1、什么是電能質量?
電能質量是指導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差。從嚴格意思上講,衡量電能質量的主要指標有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指優質供電,包括電壓質量、電流質量、供電質量和用電質量。
我們平時使用的電力能源存在一個品質的問題,品質高的電能不但能減輕用電器的損耗、提高電能的使用效率,更關鍵的是品質高的電能更能保證電力系統穩定、健康的運行。醫院、數據中心等對供電安全特別重視的行業尤其對電能質量有很高的的要求。
2、什么引起了電能質量問題?
從廣義上分類的話,影響電能質量的因素主要包括三個方面:
(1)雷擊、風暴、雨雪等自然因素對電能質量的影響,這些自然因素的發生使電網發生事故,影響到電網的安全,造成供電可靠性降低。
(2)大型電力設備的啟動和停運、自動開關的跳閘及重合等電力設備及裝置的自動保護及正常運行對電能質量的影響,使額定電壓暫時降低、產生波動與閃變等。開關如下圖所示。
(3)非線性負荷、沖擊性負荷等的大量使用。如電弧爐、礦熱爐、中頻爐等大型非線性負載設備的使用,使公用電網產生大量的諧波,產生電壓擾動、產生電壓波動與閃變等。這些負載如下圖所示。
3、電能質量問題有什么危害?
電能質量問題對電力系統、供電部門和電力用戶帶來嚴重的危害,主要表現在以下幾個方面。
(1)諧波使公用電網中的元件產生附加的損耗,降低了發電、輸電及用電設備的效率。大量3次諧波流過中線會使線路過熱,甚至引起火災。
(2)諧波會影響電氣設備的正常工作,使電機產生機械振動和噪聲等,使變壓器局部嚴重過熱,使電容器、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短,以至損壞。
(3)引起電網諧振。這種諧振可能使諧波電流放大幾倍甚至數十倍,會對系統,特別是對電容器和與之串聯的電抗器形成很大的威脅,經常使電容器和電抗器燒毀。
(4)導致繼電保護器和自動裝置誤動作,造成不必要的供電中斷和生產損失。
(5)諧波會使電氣測量儀表計量不準確,產生計量誤差,給供電部門或電力用戶帶來經濟損失。
(6)諧波會對臨近的通信系統產生干擾,輕則產生噪聲,降低通信質量;重則導致信息丟失,使通信系統無法正常使用。
(7)短時停電、電壓驟升或驟降會影響許多特殊行業的生產過程,降低生產工效和產品質量,直接造成經濟損失。
5、為了避免這些情況的發生,電能質量監測裝置的用途尤為廣泛,保定特創電力科技有限公司是一家專業生產廠家,其生產的TC-300B電能質量監測裝置產品性能好,操作簡便,應用領域多。如需了解更多詳情歡迎登陸公司網址www.scheeps.net或撥打電話0312-3121200。
發電機逆功率保護裝置又稱功率方向保護。一般而言,發電機的功率方向應該為由發電機流向母線,但是當發電機失磁或其他某種原因,發電機有可能變為電動機運行,即從系統中吸取有功功率。這就是逆功率。當逆功率達到一定值時,發電機的保護動作,或動作于發信號或動作于跳閘。
并網運行的汽輪發電機,在汽輪機的主汽門關閉之后,便作為同步電動機運行:吸收有功功率而拖著汽輪機轉動,可向系統發出無功功率。由于汽輪機主汽門已關閉,汽機尾部葉片與殘留蒸汽產生摩擦而形成鼓風損耗,長期運行過熱而損壞。燃氣輪機和水輪機也主要是對原動機的損害。發電機逆功率保護裝置主要保護汽輪機不受損害。
