光伏防孤岛保护装置的保护定值计算过程

     光伏防孤岛保护装置的保护定值计算需严格遵循国家标准（如GB/T 19964、GB/T 33342）、电网公司并网技术规定及项目并网协议，结合电网参数和设备特性分步计算。以下是核心定值类型及计算逻辑：

一、光伏防孤岛保护装置核心定值计算逻辑

1. 电压保护定值

    低电压保护（重点防孤岛）：

定值范围：

    一级保护：80%～85%额定电压（如230V系统设为184V～195V），延时1.0～2秒。

    二级保护：45%～70%额定电压（如104V～161V），延时0.1～0.5秒（国标要求快速段≤0.2秒）。

计算公式：

    二次侧定值 = （电网要求电压百分比 × PT一次侧额定电压 × PT变比）÷ 额定电压

    示例：电网要求50%动作，PT变比10kV/100V → 二次定值 = (0.5 × 10kV × 100V) / 10kV = 50V

过电压保护：

    定值范围：110%～120%额定电压（如230V系统设为253V～276V），延时0.2～2秒。

    依据：需高于国标GB/T 19964规定的高电压穿越阈值（如110% Un需耐受≥1秒）。

2. 频率保护定值

低频保护：

    定值范围：47.5Hz～49.5Hz（典型值：49.5Hz延时0.3秒，47.5Hz瞬时动作）。

高频保护：

    定值范围：50.5Hz～51.5Hz（典型值：50.5Hz延时0.2秒）。

关键原则：

    动作时间必须短于电网故障清除时间（一般≤0.5秒），避免非计划脱网。

3. 逆功率保护（防孤岛核心）

动作逻辑：检测光伏向电网反向送电（功率角θ突变为负值）。

定值设置：

    动作阈值 = 5%～10% × 光伏额定容量（PN）

    示例：1MW光伏系统 → 动作阈值设为50～100kW。

    延时：0.5～2秒（需躲过电网短暂波动）。

4. 相位突变保护

    动作条件：电网断开时，光伏电压与负荷电流相位差突增。

    定值：Δφ ≥ 5°～10°，瞬时动作或0.1秒延时。

二、光伏防孤岛保护装置的强制计算依据

国家标准：

    GB/T 19964：规定电压保护范围（低压45%～85% Un，高压110%～135% Un），频率保护范围（低频47.5Hz～49.5Hz，高频50.2Hz～51.5Hz）。

    GB/T 33342：要求孤岛检测时间≤2秒。

    电网并网协议（如国网Q/GDW 1617）：

    低频保护：49.5Hz（0.2秒），47.5Hz（0.1秒）；

    过压保护：120% Un（0.2秒）。

三、光伏防孤岛保护装置的计算步骤

获取基础参数：

    电网短路容量（Ssc）、PT/CT变比、光伏额定容量（PN）、并网协议特殊要求（如某些地区要求低频定值≤49.2Hz）。

分层设置定值：

    瞬时段：电压≤45% Un或频率≤47.5Hz，动作时间≤0.1秒；

    快速段：电压≤70% Un或频率≤49.0Hz，动作时间0.2～0.5秒；

    后备段：电压≤85% Un或频率≤49.5Hz，动作时间1～2秒。

验证协同性：

    定值需高于电网正常波动上限（如电压波动±10%，频率波动±0.2Hz）；

    延时需躲过相邻设备保护动作时间（如变压器低压侧保护）。

四、光伏防孤岛保护装置定值计算工程实例

项目参数：

    光伏容量：5MW

    电压等级：10kV（PT变比10kV/100V）

    电网要求：低频49.0Hz（0.3秒），低压70% Un（0.2秒）

计算过程：

    低频保护定值：直接输入装置 49.0Hz，延时 0.3秒。

    低压保护定值：

    一次侧动作值：10kV × 70% = 7kV；

    二次侧定值：（7kV × 100V） / 10kV = 70V，延时 0.2秒。

关键注意事项

    严禁经验设置：定值必须取得电网调度部门的书面通知单。

    现场验证：通过模拟孤岛试验（如RLC负载投切）校验动作准确性。

    动态调整：电网结构变化（新增线路、负荷）需重新校核定值。

    最终审核：定值表需经电网公司签字批准后方可投入运行。