唐雪陽

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

光儲時代，逆流隱憂浮現

在“雙碳"目標的下，光伏與儲能系統(tǒng)在工商業(yè)領域的規(guī)模化應用正以的速度推進，成為企業(yè)降低運營成本、提升能源利用效率、踐行綠色發(fā)展理念的關鍵舉措。據相關數據顯示，過去幾年間，工商業(yè)光儲項目的裝機容量呈現出爆發(fā)式增長，越來越多的企業(yè)將光儲系統(tǒng)視為實現可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略投資。

然而，在這一蓬勃發(fā)展的背后，一個不容忽視的問題逐漸浮出水面——電流逆流。當光伏發(fā)電功率超過企業(yè)即時負載需求，或者儲能系統(tǒng)放電量大于本地用電負荷時，多余的電能便會反向流入公共電網，形成電流逆流現象。這一看似簡單的電能反向流動，實則隱藏著諸多潛在風險，時刻威脅著電網的安全穩(wěn)定運行以及企業(yè)自身的運營合規(guī)性。

逆流危害，牽一發(fā)而動全身

在電網運行的精密體系中，電壓與頻率如同人體的血壓和心跳，必須維持在穩(wěn)定的范圍之內，以保障整個系統(tǒng)的正常運轉。而電流逆流的出現，恰似一顆投入平靜湖面的巨石，會引發(fā)一系列連鎖反應，打破電網電壓和頻率的平衡。

當逆流發(fā)生時，過多的電能反向涌入電網，會導致局部電網的電壓急劇升高。這是因為電網中的電壓調節(jié)機制是基于正常的電能流向進行設計的，逆流的出現使得原本穩(wěn)定的電壓分布被打亂，超出了電網設備的額定耐壓范圍。而電壓的異常升高，又會干擾電網的頻率調節(jié)機制。電網頻率是電力系統(tǒng)運行的重要指標，正常情況下應保持在50Hz的穩(wěn)定數值。但逆流導致的電壓波動會使發(fā)電機的轉速不穩(wěn)定，進而影響電網頻率，使其出現波動。

這種電壓和頻率的異常波動，對電網中的各類設備都會造成嚴重威脅。以變壓器為例，它是電網中實現電壓轉換和電能傳輸的關鍵設備，長期處于電壓異常的環(huán)境中，會導致其鐵芯過熱，絕緣性能下降，最終可能引發(fā)變壓器燒毀。高壓開關在頻繁受到電壓沖擊時，也容易出現觸頭燒蝕、誤動作等問題，影響其正常的分合閘功能。一旦這些關鍵設備出現故障，就可能引發(fā)區(qū)域性的供電中斷，給社會生產和生活帶來巨大的影響。

在某區(qū)就曾發(fā)生過一起因光伏逆流導致的電網事故。某大型工商業(yè)園區(qū)安裝了大量的分布式光伏發(fā)電設備，但由于未采取有效的防逆流措施，在光伏發(fā)電高峰期，大量多余電能反向流入電網。這導致園區(qū)附近的電網電壓瞬間升高，超出了安全范圍，觸發(fā)了變電站的保護裝置跳閘，造成了周邊多個小區(qū)和企業(yè)停電，停電時間長達數小時，給居民生活和企業(yè)生產帶來了極大的不便，直接經濟損失高達數百萬元。

工商業(yè)光伏儲能并網——防逆流解決方案

采用不允許向電網倒送電方式的用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)時，需在公共連接點配置防逆流保護裝置，同時可配置系統(tǒng)軟件可采集并網點功率，并與發(fā)電設備通信調節(jié)實時發(fā)電量，通過防逆流軟件柔性調節(jié)、防逆流保護剛性跳閘相結合的方案，在產生逆向功率倒送公共電網時快速斷開并網柜，防止用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)持續(xù)發(fā)電倒送公共電網。

AM5SE-IS防逆流保護裝置——單機版防逆流保護

AM5SE-IS防逆流保護裝置主要適用于35kV、10kV及低壓400V光伏發(fā)電、風力發(fā)電、儲能充放電等新能源并網供電系統(tǒng)。當向公共電網有逆向供電現象時，可以快速切除并網點，使本站不持續(xù)向電網逆向供電，保證電站的使用滿足電網要求。單機版方案適用于逆流監(jiān)測點與跳閘點之間距離在100米以內的場景。

