簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

一、為什么必須防孤島? 

1.防止電氣設(shè)備損壞 當(dāng)分布式電源（如光伏、儲能）與主網(wǎng)斷開后形成 “孤島”，由于缺乏主網(wǎng)的調(diào)控，電壓、頻率會大 幅漂移。比如電壓可能從 220V 飆升至 280V，頻率 偏離 50Hz的標(biāo)準(zhǔn)值，進而導(dǎo)致電機、逆變器、UPS 等設(shè)備燒毀；逆變器之間還可能形成環(huán)流，引發(fā)設(shè) 備損傷甚至火災(zāi)。 

2.避免電網(wǎng)重合閘的沖擊 電網(wǎng)斷電后會嘗試自動重合閘（恢復(fù)供電），若此 時區(qū)域仍處于孤島運行狀態(tài)，孤島電壓與主網(wǎng)電壓 相位不同，重合閘瞬間會產(chǎn)生巨大沖擊電流，情況下會造成斷路器跳閘、變壓器損壞、逆變器炸 機。

二、為何光伏和儲能尤其需要防孤島？ 

光伏逆變器白天會自動并網(wǎng)發(fā)電，儲能系統(tǒng)具備儲 電、放電能力，兩者結(jié)合的“光儲一體機”在電網(wǎng) 停電時，很可能繼續(xù)輸出電能。若沒有防孤島機 制，它們會誤判系統(tǒng)正常而持續(xù)供電，這在實際事 故中已多次引發(fā)誤上電、電氣火災(zāi)和人身傷害。 三、防孤島與儲能“停電供電”不沖突 安全的解決方案是“防孤島+并離網(wǎng)自動切換” 協(xié) 同工作: 電網(wǎng)正常時，系統(tǒng)并網(wǎng)運行; 電網(wǎng)斷電時，防孤島功能讓逆變器立即斷開與電網(wǎng) 的連接，同時通過 ATS（自動切換開關(guān)）或微網(wǎng)控 制器快速切換到離網(wǎng)模式，儲能逆變器繼續(xù)為冰 箱、照明等家庭負(fù)載供電，光伏系統(tǒng)也能通過儲能 逆變器維持微網(wǎng)電壓.實現(xiàn)“停申不斷電”（切換過程僅 20ms~200ms，用戶幾乎無感知）。

三、防孤島的實現(xiàn)原理 

逆變器無法直接“看到”電網(wǎng)是否斷開，需通過電 壓、電流、頻率特性來推斷，主要有兩類檢測機 制: 

1.被動檢測 不主動干擾系統(tǒng)，僅通過監(jiān)測電氣量的自然變化判 斷電網(wǎng)狀態(tài)。優(yōu)點是實現(xiàn)簡單、對電能質(zhì)量影響 小；缺點是對“輕載孤島”（發(fā)電與負(fù)載功率幾乎 平衡）不敏感，存在漏檢風(fēng)險。

2.主動檢測 逆變器主動向輸出信號中注入“微小擾動”，通過 系統(tǒng)響應(yīng)判斷是否與電網(wǎng)相連。優(yōu)點是對輕載孤島 檢測可靠性高；缺點是算法復(fù)雜，可能輕微影響電 能質(zhì)量（如諧波），多逆變器并聯(lián)時協(xié)調(diào)難度大。 實際應(yīng)用中，逆變器多采用“被動+主動”的混合 檢測策略：平時以被動檢測為主（實時監(jiān)測電壓、 頻率），當(dāng)檢測到可疑異常時，啟動主動檢測邏輯 注入微擾，若確認(rèn)電網(wǎng)不存在，立即觸發(fā)脫網(wǎng)。 簡言之，“防孤島”的核心目的不是限制發(fā)電，而 是確保電網(wǎng)停電時，分布式電源能立即停止并網(wǎng)輸出，從而保障電網(wǎng)安全、人身安全與設(shè)備安全。

