2. 新能源场站电气主接线与保护配置

新能源场站的保护定值整定，第一步不是算定值，而是看清电气主接线和保护分区。风电、光伏、储能三类场站的电源特性不同，汇集并网结构也不同，保护配置的边界、方向和配合关系随之变化。本节从典型主接线出发，梳理汇集并网结构和保护分区，为后续定值整定建立对象基础。

一、三类场站的典型汇集并网结构

风电场的汇集结构通常以“风机—箱变—集电线路—升压站—并网”为主线。每台风机出口电压多为0.69 kV或0.9 kV，经箱式升压变升至35 kV（或10 kV、66 kV），多台风机箱变通过35 kV集电线路并联汇集，再送入升压站35 kV母线，经主变升压至110 kV或220 kV后并网。典型风电场按50 MW～200 MW规模，可设2～6回集电线路，每回汇集5～15台风机。集电线路多为电缆与架空混合，电缆段电容电流较大，这是风电场接地保护整定必须考虑的因素。

光伏电站的汇集结构以“组串—汇流箱—逆变器—箱变—集电线路—升压站—并网”为主线。光伏方阵经汇流箱、逆变器后，交流侧电压一般为0.4 kV或0.8 kV，再经箱变升至35 kV，多台箱变汇集到35 kV集电线路，送入升压站后升压并网。与风电不同，光伏逆变器是电力电子设备，故障电流受限，通常仅能提供1.1～1.5倍额定电流，且不具备传统同步机的强励磁特性，这直接影响过流保护的灵敏度。

储能电站的汇集结构以“电池簇—PCS—升压变—集电线路—升压站—并网”为主线。储能单元由电池簇、电池管理系统和储能变流器（PCS）组成，PCS交流侧经箱变升至35 kV，多台箱变汇集后送入升压站。储能电站既可充电也可放电，功率方向双向流动，保护配置必须考虑双向故障电流和双向功率控制。

二、保护分区的基本原则

保护分区的基本逻辑是：按电气边界划分保护区，相邻保护区之间必须有重叠，不能出现保护死区。新能源场站通常划分为以下分区：

• 风机/逆变器/PCS本体保护区：由设备自带保护实现，包括过流、过压、欠压、频率异常、防孤岛等。
• 箱变保护区：箱变高压侧和低压侧分别配置保护，高压侧通常配置电流速断、过流、零序过流和温度保护。
• 集电线路保护区：每回集电线路配置三段式电流保护、零序保护和重合闸（架空线路）。
• 升压站母线保护区：35 kV母线配置母线保护或母联保护，主变配置差动、过流、零序和瓦斯保护。
• 并网点保护区：并网线路配置距离保护、方向过流、零序和防孤岛保护，与电网侧保护配合。

三、保护分区与定值整定的对应关系

保护分区确定后，定值整定就有了明确的边界和配合对象。以35 kV集电线路为例，其过流保护需要与箱变高压侧过流保护配合，时间级差通常取0.3～0.5 s；零序过流保护需要与箱变零序保护配合，并考虑电缆电容电流的影响。并网点保护需要与电网侧保护配合，方向元件应指向系统侧或场站侧，根据故障电流方向确定。

下面用一张保护分区示意图，展示风、光、储三类场站从电源到并网点的典型汇集结构和保护分区边界。

四、三类场站保护配置的差异要点

虽然三类场站的分区框架相似，但保护配置的侧重点不同。风电场集电线路电缆段电容电流较大，零序保护整定需实测或估算电容电流，通常要求零序过流定值大于电容电流的1.5～2倍；光伏电站逆变器故障电流受限，过流保护灵敏度可能不足，需考虑采用负序保护或距离保护作为补充；储能电站功率双向流动，方向元件和双向过流保护是必备配置，且需考虑充放电状态对故障电流的影响。

掌握主接线和保护分区后，后续定值整定就有了明确的对象和边界。下一阶段将进入具体保护类型的定值计算与配合校验。