弧光能量無法快速轉(zhuǎn)移，會持續(xù)導(dǎo)致溫度上升，甚至燒毀PV組件。

3解決方案和構(gòu)

首先，應(yīng)當(dāng)重視設(shè)備管理理念，加強(qiáng)設(shè)備巡檢，優(yōu)化預(yù)防性檢查維護(hù)頻度，電氣回路安裝減少針式端子使用，在設(shè)備交匯連接處，增加O型接線端子使用比例，提高電氣設(shè)備回路的可靠性，減少因?yàn)槎俗踊蚧芈匪蓜右鹄∏闆r，是減少弧光短路發(fā)生次數(shù)必不可少的重要一環(huán)。

其次，針對于以上提出的3個痛點(diǎn)難點(diǎn)，提出解決方案，可根據(jù)弧光特征進(jìn)行綜合研判。

3.1針對“識不準(zhǔn)”的解決方案

對于電弧光物理量的檢測，由于弧光檢測探頭受可見光影響較大，無法準(zhǔn)確判斷弧光產(chǎn)生的時機(jī)，根據(jù)不同導(dǎo)體在高壓下近距離產(chǎn)生的電弧光光譜圖，同種金屬和不同種金屬導(dǎo)體在高壓下近距離產(chǎn)生的電弧光強(qiáng)度主要集中在300~380nm的近紫外波段，其在可見光及紅外光波段幾乎沒有光強(qiáng)度激發(fā)出來，高壓近距離下激發(fā)出的電弧光中有兩個明顯的波峰，即335nm和365nm，且從相對強(qiáng)度來看，近90%的強(qiáng)度集中在紫外光波段。由此可使用對紫外光敏感的弧光傳感器對電弧光進(jìn)行物理量測量，以保證測量精度。對于電弧光傳感器位置的加裝，電弧光探頭測量角度在120°以上，可接受信號范圍廣，考慮安裝于匯流箱、PV組件接口板等比較容易發(fā)生端子松脫位置。

對于電流測量方法，由于電流數(shù)據(jù)中存在干擾噪聲，影響電弧信號的特征量判斷，可使用分流器和霍爾元件，迅速捕捉輕微的電弧信號。由于發(fā)生直流電弧故障時的電流是一種非平穩(wěn)的隨機(jī)信號，傅里葉變換對于非平穩(wěn)信號局部特征提取具有較大的局限性，根據(jù)文獻(xiàn)發(fā)生電弧故障時，100kHz以下特征量較為明顯，如圖3所示，因此針對電流中低頻段（<100kHz）部分進(jìn)行小波變換，與正常工作情況下的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域特性對比，通過正常工作情況下的中低頻段的電流經(jīng)過小波變換后所分解的小波系數(shù)和發(fā)生直流電弧故障時的小波系數(shù)對比分析，得到時、頻域內(nèi)的特征量，將此特征量作為判斷直流電弧發(fā)生與否的判斷依據(jù)。

綜合對弧光物理量的檢測和電流特征量的檢測，可提高對于直流電弧識別的準(zhǔn)確率。

3.2針對“識不全”的解決方案

多數(shù)并聯(lián)拉弧故障回路不經(jīng)過逆變器，且拉弧能量大，受光伏PV組件影響，直流電弧將輸出直流高電壓，可以產(chǎn)生初始的強(qiáng)電場，且受陽光的持續(xù)照射影響，回路中的電弧不斷吸收能量，因此可維持穩(wěn)定的長時間的燃燒。通過在PV組件和逆變器中間加裝控制單元，以高頻率采樣速率對電流、電壓進(jìn)行采樣；在并聯(lián)電弧發(fā)生時，匯流箱電壓降低甚至降為0，會出現(xiàn)失電，因此裝置須增加內(nèi)置的儲能電源，能夠維持拉弧故障下的脫扣能量和通訊。如圖4，當(dāng)直流并聯(lián)拉弧故障發(fā)生后，控制單元基于快速對電弧特征量的識別，判斷完成后斷開匯流箱輸出側(cè)的直流開關(guān)，并將信號傳遞給逆變器中的控制單元，由逆變器中的控制單元根據(jù)故障信息，控制逆變器停機(jī)，并斷開逆變器中的直流開關(guān)和交流開關(guān)和方陣內(nèi)其他匯流箱的開關(guān)。