對汽輪機逆功率保護裝置的整定計算,就是要確定該保護的動作功率Pdz及動作延時t。1、動作功率Pdz的整定 汽輪發電機逆功率保護的動作功率可按下式計算: Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護的動作功率 Krel-可靠系數,取0.8 P1-主汽門關閉后,汽輪機維持同步轉速旋轉所消耗的功率,該功率的大小除與汽輪機的結構及容量有關之外,還與汽輪發電機的主蒸汽系統的結構(管道結構及有無旁路管道等)有關,一般取額定功率的1.5~2% η-發電機拖動汽輪發電機旋轉時的效率,取0.98~0.99 所以:Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發電機的額定功率。 實際中,Pdz=可取1~1.5%PN。 2、動作延時 發電機逆功率保護的動作延時,應按照汽輪發電機主汽門關閉后允許運行的時間來整定,該允許時間一般為10~15min。計算及運行實踐表明,當汽輪機蒸汽系統有旁路管道時,允許運行時間還要長一些。 因此,若按照汽輪機主汽門關閉之后允許運行的時間來整定保護的動作延時,可取5~10min。動作后作用于解列滅磁。 另外,最近投運的大型汽輪發電機,多采用逆功率保護去啟動程序跳閘回路,此時,動作時間通常取1~2s。 對于程控逆功率保護,由于動作時間短,在主汽門點閉后很短的時間內,由于汽輪機及發電機的慣性,實際逆功率可能很小,因此逆功率的定值不應大于1%PN。
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保定特創電力科技有限公司是一家以自制研發、生產、銷售為一體的專業生產廠家,產品遠銷國內外,深受廣大消費者的好評,產品種類多,功能齊全,如需了解更多產品詳細信息,歡迎來電咨詢或者登陸公司網站來了解。
防孤島保護裝置的主要作用如下
作用一:當電網側失電的時候,需要維修人員去檢修,這時光伏本側還處于正常發電狀態,還會向電網側送電,這時就會形成孤島效應,給電網側檢修人員帶來很大的安全威協。同樣,當光伏本側出現故障,需要人員檢修的時候,而電網側還有電,這樣電網側有可能會出現向本站反送電的情況,同樣會給光伏本側維修人員帶來生命安全方面的隱患。如果裝上防孤島保護裝置,當光伏本側或者電網側任何一側失電的時候,防孤島保護裝置都會迅速向并網開關發出命令,讓其跳閘,從而很好的保證了光伏兩側維修人員的生命安全。
作用二: 當光伏本側或者電網側任何一側出現頻率、電壓或者過載運行時給兩側主設備造成沖擊時,防孤島保護裝置也會迅速向并網開關發出命令,讓其跳閘,從而很好的保證了兩側主設備不受傷害,避免事故進一步擴大。
作用三:智能并網: 裝置帶有失壓跳閘、檢有壓自動合閘功能,當故障解除后,光伏兩側都處于正常狀態。這時防孤島保護裝置就會檢測到相關信號,自動合上并網開關,讓其正常工作,省去了人工并網的繁瑣。
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光伏系統故障解列裝置產品功能特點
■ 根據用戶的不同需求可部署在光伏電站,也可部署在 電網變電站;
■ 電網變電站側的防孤島保護可實現防孤島保護與備自投、安控裝置的一體化,節省用戶投資;
■ 光伏電站側的防孤島保護可實現防孤島與安控裝置的 一體化,光伏系統故障解列裝置判別不依賴電網運行方式,根據需要可 配置被動式原理和主動式原理;
■ 采用分散主從式系統構架,既可集中布置,也可小室 分散布置;
■ 實時數據和故障實時模擬和下載,調試、聯調、定檢 方便;
■ 強大的定值管理功能,記錄定值修改的時間;
■ 裝置軟件采用組態可配置式設計。
光伏系統故障解列裝置主要性能指標
■ 電氣測量精度達到:電壓±0.5%,電流±1%、功率1.5%, 頻率±0.01Hz;
■ 故障狀態下突變量啟動時間:5~10ms;
■ 變電站側防孤島保護判別時間<100ms;
■ 光伏電站側防孤島保護判別時間<1s。
