基于"国网芯"的含光伏配电网保护研究

沈晖虎

摘  要：泛在电力物联网快速发展，国家大力推行光伏扶贫政策，光伏设备数量增多，漏电保护无法动作，导致安全用电隐患大。此次研究基于"国网芯"，深入研究和分析含光伏配电网保护问题，仅供参考。

关键词：国网芯;含光伏配电网;保护研究

泛在电力物联网快速发展，相应加快新能源发展，推广光伏扶贫项目。光伏扶贫是按照国家政策，遵循全额上网模式，不断增加经济效益。光伏发电系统电量，多根据火电机组脱硫电价收购。分布式光伏能源，是一种清洁能源，加剧环境污染。分布式光源，可以缓解地区配电网供电需求，电网电能质量与线损。但是，光伏电源设备涉及到直流设备，电流传输方式不同。针对交流漏电保护，主回路产生直流漏电流，会导致铁芯磁化，致使检测装置脱扣偏移，并且进入到磁饱和区，影响检测准确性。

1、剩余电流保护

1.1 AC型与A型保护

AC型与A型保护原理如下：被保护电路出现绝缘故障时，电流矢量化不是零，则会出现剩余电流。检测单元检测之后，通过电磁感应原理检测漏电流，还会产生信号。运算控制器运算之后，剩余电流检测值满足整定值，接通电磁脱扣器，此时电磁脱扣器动作，实现漏电保护效果。AC型与A型保护，应用电磁感应原理，A型漏电保护可以加强磁环磁化特性，且剩余电流检测准确度高。

1.2国网芯剩余电流保护

国网芯剩余电流保护，主要应用磁调制原理。在AC型与A型基础上，磁环额外引入激励源，导致磁环交替饱和。国网芯剩余电流保护，多应用自适应磁调制检测技术。主回路产生直流漏电流，注重输出信号识别，对漏电源情况进行检测，掌握直流漏电流大小，保证漏电保护动作正确。

2、国网芯漏电流在线监测系统

国网芯是国网企业按照用电需求，研发的核心芯片。国网芯可以确保电网芯片可控、自主与安全，确保电网运行安全性。国网芯可以监测和保护电网剩余电流。建立国网芯漏电流在线监测系统，涉及到应用平台层、网络层、感知层。其中，感知层是高集成监测芯片，可以安装到不同场景内，利用安全感知与边缘计算，可以传输监测数据与故障定位信息。网络层，应用无线低功耗技术，将监控装置信息传输至服务器。国网芯漏电在线监测系统，具备强大的無线通信能力，可以将漏电流信息传输到云端，实现远程监控，准确分析数据信息。

用户利用APP客户端，可以查看设备漏电情况。应用平台层，可以借助APP平台应用、浏览器平台，实现综合计算、数据处理、故障告警、自决授权功能，用户及时接受漏电流数据、粉尘监测数据、温湿度数据等，准确判断处理措施有效性。

3、国网芯在含光伏配电网中的应用

光伏扶贫项目大力推广，电网接入大量光伏设备。分散式光伏设备，投资低，建设时间短，且政策补贴力度大，成为光伏设备主流。国家对于光伏扶贫政策，可以为光伏扶贫站建设提供资金支持，同时将产权定位为公共产权。国家注重光伏扶贫项目建设，应用大量光伏扶贫设备。对于常规光伏扶贫，按照国家补贴政策，采用全额上网方式增加经济效益。光伏系统多安装在屋顶部位，并非集中安装模式，布局分散，接入附近电网。太阳辐射下，通过光伏效应，将太阳能转换为电能。充分应用太阳能光伏设备，能够有效代替化石能源消费，且环境污染与浪费比较少，可以实现低碳化排放。

国内安装光伏系统电流保护，多应用A型剩余电流保护。电路存在直流漏电分量时，磁感应线圈预先磁化，并且达到饱和状态，此时交流漏电流不能产生感应电带势，不能满足脱扣条件，严重影响保护效果，还会导致用电安全损失。

传统漏电流保护装置，仅具备就地跳闸功能，无法实现远程监视功能，也不能远程上报漏电流与跳闸情况，技术人员无法掌握设备漏电程度，需要应用就地查看方式，整体工作效率低，不能准确定位、排除故障点。服务人员面对停电问题询问时，不能告知具体的停电原因、送电时间，还会增加低压抢修、投诉率，降低整体工作效率，还会影响电网运行可靠性，危害用户用电安全性。应用国网芯漏电在线监测系统，设置在配电网台区表箱、光伏设备并网柜位置，能够对复杂剩余电流进行监测。该系统的无线通信能力强，能够将漏电流信息传输至云端，实现远程监控、数据分析。利用应用平台，可以实时监测和保护光伏设备、配电网设备，确保含光伏配电网运行安全性与稳定性。应用该系统，可以按照实际情况，对现场情况进行判断，制定标准化运行策略，确保电网运行稳定性。

4、测试与结果

传统剩余电流保护装置，不能检测直流漏电流。应用国网芯漏电保护装置，以磁调制检测技术为主，主回路产生直流漏电流时，注重输出信号识别，判断漏电流情况，科学检测直流漏电流大小，保证漏电保护动作正确性。自适应调制磁调制检测技术，能够检测电路直流漏电流情况，属于国网芯剩余电流保护的重要技术。此次研究建立驱动和检测电路。

按照实验结果可知，导线侧没有出现剩余电流时，系统检测信号平衡。产生正向感应电动势，装置能够迅速检测，对驱动电平翻转进行控制。产生反向感应电动势时，装置能够检测电动势，对驱动电平翻转进行控制，同时产生激励信号、检测信号。导线侧没有产生剩余电流时，系统检测信号为平衡状态。当出现正向、反向感应电动势时，可以确保检测准确性，同时确保激励信号叠加。

国网芯漏电保护监测系统，应用电流剩余保护装置，可以准确检测和保护含直流剩余电流，即使漏电流为mA级，感应线圈也会叠加感应电动势，确保剩余电流保护动作有效性。

5、结束语

综上所述，泛在电网物联网建设规模扩大，光伏设备大量接入配电网，传统漏电保护装置不满足检测要求。在本文研究中，基于国网芯技术，提出韩光伏配电网保护措施，通过安全防护、灵活监测等方式，加大漏电保护力度。采用实验论证方式，确保保护装置准确识别故障电路，维护配电网运行效益。

参考文献

[1]魏东辉，于舜尧，房俊龙. 基于综合序电流的含光伏电源配电网纵联保护方案[J]. 太阳能学报，2021，42（07）：185-192.

[2]雷显国. 分布式光伏发电系统就地并网对配电网继电保护的影响研究[J]. 粘接，2021，46（05）：159-163.

[3]龙海超. 刍议光伏发电并网对配电网继电保护的影响及应对策略[J]. 科学技术创新，2018，（28）：156-157.