什么是“孤島效應”？

孤島效應：當電網供電因故障、誤操作或停電維修等原因造成中斷供電，各個新能源并網發電系統仍在運行，并向周圍負載供電，構成一個電力公司無法控制的自給供電孤島。

“孤島效應”有哪些危害？

當孤島效應發生時，造成的危害：

1、電網無法控制孤島中的電壓和頻率，如果電壓和頻率超出允許范圍，可能會對用戶的設備造成損壞；

2、如果負載容量大于逆變電源容量，電源過載運行，容易被燒毀；

3、孤島進行重合閘會導致該線路再次跳閘，可能損壞逆變電源或其他設備；

4、與逆變電源相連的線路仍帶電，對檢修人員造成危害，降低電網的**性。

“防孤島保護裝置”的作用

防孤島保護裝置主要適用于35KV、10KV及低壓380V380V光伏發電、燃氣發電等新能源并網供電系統，在發生孤島現象時,防孤島保護裝置可以快速切除并網點，使本站與電網側快速脫離，從而保證整個電站和相關維護人員的生命**。

產品特點

防孤島保護裝置的功能設定依據國家發布的分布式電源并網相關標準規范，集成分布式電源并網所需的保護功能、測控功能、通信功能、事件記錄、保護功能壓板的投/退、定值修改及定值區的切換等功能，同時具備485通訊接口、以太網通訊接口等多種通訊接口，并支持Modbus-RTU規約、103規約。支持IRIG-B對時。

保護功能

光伏防孤島保護裝置的功能設定依據國家發布的分布式電源并網相關標準規范，集成分布式電源并網所需的保護功能、測控功能、通信功能、事件記錄、保護功能壓板的投/退、定值修改及定值區的切換等功能，同時具備485通訊接口、以太網通訊接口等多種通訊接口，并支持Modbus-RTU規約、103規約。支持IRIG-B對時。 頻率過高、頻率過低、過電壓、低電壓、頻率突變、逆功率、外部聯跳、系統失電、電流三段保護且帶方向閉鎖（速斷、限時速斷、過電流）、零序過流、有壓自動合閘。

注：保護裝置功能可根據用戶需求定制。

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如今光伏發電站在電力系統中所占的份額越來越大，不僅有集中式大面積光伏，還有分布式小型光伏發電站。隨著科學技術的進步，發展成為分布式光伏電源給負荷供電，組成局部孤網運行。為避免孤網產生，本文從孤島的檢測方法入手進行闡述。以被動式檢測方法與主動式檢測方法的特點為主線，結合配置防孤島保護，減少孤島現象給電網運行帶來的危害。

1、孤島狀態檢測方法

目前孤島檢測方法主要分為被動檢測和主動檢測。

1.1 被動式孤島檢測

被動檢測就是通過檢測孤島形成前后的頻率、電壓、功率輸出等電氣量變化，來判斷是否與主電網斷開。主要包括低頻低壓、高頻高壓、頻率變化率法、矢量相移法和功率波動法等。低頻低壓與高頻高壓檢測：因光伏電源并網運行，頻率和電壓不會有很大的波動，總能夠在允許的范圍之內。

1.2 主動式孤島檢測

主動檢測通過對系統施加一個外部干擾，然后監視系統的響應來判斷是否形成孤島，一般是通過改變光伏逆變器有功或無功輸出，檢測電壓和頻率的響應變化。主動檢測將向系統施加外部干擾，即使是功率完全平衡的孤島，也可以通過主動干擾來破壞功率平衡，從而被可靠地檢測出來。當系統中包含多個分布式電源時，各電源主動檢測裝置發出的干擾信號可能互相影響，降低檢測效果。

2、分布式光伏電站防孤島保護

2.1分布式光伏電站防孤島保護配置

為了保證分布式光伏電站的**穩定運行，根據《光伏發電站設計規范》GB 50797和《光伏發電站接入電力系統設計規范》GB/T50866要求，光伏電站應配置獨立的防孤島保護，其中防孤島保護應與線路保護、重合閘、低電壓穿越能力相配合[1]。基于上述規定，大批分布式光伏電站使用了孤島保護裝置，分布式光伏電站配置的防孤島保護裝置一般都是故障解列裝置。