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電能質量(Power Quality),從嚴格意思上講,衡量電能質量的主要指標有電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指優質供電,包括電壓質量、電流質量、供電質量和用電質量。電能質量問題可以定義為:導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差,其內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、瞬時或暫態過電壓、波形畸變(諧波)、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續性等。
在現代電力系統中,電壓暫降,暫升和短時中斷,諧波產生的電壓波形畸變;已成為最重要的電能質量問題。
1.電壓不平衡是指三相電壓的幅值或相位不對稱。不平衡的程度用不平衡度(電壓負序分量和正序分量的方均根值百分比)來表示,典型的三相不平衡是指不平衡度超過2%,短時超過4%。在電力系統中,各種不平衡工業負荷以及各種接地短路故障都會導致三相電壓的不平衡。
2.過電壓是指持續時間大于1分鐘,幅值大于標稱值的電壓。典型的過電壓值為1.1~1.2倍標稱值。過電壓主要是由于負載的切除和無功補償電容器組的投入等過程引起,另外,變壓器分接頭的不正確設置也是產生過電壓的原因。
3.欠電壓是指持續時間大于1分鐘,幅值小于標稱值的電壓。典型的欠電壓值為0.8~0.9倍標稱值。其產生的原因一般是由于負載的投入和無功補償電容器組的切除等過程。另外,變壓器分接頭的錯誤設置也是欠電壓產生的原因。
4.電壓驟降是指在工頻下,電壓的有效值短時間內下降。典型的電壓驟降值為0.1~0.9倍標稱值,持續時間為0.5個周期到1分鐘。電壓驟降產生的原因主要有電力系統發生故障,如系統發生接地短路故障;大容量電機的啟動和負載突增也會導致電壓驟降。
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光伏系統故障解列裝置產品功能特點
■ 根據用戶的不同需求可部署在光伏電站,也可部署在 電網變電站;
■ 電網變電站側的防孤島保護可實現防孤島保護與備自投、安控裝置的一體化,節省用戶投資;
■ 光伏電站側的防孤島保護可實現防孤島與安控裝置的 一體化,光伏系統故障解列裝置判別不依賴電網運行方式,根據需要可 配置被動式原理和主動式原理;
■ 采用分散主從式系統構架,既可集中布置,也可小室 分散布置;
■ 實時數據和故障實時模擬和下載,調試、聯調、定檢 方便;
■ 強大的定值管理功能,記錄定值修改的時間;
■ 裝置軟件采用組態可配置式設計。
光伏系統故障解列裝置主要性能指標
■ 電氣測量精度達到:電壓±0.5%,電流±1%、功率1.5%, 頻率±0.01Hz;
■ 故障狀態下突變量啟動時間:5~10ms;
■ 變電站側防孤島保護判別時間<100ms;
■ 光伏電站側防孤島保護判別時間<1s。
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逆功率保護,用于保護汽輪機。當主汽門誤關閉或機爐保護動作關閉主汽門而發電機出口開關未跳閘時,發電機變成電動機運行狀態,此時發電機從系統吸收有功和無功,這種工況對發電機并無影響但由于鼓風損失,氣輪機尾部葉片有可能過熱,損壞尾部葉片而造成汽輪機事故。
逆功率保護,用于保護汽輪機。當主汽門誤關閉或機爐保護動作關閉主汽門而發電機出口開關未跳閘時,發電機變成電動機運行狀態,此時發電機從系統吸收有功和無功,這種工況對發電機并無影響但由于鼓風損失,氣輪機尾部葉片有可能過熱,損壞尾部葉片而造成汽輪機事故。因此大機組不允許在這種工況下長時間運行,最多只允許運行幾分鐘。
我國自行設計的發電機,以往不裝設逆功率保護,但采取以下措施:
(1) 主汽門關閉后,在控制室內發信號,如主汽門誤關閉,檢查之后可迅速恢復供汽,使機組正常運行,如幾分鐘恢復不了,可由值班員斷開發電機出口開關。