AM5SE-PV系列防逆流保護裝置

——主從機光纖直跳方案

當逆流監(jiān)測點與用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)并網單元的并網柜之間線纜敷設距離在100m至1.5km之間主機從機之間可采用多模光纖為62.5/125um，波長850nm，ST接口連接。

當逆流監(jiān)測點與用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)并網單元的并網柜之間線纜敷設距離在1.5km至20km之間，主機從機之間可采用單模光纖波長1310nm，ST接口連接。

——GOOSE通信方案

 當逆流監(jiān)測點與用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)并網單元的并網柜之間線纜敷設距離在100m至20km之間可采用AM5SE-PV系列主從機方案，主機從機之間可采用單模光纖波長1310nm，FC接口連接。

防逆流軟件功能——系統(tǒng)柔性調節(jié)方案

防逆流軟件可實時監(jiān)測防逆流監(jiān)測點功率變化，當前光伏發(fā)電總功率、儲能實時放電功率與儲能實時充電功率以及每個并網單元并網點的實時功率。

防逆流軟件可設置逆功率跳閘的功率閾值與跳閘動作時間、低功率調節(jié)的功率閾值與調節(jié)時間、以及功率恢復正常后判斷合閘的功率值與恢復合閘動作時間。

低功率柔性調節(jié)

防逆流軟件設置低功率調節(jié)的功率閾值（該功率為用戶側使用公共電網的下網功率），當公共電網的下網功率較低，可能會由于負荷波動導致逆向功率產生時，防逆流軟件柔性調節(jié)，給用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)的并網單元發(fā)送降低發(fā)電功率指令，防止逆向功率產生。

逆功率跳閘

防逆流軟件設置逆功率跳閘的功率閾值（該功率為用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)向公共電網反向供電的上網功率），當用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)向公共電網反向供電的上網功率觸發(fā)逆功率跳閘功率閾值，防逆流軟件給用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)的并網單元發(fā)送跳閘指令，切斷用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)的并網單元，防止持續(xù)向公共電網逆向供電。

功率恢復合閘

當用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)的并網單元因逆功率跳閘后，用戶側使用公共電網的下網功率恢復正常閾值，且在功率恢復合閘時間內并網單元仍未恢復合閘，防逆流軟件給跳閘的用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)的并網單元發(fā)送合閘指令，恢復用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)的并網單元的發(fā)電，提高用戶側并網發(fā)電系統(tǒng)的利用率，減少公共電網的使用。

典型案例

中國某移動中心911.55kWp分布式光伏項目

采用柔性軟件調節(jié)+剛性單機版防逆流保護方案

防逆流策略：本項目分為5個并網點，5個防逆流監(jiān)測點，本質為5個獨立防逆流保護方案，防逆流監(jiān)測點配置AM5SE-IS采集當前母線低壓總進線上互感器電流，結合母線電壓，計算低壓總進線處實時功率，（向下指向母線為正功率，向上指向變壓器為逆功率），當出現逆功率時，由逆功率保護裝置跳開對應并網點斷路器，當功率回復后恢復對應并網點斷路器合閘。

江蘇某鹽場35kV分布式光伏項目

柔性軟件調節(jié)+主從機GOOSE通訊防逆流保護方案

防逆流策略：10kV進線測逆流監(jiān)測點處配置2臺AM5SE-PVM-GOOSE去采集逆流監(jiān)測點電流、電壓，計算實時功率,大浦線和神特線每個并網點配置1臺防逆流從機AM5SE-PVS-GOOSE的從機，主從機之間通過光纖組網GOOSE通信，主機在監(jiān)測到低功率，觸發(fā)低功率定值時通過GOOSEOUT發(fā)出動作信號，對應配置GOOSEIN的從機接收主機的命令后跳開對應并網點斷路器，主機在監(jiān)測到功率恢復時，也通過GOOSEOUT發(fā)出動作信號，對應配置GOOSEIN的從機接收主機的命令后恢復并網點斷路器合閘，同時監(jiān)控系統(tǒng)軟件采集防逆流主機功率數據，監(jiān)測點功率觸發(fā)防逆流裝置跳閘前通過防逆流軟件降低逆變器的發(fā)電功率，在防逆流保護裝置的跳閘的前實現柔性調節(jié)。