防逆流控制在企业光储充电站系统中的应用研究

安科瑞刘鸿鹏

摘要

在企业光储充电站中，光伏发电、储能系统与充电负荷并存运行，功率波动频繁，系统运行工况复杂。当发电功率与负荷需求不匹配时，易产生逆向功率向公共电网倒送的问题。为满足现行并网技术规范及电网安全运行要求，企业光储充电站需配置可靠的防逆流控制与保护系统。本文结合用户侧并网发电系统防逆流解决方案，分析防逆流技术在企业光储充电站中的应用模式及其运行价值，为相关系统设计与工程实施提供参考。

关键词

光储充电站；防逆流；用户侧并网；逆向功率；运行安全

引言

随着分布式光伏、用户侧储能及新能源汽车充电设施在企业园区的快速融合，“光储充一体化”正逐步成为企业能源系统的重要建设方向。该类系统在提升新能源消纳能力、降低用能成本的同时，也显著增加了并网运行的复杂性。

在企业光储充电站中，光伏出力具有随机性，储能充放电状态可调，而充电负荷则呈现明显的时间集中性。当系统调度不当或负荷突变时，用户侧并网发电系统易出现向公共电网逆向送电的情况。根据相关国家标准要求，不允许向电网倒送电的用户侧系统必须配置逆向功率保护装置，以确保并网运行的合规性和安全性。因此，防逆流控制成为企业光储充电站设计中的关键技术环节。

企业光储充电站的防逆流需求分析

企业光储充电站通常包含光伏发电单元、储能系统、充电桩负荷及并网接口，其运行状态受多因素共同影响。一方面，在光照条件良好、充电需求较低的时段，光伏与储能系统的综合出力可能超过现场负荷；另一方面，在负荷突降或充电桩瞬时退出运行时，系统功率平衡迅速被打破，逆向功率风险随之增加。

传统依赖人工调度或单一设备限功率的方式，难以及时应对毫功率变化，存在明显的安全隐患。因此，企业光储充电站亟需一种兼顾实时监测、柔性调节与刚性保护的防逆流控制方案，以适应复杂运行工况。

防逆流解决方案在光储充系统中的应用设计

基于用户侧并网发电系统防逆流解决方案，企业光储充电站的防逆流控制通常在公共连接点配置防逆流保护装置，通过实时采集并网点功率信息，对系统运行状态进行连续监测。

该方案采用“软件柔性调节 + 硬件保护跳闸”的组合策略：当并网点功率接近逆流阈值时，系统通过防逆流软件向光伏或储能单元下发限功率指令，提抑制逆向功率的产生；当逆向功率超过设定阈值并持续一定时间后，则通过防逆流保护装置执行跳闸动作，切断并网通道，防止持续倒送电。

针对不同站点规模和设备布置条件，方案可灵活选用单机版或主从机版防逆流保护装置。当逆流监测点与并网柜距离较近时，可采用单机配置实现快速保护；当站区范围较大、光储充设备分散布置时，则可通过主从机结构及光纤通信，实现远距离、多并网单元的协同防逆流控制，满足企业光储充电站的工程实际需求。

用户侧并网发电系统，按照站控层、间隔层、设备层三层架构设计，通过间隔层通信管理机及网络交换机实时采集防逆流保护装置、微机保护装置、电能质量监测、计量、远动系统等二次设备数据，实现多个区域用户侧并网发电系统监控与自动化管理。同时在监控室配置通信系统、对时系统、远动系统满足系统内部的通信与上调度需求，配置一套一体化电源系统，为二次设备及监控主机等重要设备运行提供稳定可靠的电源，实现整个用户侧并网发电系统的安全、稳定运行。

防逆流软件功能
防逆流软件可实时监测防逆流监测点功率变化，当光伏发电总功率、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。

防逆流保护装置

单机版防逆流保护装置AM5SE-IS

AM5SE-IS 防逆流保护装置主要适用于 35kV、10kV 及低压 380V 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，确保电站的使用满足电网要求。

主从机版防逆流保护装置

光纤直跳方案AM5SE-PV 系列防逆流保护装置

AM5SE-PV 系列防逆流保护装置主从机采用光纤方式连接，通过光纤链路远程开入开出实现防逆流。
1）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 100米至 1.5kM 之间可采用 AM5SE-PV 系列主从机方案，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；
2)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，ST 接口连接；
3)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 20kM至 40kM 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 1550nm，ST 接口。

GOOSE 通讯方案

AM5SE-PV 系列防逆流保护装置

AM5SE-PV 系列防逆流保护装置主从机采用光纤方式连接，通过光纤链路组 GOOSE 通信网络实现防逆流。

1)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 100米至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；

2)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 20kM至 40kM 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 1550nm，FC 接口连接。

防逆流控制对光储充电站运行的作用

在企业光储充电站中引入防逆流控制系统后，系统运行由被动限制转变为主动协调。通过对光伏发电功率、储能充放电功率及并网点功率的综合监测，防逆流软件可动态调整系统出力，提升新能源就地消纳能力，减少不必要的弃光与限发。

同时，逆功率跳闸与功率恢复合闸机制的引入，使系统在确保并网安全的提下，能够在运行条件恢复正常后自动恢复再发电与储能利用，提高光储充电站整体运行效率。这种兼顾安全性与经济性的控制策略，为企业光储充电站的稳定运行提供了可靠保障。

结论

在企业光储充电站这一多种能源耦合场景下，防逆流控制已不再是附加功能，而是保障系统合规并网与安全运行的基础条件。本文结合用户侧并网发电系统防逆流解决方案，分析了防逆流技术在光储充电站中的应用设计与运行价值。

研究表明，通过防逆流软件与保护装置相结合的方式，可以有效抑制逆向功率倒送风险，提升新能源系统运行的稳定性和可控性。随着企业光储充项目规模不断扩大，防逆流控制将在光储充电站设计与运维中发挥更加关键的支撑作用。

审核编辑 黄宇