  在電力系統(tǒng)中，孤島效應(yīng)是一個不容忽視的安全隱患。這一現(xiàn)象通常發(fā)生在電網(wǎng)因故障或其他原因斷電時，原本接入電網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)，如太陽能電站和風(fēng)力發(fā)電場，若未能及時與電網(wǎng)斷開連接，會繼續(xù)向周邊部分用電負(fù)荷供電。這種情況好比在停電的“海洋"中形成了一個電力“孤島"，不僅可能導(dǎo)致電力檢修人員誤判線路狀態(tài)，帶來安全風(fēng)險，還可能對發(fā)電設(shè)備和用戶設(shè)備造成損害。

  為了有效應(yīng)對孤島效應(yīng)，防孤島保護裝置應(yīng)運而生。該裝置在電網(wǎng)斷電時能夠迅速切斷分布式電源與電網(wǎng)的連接，防止分布式電源單獨向局部電網(wǎng)供電，從而消除安全隱患。同時，它還能保障維修人員的安全，避免其因誤以為線路沒電而進行操作導(dǎo)致的觸電風(fēng)險。防孤島保護裝置還能保護用電設(shè)備和發(fā)電設(shè)備自身，防止因孤島運行時電壓、頻率等電能質(zhì)量參數(shù)不穩(wěn)定而造成的損害。

  在眾多防孤島保護裝置中，安科瑞的AM5SE-IS裝置以其的性能脫穎而出。該裝置適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)，具備逆功率保護、頻率保護、頻率突變跳閘、有壓自動合閘、三段式過流保護以及反時限過流保護等多重保護功能。其設(shè)計嚴(yán)格遵循相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時，能在2秒內(nèi)自動降低出力或停止向電網(wǎng)線路送電，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

  孤島是指電壓不穩(wěn)定且無功功率不足或電網(wǎng)發(fā)生失電情況而產(chǎn)生的孤島現(xiàn)象。孤島一旦發(fā)生將會造成對電力系統(tǒng)的嚴(yán)重危害，對設(shè)備安全造成極大影響。防孤島保護裝置在電網(wǎng)側(cè)或者光伏本側(cè)任一側(cè)失電的時候，都會迅速向并網(wǎng)斷路器發(fā)出跳閘信號，讓斷路器分閘，保護光伏兩側(cè)檢修人員的生命安全。

四、光伏并網(wǎng)防孤島保護裝置解決方案

  通過Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺即可對用戶光伏發(fā)電、用電進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運維，滿足用戶可靠、安全、節(jié)約、高*、有序用電的要求。對用戶提供運維服務(wù)，實現(xiàn)能源互聯(lián)，信息互通，打破信息孤島；根據(jù)用電設(shè)備負(fù)荷重要性分級管理，錯峰有序用電。

光伏并網(wǎng)防孤島保護裝置

  逆功率防孤島保護是對分布式光伏電站有著重要影響的方面。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)電壓高、電壓低、頻率高、頻率低等故障時，防孤島保護裝置能及時檢測到異常使得光伏并網(wǎng)開關(guān)能及時響應(yīng)并跳閘。當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常時，并網(wǎng)開關(guān)要能夠自動合閘。這樣的目的是在為了在電網(wǎng)不受太大影響的情況下，盡可能保證光伏的發(fā)電效率。

產(chǎn)品特點：

1）高性能的硬件平臺

2）統(tǒng)一的硬件設(shè)計和完善的保護功能

3）豐富的接口資源

4）人性化

5） 透明化

6）可靠性設(shè)計

主要功能：

低頻減載、高頻保護、低電壓保護、過電壓保護、逆功率保護、頻率突變跳閘、有壓自動合閘、檢同期

接線及安裝

光伏并網(wǎng)防孤島保護裝置接線：

光伏并網(wǎng)防孤島保護裝置安裝：

光伏并網(wǎng)防孤島保護裝置實際安裝

作者簡介：簡婷，女，本科，現(xiàn)就職于安科瑞電氣股份有限公司