圖4并聯(lián)拉弧檢測原理圖

3.3針對“速度慢、分?jǐn)嚯y”的解決方案

對于串聯(lián)拉弧故障，考慮其故障形式，拉弧電流一般較小，可通過關(guān)斷逆變器，斷開直流開關(guān)即可分?jǐn)唷τ诓⒙?lián)拉弧故障，根據(jù)投入資金情況，適當(dāng)增加其斷開點(diǎn)，可采用增加快速熔斷器、帶滅弧格柵的直流斷路器以及采用氧化鋅或碳化硅非線性滅磁電阻來轉(zhuǎn)移拉弧能量，快速分?jǐn)嗬　?o:p>

對于家庭屋頂分布式光伏，發(fā)電量基本為家庭自用，發(fā)電量較小，若加裝弧光保護(hù)裝置對弧光保護(hù)進(jìn)行檢查及分?jǐn)啵?jīng)濟(jì)型較差，且一般家庭不愿支付該筆費(fèi)用?？煽紤]使用弧光探頭對電弧光進(jìn)行監(jiān)測和故障分?jǐn)唷Ａ硗饪紤]弧光探頭存在一定的準(zhǔn)確性問題，可加裝多個弧光探頭，采用三取二邏輯進(jìn)行判斷，增加電弧光識別的準(zhǔn)確性和可靠性，在**的基礎(chǔ)上滿足經(jīng)濟(jì)性要求。

對于集中式光伏電廠，由于面積較大，設(shè)備數(shù)量較廣，且對可靠性要求更高，適宜采用電氣量判斷和弧光物理量判斷雙重判據(jù)方式進(jìn)行?；」獗Ｗo(hù)使用電流判據(jù)和電弧光判據(jù)作為依據(jù)，當(dāng)保護(hù)主機(jī)或輔助單元檢測到電流變大，且弧光傳感器接收到電弧光信號時，保護(hù)出口跳閘，若只檢測到其中任一一個信號，輸出報(bào)警信號。另外，考慮發(fā)生弧光短路時電流瞬時變大，弧光探頭檢測元器件存在一定誤差，本文建議可根據(jù)電流增量進(jìn)行兩段式邏輯判斷，一段為電流與弧光采用與/或邏輯，另外一段為高定值純電流判據(jù)，保證保護(hù)可靠性的同時提升保護(hù)靈敏性。具體邏輯圖如圖5所示。

圖5保護(hù)邏輯圖

4、安科瑞分布式光伏運(yùn)維云平臺介紹

4.1概述

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺通過監(jiān)測光伏站點(diǎn)的逆變器設(shè)備，氣象設(shè)備以及攝像頭設(shè)備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點(diǎn)。主要功能包括：站點(diǎn)監(jiān)測，逆變器監(jiān)測，發(fā)電統(tǒng)計(jì)，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環(huán)境監(jiān)測，設(shè)備檔案，運(yùn)維管理，角色管理。用戶可通過WEB端以及APP端訪問平臺，及時掌握光伏發(fā)電效率和發(fā)電收益。

4.2應(yīng)用場所

目前我國的兩種分布式應(yīng)用場景分別是：廣大農(nóng)村屋頂?shù)膽粲霉夥凸ど虡I(yè)企業(yè)屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計(jì)量儀表，通過網(wǎng)關(guān)將采集的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲管理。用戶可以通過PC訪問平臺，及時獲取分布式光伏電站的運(yùn)行情況以及各逆變器運(yùn)行狀況。平臺整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