(2) 采用聯鎖方法。當主汽門關閉后,用主汽門輔助接點,經延時切除發電機。上述方法雖然可行,但有不足之處,因為都不能正確地反映主汽門關閉情況。為了及時發現逆功率的異常工況,歐洲一些國家在發電機上配置有逆功率保護。逆功率保護其核心元件是逆功率。逆功率繼電器和功率方向繼電器相似,只是在功率方向相反時動作,及時發出信號或延時動作切機
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面對多樣的、不確定的因素可能對電能質量造成的負面影響,要想提高,在電網規劃、電力設備配置、調壓措施等各個環節都要詳盡部署,超前防范風險,及時排查隱患。
保定特創電力科技有限公司為您推出一款電能質量監測裝置TC-300B,讓你排除后顧之憂。
1. TC-300B特點
■安全可靠
電壓輸入采用高電壓隔離模塊,電流輸入采用高精度電流變器使輸入信號和測量系統安全隔離。大大提高了TC-300B的抗干擾能力。
■使用方便
此裝置采用中文大屏幕界面,簡潔的按鍵操作,用戶使用更方便。
■精度高
符合國標A 級儀器要求。對諧波、三相不平衡度均采用基準算法,無近似計算,采用高精度A/D(16 位),同時采樣,采集速率12.8 kHz。
■軟件功能強
此裝置采用DSP+ARM+CPLD 內核,處理速度快,軟件功能豐富,使TC-300B適用于復雜的測試工作和數據處理工作,大大提高了測試效率和水平。
■通訊接口(RS-232/485,網口)
此裝置通常采用RS232轉RS485通訊。如需通過以太網通訊,需要合同中另行規定。
■測試參數多
系統頻率、電網諧波、三相電壓不平衡度、電壓偏差、電壓基波有效值和真有效值、電流基波有效值和真有效值、有功功率、無功功率、2-50次諧波、真功率因數等電能質量國標規定的參數。
■大容量存儲
此裝置內置512M 內存,以5分鐘為單位存儲數據,每通道可以連續存儲3個月的歷史數據。
2.TC-300B主要功能
■可廣泛地應用于光伏等新能源系統發電輸配電、電力電子、電機拖動等領域,測量分析公用電網供到用戶端或新能源光伏發電的交流電能質量,其測量分析:電壓偏差、三相電壓允許不平衡度、電網諧波。
■應用小波變換測量分析非平穩時變信號的諧波。
■測量分析各種用電設備在不同運行狀態下對公用電網電能質量。
■負荷波動監視:定時記錄和存儲電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、相位等電力參數的變化趨勢。
■電力設備調整及運行過程動態監視,幫助用戶分析電力設備調整及投運過程中出現的問題。
■測試分析電力系統中斷路器動作、變壓器過熱、電機燒毀、自動裝置誤動作等故障原因。
■測試分析電力系統中無功補償及濾波裝置動態參數并對其功能和技術指標作出定量評價。
保定特創電力科技有限公司是全國首家,專業生產電能質量監測裝置,產品性能好,應用范圍廣泛。
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近年來,全民光伏的爆發趨勢愈發明顯,各地都在轟轟烈烈搞光伏發電,特別是分布式光伏增速明顯。根據,統計數據,2016年分布式項目增速達到200%以上,分布式光伏,大市場、新機遇,也有新問題不得不防。
光伏長期出路在分布式,分布式的未來在戶用系統。根據《電力發展“十三五”規劃》,“十三五”末要達到分布式光伏60GW以上的目標,需要每年實現約10GW的分布式裝機。有媒體預測,“十三五”期間戶用分布式光伏新增規模有可能實現20GW。
當前,在政策市場雙輪驅動下,分布式光伏前景一片光明,各大廠家都在跑馬圈地,然而過度擴張必然帶來各種各樣的問題,戶用項目又是最不容易管理的領域,施工單位往往是項目所在地的“草臺班子”,施工質量也參差不齊,給光伏電站的安全、穩定運行埋下了很大的隱患。
為了搶奪客戶,開啟了惡性競爭,使勁壓低戶用光伏系統報價,只能降低系統質量,縮減后期維護成本,以致大部分的地市鎮的業主安裝光伏之后,都未能有良好的質量監管服務,缺乏對業主的光伏知識培訓,更不要談后期的運維管理了。
