光伏储能遇逆流？防逆流装置为电网安全上保险

简婷

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

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光储时代，逆流隐忧浮现

在“双碳"目标的下，光伏与储能系统在工商业领域的规模化应用正以的速度推进，成为企业降低运营成本、提升能源利用效率、践行绿色发展理念的关键举措。据相关数据显示，过去几年间，工商业光储项目的装机容量呈现出爆发式增长，越来越多的企业将光储系统视为实现可持续发展的重要战略投资。

然而，在这一蓬勃发展的背后，一个不容忽视的问题逐渐浮出水面——电流逆流。当光伏发电功率超过企业即时负载需求，或者储能系统放电量大于本地用电负荷时，多余的电能便会反向流入公共电网，形成电流逆流现象。这一看似简单的电能反向流动，实则隐藏着诸多潜在风险，时刻威胁着电网的安全稳定运行以及企业自身的运营合规性。

逆流危害，牵一发而动全身

在电网运行的精密体系中，电压与频率如同人体的血压和心跳，必须维持在稳定的范围之内，以保障整个系统的正常运转。而电流逆流的出现，恰似一颗投入平静湖面的巨石，会引发一系列连锁反应，打破电网电压和频率的平衡。

当逆流发生时，过多的电能反向涌入电网，会导致局部电网的电压急剧升高。这是因为电网中的电压调节机制是基于正常的电能流向进行设计的，逆流的出现使得原本稳定的电压分布被打乱，超出了电网设备的额定耐压范围。而电压的异常升高，又会干扰电网的频率调节机制。电网频率是电力系统运行的重要指标，正常情况下应保持在50Hz的稳定数值。但逆流导致的电压波动会使发电机的转速不稳定，进而影响电网频率，使其出现波动。

这种电压和频率的异常波动，对电网中的各类设备都会造成严重威胁。以变压器为例，它是电网中实现电压转换和电能传输的关键设备，长期处于电压异常的环境中，会导致其铁芯过热，绝缘性能下降，最终可能引发变压器烧毁。高压开关在频繁受到电压冲击时，也容易出现触头烧蚀、误动作等问题，影响其正常的分合闸功能。一旦这些关键设备出现故障，就可能引发区域性的供电中断，给社会生产和生活带来巨大的影响。

在某区就曾发生过一起因光伏逆流导致的电网事故。某大型工商业园区安装了大量的分布式光伏发电设备，但由于未采取有效的防逆流措施，在光伏发电高峰期，大量多余电能反向流入电网。这导致园区附近的电网电压瞬间升高，超出了安全范围，触发了变电站的保护装置跳闸，造成了周边多个小区和企业停电，停电时间长达数小时，给居民生活和企业生产带来了极大的不便，直接经济损失高达数百万元。

工商业光伏储能并网——防逆流解决方案

采用不允许向电网倒送电方式的用户侧并网发电系统时，需在公共连接点配置防逆流保护装置，同时可配置系统软件可采集并网点功率，并与发电设备通信调节实时发电量，通过防逆流软件柔性调节、防逆流保护刚性跳闸相结合的方案，在产生逆向功率倒送公共电网时快速断开并网柜，防止用户侧并网发电系统持续发电倒送公共电网。

AM5SE-IS防逆流保护装置——单机版防逆流保护

AM5SE-IS防逆流保护装置主要适用于35kV、10kV及低压400V光伏发电、风力发电、储能充放电等新能源并网供电系统。当向公共电网有逆向供电现象时，可以快速切除并网点，使本站不持续向电网逆向供电，保证电站的使用满足电网要求。单机版方案适用于逆流监测点与跳闸点之间距离在100米以内的场景。

AM5SE-PV系列防逆流保护装置

——主从机光纤直跳方案

当逆流监测点与用户侧并网发电系统并网单元的并网柜之间线缆敷设距离在100m至1.5km之间主机从机之间可采用多模光纤为62.5/125um，波长850nm，ST接口连接。

当逆流监测点与用户侧并网发电系统并网单元的并网柜之间线缆敷设距离在1.5km至20km之间，主机从机之间可采用单模光纤波长1310nm，ST接口连接。

——GOOSE通信方案

当逆流监测点与用户侧并网发电系统并网单元的并网柜之间线缆敷设距离在100m至20km之间可采用AM5SE-PV系列主从机方案，主机从机之间可采用单模光纤波长1310nm，FC接口连接。

防逆流软件功能——系统柔性调节方案

防逆流软件可实时监测防逆流监测点功率变化，当前光伏发电总功率、储能实时放电功率与储能实时充电功率以及每个并网单元并网点的实时功率。

防逆流软件可设置逆功率跳闸的功率阈值与跳闸动作时间、低功率调节的功率阈值与调节时间、以及功率恢复正常后判断合闸的功率值与恢复合闸动作时间。

低功率柔性调节

防逆流软件设置低功率调节的功率阈值（该功率为用户侧使用公共电网的下网功率），当公共电网的下网功率较低，可能会由于负荷波动导致逆向功率产生时，防逆流软件柔性调节，给用户侧并网发电系统的并网单元发送降低发电功率指令，防止逆向功率产生。

逆功率跳闸

防逆流软件设置逆功率跳闸的功率阈值（该功率为用户侧并网发电系统向公共电网反向供电的上网功率），当用户侧并网发电系统向公共电网反向供电的上网功率触发逆功率跳闸功率阈值，防逆流软件给用户侧并网发电系统的并网单元发送跳闸指令，切断用户侧并网发电系统的并网单元，防止持续向公共电网逆向供电。

功率恢复合闸

当用户侧并网发电系统的并网单元因逆功率跳闸后，用户侧使用公共电网的下网功率恢复正常阈值，且在功率恢复合闸时间内并网单元仍未恢复合闸，防逆流软件给跳闸的用户侧并网发电系统的并网单元发送合闸指令，恢复用户侧并网发电系统的并网单元的发电，提高用户侧并网发电系统的利用率，减少公共电网的使用。

典型案例

中国某移动中心911.55kWp分布式光伏项目

采用柔性软件调节+刚性单机版防逆流保护方案

防逆流策略：本项目分为5个并网点，5个防逆流监测点，本质为5个独立防逆流保护方案，防逆流监测点配置AM5SE-IS采集当前母线低压总进线上互感器电流，结合母线电压，计算低压总进线处实时功率，（向下指向母线为正功率，向上指向变压器为逆功率），当出现逆功率时，由逆功率保护装置跳开对应并网点断路器，当功率回复后恢复对应并网点断路器合闸。

江苏某盐场35kV分布式光伏项目

柔性软件调节+主从机GOOSE通讯防逆流保护方案

防逆流策略：10kV进线测逆流监测点处配置2台AM5SE-PVM-GOOSE去采集逆流监测点电流、电压，计算实时功率,大浦线和神特线每个并网点配置1台防逆流从机AM5SE-PVS-GOOSE的从机，主从机之间通过光纤组网GOOSE通信，主机在监测到低功率，触发低功率定值时通过GOOSEOUT发出动作信号，对应配置GOOSEIN的从机接收主机的命令后跳开对应并网点断路器，主机在监测到功率恢复时，也通过GOOSEOUT发出动作信号，对应配置GOOSEIN的从机接收主机的命令后恢复并网点断路器合闸，同时监控系统软件采集防逆流主机功率数据，监测点功率触发防逆流装置跳闸前通过防逆流软件降低逆变器的发电功率，在防逆流保护装置的跳闸的前实现柔性调节。

审核编辑 黄宇