4.4系統(tǒng)功能

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺軟件采用B/S架構(gòu)，任何具備權(quán)限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據(jù)權(quán)限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內(nèi)各建筑的光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、是否并網(wǎng)、當(dāng)前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。

4.4.1光伏發(fā)電

4.4.1.1綜合看板

●顯示所有光伏電站的數(shù)量，裝機(jī)容量，實(shí)時發(fā)電功率。

●累計(jì)日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●累計(jì)社會效益。

●柱狀圖展示月發(fā)電量

4.4.1.2電站狀態(tài)

●電站狀態(tài)展示當(dāng)前光伏電站發(fā)電功率，補(bǔ)貼電價，峰值功率等基本參數(shù)。

●統(tǒng)計(jì)當(dāng)前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●攝像頭實(shí)時監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境，并且接入輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。

●顯示當(dāng)前光伏電站逆變器接入數(shù)量及基本參數(shù)。

4.4.1.3逆變器狀態(tài)

●逆變器基本參數(shù)顯示。

●日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。

●通過曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線。

●直流側(cè)電壓電流查詢。

●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數(shù)查詢。

4.4.1.4電站發(fā)電統(tǒng)計(jì)

●展示所選電站的時、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

4.4.1.5逆變器發(fā)電統(tǒng)計(jì)

●展示所選逆變器的時、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表

4.4.1.6配電圖

●實(shí)時展示逆變器交、直流側(cè)的數(shù)據(jù)。

●展示當(dāng)前逆變器接入組件數(shù)量。

●展示當(dāng)前輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。

●展示逆變器型號及廠商。

4.4.1.7逆變器曲線分析

●展示交、直流側(cè)電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

4.4.2事件記錄

●操作日志：用戶登錄情況查詢。

●短信日志：查詢短信推送時間、內(nèi)容、發(fā)送結(jié)果、回復(fù)等。

●平臺運(yùn)行日志：查看儀表、網(wǎng)關(guān)離線狀況。

●報(bào)警信息：將報(bào)警分進(jìn)行分級處理，記錄報(bào)警內(nèi)容，發(fā)生時間以及確認(rèn)狀態(tài)。

4.4.3運(yùn)行環(huán)境

●視頻監(jiān)控：通過安裝在現(xiàn)場的視頻攝像頭，可以實(shí)時監(jiān)視光伏站運(yùn)行情況。對于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺控制功能。

4.5系統(tǒng)硬件配置

4.5.1交流220V并網(wǎng)

交流220V并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)多用于居民屋頂光伏發(fā)電，裝機(jī)功率在8kW左右。

部分小型光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)裝置，避免往電網(wǎng)輸送電能。光伏電站規(guī)模較小，而且比較分散，對于光伏電站的管理者來說，通過云平臺來管理此類光伏電站非常有必要，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

4.5.2交流380V并網(wǎng)

根據(jù)國家電網(wǎng)Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，8kW~400kW可380V并網(wǎng)，超出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點(diǎn)380V并網(wǎng)，以當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的審批意見為準(zhǔn)。這類分布式光伏多為工商業(yè)企業(yè)屋頂光伏，自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。分布式光伏接入配電網(wǎng)前，應(yīng)明確計(jì)量點(diǎn)，計(jì)量點(diǎn)設(shè)置除應(yīng)考慮產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)外，還應(yīng)考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個計(jì)量點(diǎn)均應(yīng)裝設(shè)雙向電能計(jì)量裝置，其設(shè)備配置和技術(shù)要求符合DL/T448的相關(guān)規(guī)定，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程要求。電能表采用智能電能表，技術(shù)性能應(yīng)滿足國家電網(wǎng)公司關(guān)于智能電能表的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。用于結(jié)算和考核的分布式電源計(jì)量裝置，應(yīng)安裝采集設(shè)備，接入用電信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用電信息的遠(yuǎn)程自動采集。