分布式光伏的技術標準是GB/T29319—2012,但是其中一個非常關鍵的光伏技術指標:逆功率流,到底什么情況下可以,什么情況不允許?國家標準里給了一個模棱兩可的定義,當你的設計為不可逆并網方式時,應配置逆向功率保護設備?,F在只有自己去做評估,或者借助于第三光伏電站的檢測機構的技術服務讓自己的評估更加科學。
作為國內知名的第三方英格爾光伏及電站檢測認證實驗室介紹,目前“安全性、可靠性是分布式光伏遇到的主要技術性門檻,然而,個體解決難度非常大,成本非常高,因此,第三方光伏檢測監造技術服務將成為分布式光伏推廣進程中的必選項之一。
保定特創電力科技有限公司是專業生產光伏防逆流產品,光伏防孤島產品,光伏故障解列產品,電能質量監測產品,綜合自動化保護產品,微機綜合保護的廠家,下面是保定特創電力科技有限公司的逆功率監控裝置(防逆流)選型說明:
TC-3064、TC-3065、TC-3065P、TC-3066、TC-3067、TC-3068、TC-3069逆功率監控(防逆流)裝置適用范圍:太陽能并網工程(電動汽車充電樁并網工程)中實時監測380V并網功率,防止功率倒送到系統側,影響系統電源。
TC-3064H、TC-3065H、TC-3066H、TC-3067H、TC-3068H、TC-3069H逆功率監控裝置(防逆流)適用范圍:太陽能并網工程中實時監測35KV、10KV并網功率,防止功率倒送到系統側,影響系統電源。
分布式光伏發電屬于可再生能源發電,已經得到了大力的發展,然而,將分布式光伏發電接入配電網,給傳統的配電網保護帶來了一定的影響,因此,研究保護機制具有很重要的現實意義。本文分析了分布式光伏發電對配電網保護的影響,提出了具體的保護技術,并在此基礎上研究出了保護機制。
近年來,隨著人們都在長期利用能源的過程中,利用化石資源如煤炭、天然氣和石油等化石時期僅是一個很短的時期,然而燃燒化石能源所排出的二氧化碳和含氧硫化物,直接導致了地球溫室效應和酸雨的產生,化石能源的大量開發利用是造成人類生存環境惡化的主要原因之一,人類面臨著經濟和社會可持續發展的雙重挑戰,化石能源被新能源取代是歷史的必然。因此,在有限資源和環保要求的雙重制約下,人類應未雨綢繆,及早尋求替代能源,這就要求我們所尋求的替代能源必須是可再生的清潔能源,太陽能就是可再生能源的一種。
一、光伏發電系統發展現狀
隨著光伏發電技術的發展,分布式光伏發電日漸成為滿足負荷增長需求、減少環境污染、提高能源綜合利用率、提高供電可靠性的一種有效途徑。德國是在本世紀初開始實行這一政策的,在世界上處在領先的地位。歐洲的有關機構也對這一技術的發展進行了預估:到二十年代,世界上的太陽能發電總量將會是所有能源的百分之一,到了本世紀中葉,就可以達到五分之一,世紀末將超過一半。在這方面,我國也推行了一些發展策略。要求通過提升能源的開發率讓能源使用更加廣泛,提升能源的使用率來降低使用的成本。有關專家認為,到2025年,我國新能源發電就可以占據總發電量的四分之一,因為太陽能光伏發電越來越頻繁,利用提升發電率來降低成本,穩定電網也受到了世界各國的廣泛關注。如今的光伏發電技術日益成熟,也朝著并網發電以及建筑結合發電的方向發展。當然,國內的這一技術仍然存在一些問題,比如大多數的原材料依然需要進口才能獲取,而產品也是大多運到了國外,高價買材料,低價售產品,國內的市場一直停滯不前,這才讓我國現在的光伏產業結構發生了調整。
二、分布式光伏發電對配電網保護的影響
一般是通過35kV及以下電壓等級饋線接入,當二者的容量比足夠大時,就會對配電網的短路電流產生影響,進而對保護裝置整定和配合原則產生影響。分布式光伏發電對配電網保護的影響主要體現在六方面:
?。ㄒ唬┤绻窃诜植际焦夥l電接入饋線的上游發生故障,那么饋線下游的保護裝置就可能會發生誤動作;
?。ǘ┤绻收习l生在相鄰的饋線,那么本饋線就可能發生保護誤動作;
