光伏防逆流方案：协调控制器配合防逆流保护装置实现柔性控制

前言

国家能源局颁布的《分布式光伏发电开发建设管理办法》规定，6MW及以上的分布式光伏要求全部自发自用，针对6MW以下的分布式光伏要求自发自用、余电上网的模式，针对部分区域存在分布式光伏装机限制的，部分小于6MW的分布式光伏也要求自发自用，做防逆流控制要求。为了实现上述目标，聚仁电力推出一种柔性防逆流方案，即RMCU2000协调控制系统结合防逆流保护装置RHS6003T方案，通过监测公共连接点逆流情况，一旦检测到逆流或即将出现逆流，就会通过通信接口发送信号给协调控制系统，协调控制系统通过监测市电总进线处的功率和实时的发电功率，经过系统的计算生成对应的逆变器调节指令，来实现光伏防逆流的柔性调节功能。同时防逆流保护装置内设置逆功率或者低功率保护功能作为柔性调节失控下的逆流保障。这种方法既可以保证电力系统按照设计运行，保护电网的安全和稳定，又可以最大化利用光伏发电。

光伏防逆流柔性调节控制箱

柔性防逆流控制箱的安装位置

如下图中的公共连接点和光伏并网点示意图所示，该用户电网通过公共连接点A与电网相连。在用户电网内部，有两台变压器，其中变压器A接入2个分布式光伏发电系统，分别通过A点和B点与用户电网相连，A点和B点均为并网点，但不是公共连接点。

• 场景1：如果设计光伏不跨台区使用，那么在公共连接点B监视防逆流功率（低压总进线柜）。
• 场景2：如果设计光伏跨台区使用，那么在公共连接点A监视防逆流功率（高压总进线柜）。
• 场景3：如果用户为低压进户方式，此时公共连接点C以上部分可看做公共电网部分。在公共连接点C监视防逆流功率数据即可。

公共连接点和光伏并网点示意图

光伏防逆流柔性调节的方案组成

协调控制器RMCU2000

通过监测市电总进线处防逆流信号，将市电用电情况上传至RMCU2000协调控制器。该控制器会对逆流数据展开精确的逻辑计算，进而据此对逆变器的输出功率进行调整，最终实现无逆流运行。

防逆流保护装置

为确保系统的可靠性，配置的防逆流保护装置（逆功率保护装置），在控制器出现故障或通讯中断等异常情况下，能够迅速切断或者轮切并网柜断路器，保障电网安全。RHS6003T适用于单台光伏逆变器接入点使用场景。

RHS6003T逆功率保护装置

组网应用

通过在市电进线处安装防逆流装置，实时监测光伏上网情况，将监测信号上传给协调控制器。通过对逆流数据的逻辑计算对逆变器的输出功率进行调整，实现无逆流调节。

RMCU2000协调控制系统与保护装置组网接线示意图

防逆流调节控制箱数据采集功能

1、市电连接点

• 主要功能：监测市电实时交互功率。
• 相关设备：关口表或防逆流保护装置。

2、光伏并网柜

• 主要功能：监测光伏设备的实时功率、通信状态、运行状态等。
• 相关设备：光伏并网电表、断路器状态。
• 设备关系：光伏节点下可能包含多个光伏单元。

3、光伏单元

• 主要功能：执行光伏功率调控命令。
• 相关设备：光伏逆变器

柔性调节控制说明

1、防逆流保护装置保护部分

根据现场实际情况对防逆流保护装置进行参数的分段式整定，当柔性调节失效或者响应不及时发生时，防逆流保护装置将进行跳闸保护，避免考核与罚款。在监测逆流消失后会重新合闸。

保护装置的整定参考如下：

1、《光伏发电接入配电网设计规范》GB/T 50865-2013，6.3.2 当光伏发电系统设计为不可逆并网方式时,应配置逆向功率保护设备。当检测到逆向电流超过额定输出的5%时，光伏发电系统应在2s内自动降低出力或停止向电网线路送电。

2、《建筑光伏系统应用技术标准[附条文说明]》GB/T 51368-2019 8.9.3 建筑光伏系统并网自动化系统应符合下列规定：建筑光伏系统设计为不可逆并网方式时，应配置逆向功率保护设备。逆功率保护应具有当检测到逆向电流超过额定输出的5%时，建筑光伏系统应在2s内自动降低出力或停止向电网线路送电。

柔性调节部分

当进线侧出现逆功率时，在满足允许逆流存在的最长时间内，协调控制器通过监测防逆流装置的运行数据，逐步调整光伏逆变器的出力，然后根据防逆流装置反馈的逆流数据检测当前进线侧的逆流情况，来判断是否继续进行逆变器的出力调节，直至检测到逆流完全消失；在其他情况下，比如负荷突然消失，也可采用通过防逆流装置直接跳闸断开并网柜总开关的方式。负荷增大后，再重新合上并网柜开关或者调整逆变器的逆变功率，最大程度上提高光伏发电的利用率。