光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過匯流箱接入逆變器，然后接入企業(yè)380V電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。在380V并網(wǎng)點(diǎn)前需要安裝計(jì)量電表用于計(jì)量光伏發(fā)電量，同時在企業(yè)電網(wǎng)和公共電網(wǎng)連接處也需要安裝雙向計(jì)量電表，用于計(jì)量企業(yè)上網(wǎng)電量，數(shù)據(jù)均應(yīng)上傳供電部門用電信息采集系統(tǒng)，用于光伏發(fā)電補(bǔ)貼和上網(wǎng)電量結(jié)算。

部分光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監(jiān)測并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨(dú)的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置。部分光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)裝置，避免往電網(wǎng)輸送電能，系統(tǒng)圖如下。

這種并網(wǎng)模式單體光伏電站規(guī)模適中，可通過云平臺采用光伏發(fā)電數(shù)據(jù)和儲能系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

5.5.310kV或35kV并網(wǎng)

根據(jù)《國家能源局關(guān)于2019年風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)通知》（國發(fā)新能〔2019〕49號），對于需要國家補(bǔ)貼的新建工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，需要滿足單點(diǎn)并網(wǎng)裝機(jī)容量小于6兆瓦且為非戶用的要求，支持在符合電網(wǎng)運(yùn)行**技術(shù)要求的前提下，通過內(nèi)部多點(diǎn)接入配電系統(tǒng)。

此類分布式光伏裝機(jī)容量一般比較大，需要通過升壓變壓器升壓后接入電網(wǎng)。由于裝機(jī)容量較大，可能對公共電網(wǎng)造成比較大的干擾，因此供電部門對于此規(guī)模的分布式光伏電站穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量以及和調(diào)度的通信要求都比較高。

光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監(jiān)測并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨(dú)的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置。

上圖為一個1MW分布式光伏電站的示意圖，光伏陣列接入光伏匯流箱，經(jīng)過直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據(jù)情況可不設(shè)置)，*后經(jīng)過升壓變壓器升壓至10kV或35kV后并入中壓電網(wǎng)。由于光伏電站裝機(jī)容量比較大，涉及到的保護(hù)和測控設(shè)備比較多，主要如下表：

5結(jié)語

隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)不斷擴(kuò)建，直流電弧光保護(hù)也應(yīng)受到越來越多的重視。2022年中國核工業(yè)集團(tuán)有限公司針對“光伏發(fā)電系統(tǒng)中電弧光保護(hù)研究”這一“疑、難、險(xiǎn)、重”的課題向全社會進(jìn)行發(fā)榜征集解決方案，本文分別就目前直流弧光保護(hù)中對電弧光“識不全”、“識不準(zhǔn)”、“速度慢”、“分?jǐn)嚯y”的痛點(diǎn)和難點(diǎn)問題進(jìn)行分析，提出以加裝對特定紫外光波段敏感的弧光探頭為基礎(chǔ)，對中低頻段的電流量進(jìn)行特征量分解，綜合提升提高弧光電流的識別能力，使用智能控制單元及快熔、非線性電阻等快速熄弧方式，解決拉弧期間速度慢、分?jǐn)嚯y等問題，采用多個判據(jù)綜合判別的方法，給直流電弧的檢測和處理提供了一種針對性的解決方向。對于設(shè)備管理和施工工藝方面，加強(qiáng)設(shè)備管理和巡檢手段，提高施工質(zhì)量，減少人為因素導(dǎo)致發(fā)生直流電弧缺陷，提高設(shè)備可靠性。此外由于大型集中式光伏電站一般位于荒漠或無人區(qū)內(nèi)，常年處于無人值守狀態(tài)，弧光保護(hù)的信號傳輸以及事故信號的上報(bào)也需要研究解決，考慮成本與信號穩(wěn)定傳輸問題，采用光纜傳輸或衛(wèi)星傳輸需要進(jìn)一步綜合考慮分析。

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