?。ㄈ⒎植际焦夥l電接入配電網,會影響到饋線部分的保護靈敏度,一旦靈敏度發生變化,就會導致拒動或者誤動的發生;
?。ㄋ模伨€本身具有特定的保護范圍,將分布式光伏發電接入配電網,會對饋線的保護范圍產生影響,使其發生變化;
?。ㄎ澹┊敺植际焦夥l電接入變電站低壓母線時,配電網中各個饋線的電流保護靈敏性會大大地提高,這是由于接入低壓母線后,系統的短路容量就會增大很多,相應的短路電流也會增加,所以靈敏性就隨之增高;
?。┓植际焦夥l電接入配電網之后,一旦容量增大,就可能會導致配電網保護失去選擇性。
三、分布式光伏發電接入配電網的新型保護技術
?。ㄒ唬┻^流保護
在光伏逆變器中,要跟蹤太陽光伏陣列的最大功率點,而且還需要進行采樣,采樣的對象包括三個,分別是直流側電壓、直流側電流以及交流測電流。對于是否對電路進行過電流保護的判斷,已經采用了這個方法,而且由于光伏逆變器存在分辨率高的特性,所以在對電路進行過電流保護時,靈敏度非常的高。在對電路進行過電流保護時,采用光伏逆變器的方法,該保護方法由三部分組成:過流保護主電路、過流保護驅動電路、過流保護控制電路。
?。ǘ┻^欠電壓保護
對小型的光伏發電站來說,當電網電壓出現異常時,過欠電壓保護將會發揮作用,根據不同的情況以不同的停止發電時間。但是對于大型的光伏發電站來說,要通過低電壓穿越能力來提升抗電網擾動的能力。
對雷擊過電壓和操作過電壓的防止,采用的方法就是光伏發電站的過電壓保護。過電壓包括兩種類型:縱向和橫向,因此在實行保護時,要堅持同時考慮兩種類型過電壓保護原則。具體說來,光伏發電站的過電壓保護措施有兩種:
1、單級保護,主要是對雷電等暫態電壓的一次保護,實現保護的方法是應用壓敏電阻和氣體放電管;
2、多級保護,適用于單級保護不能起到良好的保護作用,且逆變器耐壓水平較低。
?。ㄈ┻^欠頻率保護
在小型光伏發電站中,特定的頻率范圍為49.5Hz~50.2Hz,如果分布式光伏發電接入配電網的頻率超過了這個范圍,那么就需要啟動過欠頻率保護。在大中型光伏發電站中,一定要具備的能力就是抵抗系統頻率異常擾動。
?。ㄋ模?strong>反孤島保護
當外部大電網發生異常時,就會變成停電狀態,這時,接入配電網的分布式光伏發電仍對一部分配電系統繼續供電,這被稱之為孤島現象,孤島現象包括計劃性和非計劃性兩種。而反孤島保護就是當發生孤島現象時,將光伏發電站與孤島系統間的連接斷開,將孤島現象運行的條件消滅掉,避免孤島現象危害到用戶設備及設備檢修工作。
四、分布式光伏發電對配電網的保護機制研究
?。ㄒ唬┒搪冯娏鞯挠嬎惴椒?/p>
在傳統的配電網中,短路電流的計算方法有四種:等效電壓源算法、疊加算法、相零回路電流算法、瞬態仿真算法。前三種用來計算穩態故障電流,第四種用來計算暫態故障電流。當分布式光伏發電接入配電網之后,對傳統的配電網產生了很大的影響:配電系統具有多電源性、線路傳輸的有功功率與無功功率的數量和方向發生改變。這樣一來,對于配電網的保護提出了新的要求,而且在對配電網的保護進行研究的同時還要研究出新的短路電流計算方法,新的短路電流計算方法可以在傳統的基礎上進行修正,同時結合分布式光伏發電的特點。
?。ǘ┍Wo整定及配置原則
當分布式光伏發電接入配電網時,饋線的保護可分為上游主饋線的保護、上游分支饋線的保護、下游主饋線的保護、下游分支饋線的保護,不同位置饋線的保護對分布式光伏發電站的容量影響也不相同。當發生故障時,故障發生在保護的上游和發生在保護范圍內以及保護的下游,對配電網保護產生的影響也是不相同的,要根據具體故障發生的位置實施具體的保護。
近些年來,分布式光伏發電越來越得到了快速的發展,分布式光伏發電依賴的是太陽能,屬于可再生能源。將分布式發電接入配電網中,對傳統的配電網保護產生了一定的影響,主要體現在可靠性、靈敏性和選擇性三方面,為了更好的實現對配電網的保護,研究出了新的配電網保護機制,保證配電網輸電的正常運行。