光伏电站弱电源特性对送出线路保护的挑战及优化策略

光伏电站弱电源特性对送出线路继电保护的影响是一项重要的研究课题，特别是在大规模光伏发电集中式接入电力系统时。由于太阳能资源的地域差异，光伏电站通过专用送出线路并入电网成为主流方式。然而，尽管人们对光伏发电系统的故障电流特性有一定了解，但针对光伏电站送出线路特有的故障特性分析却相对不足，尤其是在与风能等新能源接入电网引发的电网特性问题的研究上。 光伏电站的故障电流受到逆变器低电压穿越（LVRT）控制，这导致故障时电流不会显著增加，通常限制在逆变器额定负载电流的1.1倍以内。这一特性对电流差动保护产生了显著影响，因为电流保护依赖于电流阈值判断故障，而在光伏电站，送出线路的光伏侧电流保护在区内故障时可能会因电流接近正常值而拒动。另一方面，由于光伏电站接入系统的短路容量远大于其额定容量，常规的电流差动保护和阶段式电流保护可能不足以应对这种情况，导致保护装置的灵敏度下降。 在保护配置方面，现行规定建议光伏电站主线电网采用光纤电流差动保护作为主保护，而10kV和35kV送出线路配置阶段式电流保护作为后备，110kV送出线路则可能包括距离保护和零序电流保护。然而，这些配置是否适应光伏电站的特殊性尚待深入研究和优化。本文通过对光伏发电系统电磁暂态模型的仿真验证，探讨了现有保护配置的问题，并提出了针对性的改进建议，这对于保障光伏电站送出线路的安全运行具有实践指导意义。 光伏电站弱电源特性对送出线路继电保护的影响主要表现在电流差动保护的拒动风险、灵敏度降低以及距离保护可能的误动和拒动。针对这些问题，需要在设计和配置保护系统时充分考虑光伏电站的特性，以确保在各种故障情况下都能有效、快速地切除故障，保障电力系统的稳定运行。