简介
上海长高继保的防逆流保护装置适用于光伏的“自发自用、余电不上网”项目。中午光照强、厂里或家里用电少的时候,组件发出的电会超过本地负荷,多出来的那部分顺着线路倒送进公共电网,这就是通常说的逆流,也叫逆向功率、逆功率。
逆流不好收拾,麻烦主要落在三处:
- 电网侧:并网点电压被抬高,台区供电质量受影响,还可能干扰上级继电保护动作。
- 用户侧:并网开关可能被跳开,光伏被迫停机;涉及电费结算和考核时,容易产生争议。
- 合规侧:多地并网规范对“不可逆并网”项目要求配置逆向功率保护。以 GB/T 50865-2013 为例,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,检测到逆向电流超过额定输出的 5% 时,需在 2 秒内降低出力或停止向电网送电。
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防逆流保护装置就是冲着这件事来的。它装在光伏并网点与电网的衔接位置,一边盯着功率流向,一边判断有没有越界:发现电能有倒送的苗头,先调低逆变器出力,把发电量压到本地负荷能消化的范围;调节来不及,或者通讯出了问题,再通过硬接点断开并网断路器,让光伏从电网上解列。
把它放进“余电不上网”的场景里,能带来的东西大致有这么几样:
- 守住合规底线,让项目满足并网对逆向功率保护的要求。
- 保住发电收益,能调节就先调节,不必一动就停机。
- 降低设备风险,减少长期电压异常对逆变器、变压器造成的损耗。
- 运维更省心,带通讯的装置可上传运行数据,便于远程查看与事后追溯。
构成与动作逻辑
一套完整的防逆流系统,通常有三部分:
- 采样部分:电流互感器(CT)和电压采样回路,把并网点的电流、电压实时取回来。
- 判断部分:装置本体,计算有功功率,判别电能往哪个方向走。
- 执行部分:先走通讯指令调节逆变器出力,后走硬接点跳开并网断路器。
整个过程可以拆成四步:
- 采集:实时测量三相电压、电流,算出并网点有功功率。
- 判别:按功率方向区分“电网到负荷”和“光伏到电网”。约定正向功率为正常,一旦出现反向功率,就当作逆流风险。
- 动作:分两级。柔性调节先上,下调逆变器出力,让光伏出力贴近本地负荷;反向功率仍然越限,或通讯中断导致调节失效,就转刚性跳闸,硬接点闭合,断开并网点断路器。
- 恢复:本地负荷重新上来、正向功率稳定一段时间后,装置再发合闸指令,让光伏回到并网状态。多出来的这段等待,是为了避免负荷在临界点附近来回跳合。
定值整定和采样环节,往往比选设备更费心思:
以某个小型项目为例,逆功率跳闸定值取 1W、时限 1s,恢复合闸定值取 300W、时限 5s。这组数字只是示例,真正整定要结合现场负荷特性和电网要求,并留出安全裕量。
- CT 变比要和进线断路器匹配,例如 400:5;精度等级常见 0.5S 级,以保证轻载工况下的功率判别不跑偏。
- CT 装在用户与电网的产权分界点或光伏并网点,方向与电网流向保持一致,极性不能接反。
- 电压采样线从母线排引出,控制线用双绞屏蔽线、屏蔽层单端接地,外壳可靠接地,减少变频器等设备带来的干扰。
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典型应用案例
案例一:小型加工厂屋顶光伏(约 24 kW,400V 并网)
- 场景:屋顶组件经组串式逆变器并到厂区 400V 母线,白天生产负荷高,夜间只剩照明和待机,用电量掉到几百瓦。
- 做法:在关口配置带硬接点输出的防逆流保护装置,CT 装在产权分界点,逆功率越限就跳开并网断路器,负荷恢复后再自动合闸。
- 效果:夜间轻载时段不再向电网倒送,白天基本能满发,跳闸次数被压在低位。
案例二:大型食品饮料企业厂区(约 16 MW,110kV 进线)
- 场景:厂区分两期建设,低压并网点分散在若干配电室,负荷随生产节奏起落,要求“一点不逆流、尽量不停机”。
- 做法:采用柔性调节为主、刚性跳闸兜底的分层策略。监控系统实时盯住进线功率,先分级下调各并网点逆变器出力;反向功率越限或通讯异常时,由主从机经光纤下发指令,逐级跳开并网柜,必要时断开全部光伏回路。
- 效果:多数工况靠调节就能消化,光伏出力被平稳压到本地负荷以内,供电线路侧的运行安全得到保障。
案例三:村级光伏电站与户用光储(离网与并网协同)
- 场景:村级电站或家庭光储系统配有储能,夜间组件不发电,储能管理不当可能出现反充或倒送。
- 做法:在并网点设置防逆流监视,白天控制光伏出力,夜间控制储能充放电边界,需要时与防孤岛保护、低频保护联动。
- 效果:避免夜间电池向电网反充,光伏与储能的协同更有序,系统连续可用性有所提升。
结语
“自发自用、余电不上网”稳不稳,关键看并网点这道关口管得牢不牢。防逆流保护装置做的事就两件:把功率方向看准,把越界动作做对。调节优先、跳闸兜底,是目前比较通行的思路。
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