35KV至0.4kv分布式光伏发电，燃气发电等新能源并网供电系统微机保护的重要性

电气工程师：18721098782 王工

随着全球对清洁能源的需求不断增长，分布式光伏发电、燃气发电等新能源在电力供应体系中的占比日益增加。在 35KV - 0.4KV 分布式光伏发电、燃气发电等新能源并网供电系统中，微机保护的重要性愈发凸显。

一、保护设备安全

应对复杂故障情况

在分布式光伏发电系统中，光伏阵列在户外环境下运行，容易受到恶劣天气、小动物破坏等因素影响。燃气发电系统则涉及复杂的燃气供应和燃烧设备。微机保护能够对多种故障类型进行快速检测，例如相间短路、接地短路等。对于 35KV 线路，短路电流可能达到很高的值，如果不及时切断故障线路，会对线路上的开关设备、变压器等造成严重的热和电动力损坏。在 0.4KV 低压侧，短路故障同样会危及到逆变器、配电柜等设备的安全。微机保护装置可以在故障发生后的极短时间内（通常在几十毫秒内）准确判断故障位置和类型，然后发出跳闸指令，将故障设备从系统中隔离出来，保护设备免受进一步的损坏。

防止设备过载

分布式发电的输出功率具有一定的波动性。光伏输出依赖于光照强度和温度，燃气发电则可能受到燃料供应稳定性和负荷需求变化的影响。当发电功率超过设备的额定容量时，就会发生过载现象。微机保护可以实时监测设备的电流、功率等参数，当检测到过载时，通过调整控制策略或者触发保护动作，如限制功率输出或者暂时切断部分发电设备的连接，防止设备因长时间过载运行而缩短使用寿命或发生故障。例如，对于逆变器这种关键设备，过载可能导致其内部电子元件过热、老化加剧，微机保护能有效避免这种情况的发生。

二、确保电网稳定运行

保障电能质量

新能源发电的间歇性和随机性会对电网的电能质量产生影响。分布式光伏发电在白天光照强烈时输出功率大，阴天或夜晚则输出功率骤降；燃气发电在启动和停止过程中也会引起功率波动。微机保护系统中的电能质量监测模块能够实时监测电压偏差、频率偏差、谐波含量等电能质量指标。当电压波动超出正常范围时，微机保护可以控制无功补偿设备进行调节，或者调整发电设备的输出功率，以维持电压稳定。在频率方面，如果系统频率偏离额定值，微机保护可以与分布式发电系统的控制系统协同工作，调整发电功率，确保电网频率在合格范围内，从而提高整个并网供电系统的电能质量，满足用户对稳定、高质量电力的需求。

维持电网的稳定性

在新能源并网供电系统中，分布式发电单元与电网相互作用。如果某个分布式发电单元发生故障，如光伏电站的逆变器突然故障导致输出功率突变，可能会引发连锁反应，影响整个电网的稳定性。微机保护能够迅速检测到这种功率突变，并采取相应的保护措施，如在故障单元与电网之间快速断开连接，防止故障蔓延到电网的其他部分。同时，微机保护还可以与电网的自动化调度系统相结合，为调度中心提供实时的故障信息和设备运行状态信息，以便调度人员及时调整电网运行方式，维持电网的稳定运行。

三、符合电网接入要求与规范

满足接入标准

电网公司对分布式发电系统的并网接入有严格的技术标准和规范要求。其中，微机保护功能是重要的组成部分。例如，在 35KV - 0.4KV 的并网接口处，需要具备过流保护、过压保护、欠压保护、接地保护等基本的微机保护功能。这些保护功能的参数设置必须符合电网的接入标准，以确保分布式发电系统在正常运行和故障情况下都不会对电网造成不良影响。只有安装了符合要求的微机保护装置，新能源发电系统才能够顺利通过电网公司的接入验收，合法地接入电网进行发电和供电。

实现智能电网交互

随着智能电网的发展，电网对分布式发电系统的智能化管理要求越来越高。微机保护装置可以具备通信功能，通过各种通信接口（如光纤、以太网等）与电网的监控系统和调度中心进行数据交互。这使得电网能够实时获取分布式发电系统的运行数据，包括发电功率、设备状态、保护动作信息等，同时也可以向分布式发电系统发送控制指令，实现对新能源并网供电系统的远程监控和调度管理。例如，在电网负荷高峰时，调度中心可以通过微机保护装置与发电系统的通信链路，要求分布式发电系统增加发电功率；在电网故障时，可以远程控制分布式发电系统的保护动作和运行模式，提高电网的整体运行效率和可靠性。

四、提升经济效益

减少设备维修成本

由于微机保护能够有效保护设备安全，减少设备故障的发生频率，从而降低了设备维修和更换的成本。对于 35KV - 0.4KV 新能源并网供电系统中的大型设备，如变压器、开关柜等，其维修成本往往较高，而且设备故障还可能导致停电损失。通过微机保护装置及时准确地保护设备，延长了设备的使用寿命，减少了因设备故障带来的直接和间接经济损失。

优化发电效率

微机保护系统对发电设备的运行参数进行精确监测和控制，有助于优化发电设备的运行状态。例如，在分布式光伏发电系统中，通过微机保护对逆变器的控制，可以使其在不同的光照和负荷条件下保持最佳的转换效率。在燃气发电系统中，微机保护与发电设备的控制系统协同工作，可以根据燃料供应和负荷需求，调整发电功率，提高燃料利用率，从而提升整个新能源并网供电系统的发电效率，增加发电收益。

五、产品选型

5.1选型表

5.2产品功能特点

5.2.1高性能的硬件平台

装置采用主频为 168MHz 的处理器，16 位同步采样 A/D，每周波 48 点高速采样、实时并行计算；配置 512K 字节 Flash、（192+4）K 字节 Sram、外置 4M 字节 NorFlash、外置512K 字节 Sram，硬件资源充足，可靠性高。

5.2.2统一的硬件设计和完善的保护功能

装置硬件包括电源模块、CPU 模块、开入开出模块、控制回路模块、模拟量采集、通讯模块等采用模块化设计，通用性强。在同一硬件平台上针对不同对象进行保护功能设计，实现 35kV 及以下电压等级的电力系统保护，适用于进线、馈线、主变（一般容量 2000kVA以上）、配电变压器（一般容量 2000kVA 以下）、高压电动机、高压电容器、母联、PT 等设备的保护和自动控制功能。

5.2.3丰富的接口资源

12 路（可扩展到 14 路）交流电压/电流通道，测量三相电流、两路零序电流、三相电压、零序电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能。保护电流的测量不仅反映基波，还可以通过逻辑可编程软件增加测量 2~10 次谐波，具有带谐波制动的保护

功能。独立操作回路，可自适应 0.25~5A 开关跳合闸电流；

2 路 4～20mA 直流模拟量变送输出，可通过逻辑可编程软件自定义变送量；

2 路直流测量功能，可选测 4-20mA、0-5V、0-100V、0-300V。

20 路有源开关量输入通道、10 路独立无源开关量输出通道；

2 路 RS485 串行通讯接口，支持 IEC60870-5-103、Modbus-RTU 规约；

2 路以太网接口，支持 TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU 规约；

综上所述，在 35KV - 0.4KV 分布式光伏发电、燃气发电等新能源并网供电系统中，微机保护在保护设备安全、确保电网稳定运行、符合电网接入要求以及提升经济效益等方面都具有不可替代的重要性。

审核编辑 黄宇