2.2光伏發電防孤島裝置的保護配置功能有以下幾點

（1）低頻保護：頻率在35HZ-65HZ之間時且曾經在低頻值以上時低頻保護才能啟動，低頻保護動作200ms后立即返回。

（2）過頻保護：當頻率高于定值時保護啟動。

（3）低壓保護：當電壓低于定值時動作。

（4）過壓保護：當電壓高于定值時動作。

（5）聯跳：支持變電站側聯跳，即當收到變電站側聯跳命令時延時開出跳閘出口，切本站的并網開關。

（6）頻率突變：當頻率波動值超過所設定值時，保護動作。

2.3分布式光伏發電保護配置分為三個方面

2.3.1逆變裝置至電網間交流保護配置

接收光伏電站并網線路的電網側主要配置主保護及后備保護，主保護具有零秒速動性，能快速切除故障，后備保護是相鄰或下級出現故障時帶時限切除的一種保護，光伏電站側只配置主保護，一般后備保護不進行配置。逆變器是光伏電站并網關鍵部分，其保護和檢測功能應完善齊備，根據負荷端至電網系統側模型，對電網系統至逆變器之間的保護進行合理配置至關重要的部分。

2.3.2逆變裝置保護配置

當電網系統中發生短路故障時，光伏電站保護進行自動檢測，其向電網系統輸出短路電流，不應超過額定電流的2.5倍。

2.3.3光伏板至逆變裝置間直流保護配置

逆變器裝置至太陽能光伏板之間配置直流保護，通常采用空氣開關來實現，因逆變器靠近電網系統側已裝設逆變器保護，在另外一側不需裝設，只需在光伏板側配置直流保護。因光伏板需要特殊材料才能制作，負荷電流較大時，以設定*大額定電流為限值時，光伏板會出現板面破裂、鼓肚的情況現象發生，則此空氣開關必須采用高精度材料制成，方能有效滿足逆變裝置至光伏板之間直流保護的工作要求。

2.4防孤島保護裝置的主要作用

（1）當電網側失電的時候，需要維修人員去檢修，這時光伏本側還處于正常發電狀態，還會向電網側送電，這時就會形成孤島效應，給電網側檢修人員帶來很大的**威協。同樣，當光伏本側出現故障，需要人員檢修的時候，而電網側還有電，這樣電網側有可能會出現向本站反送電的情況，同樣會給光伏本側維修人員帶來生命**方面的隱患。如果裝上防孤島保護裝置，當光伏本側或者電網側任何一側失電的時候，防孤島保護裝置都會迅速向并網開關發出命令，讓其跳閘，從而很好的保證了光伏兩側維修人員的生命**。

（2）當光伏本側或者電網側任何一側出現頻率、電壓或者過載運行時給兩側主設備造成沖擊時，防孤島保護裝置也會迅速向并網開關發出命令，讓其跳閘，從而很好的保證了兩側主設備不受傷害，避免事故進一步擴大。

（3）智能并網： 裝置帶有失壓跳閘、檢有壓自動合閘功能，當故障解除后，光伏兩側都處于正常狀態。這時防孤島保護裝置就會檢測到相關信號，自動合上并網開關，讓其正常工作，省去了人工并網的繁瑣。

2.5被動式防孤島保護

該方法僅僅是一種監控手段，并不改變逆變器輸出的參數，因此對電網和輸出電能質量沒有影響。此方法一般只能在發電出力與負載不匹配程度較大時才能有效，否則，此類方法就會失效。所以被動檢測法只能應用于負載功率變動不大，且與逆變器的輸出不匹配的場合，被動式孤島檢測方法主要有過欠壓和過欠頻保護、電壓相位突變檢測、電壓諧波檢測等方法[2]。

2.6主動式昉孤島保護

主動式的孤島效應檢測法主要是考慮對逆變器某些輸出，如頻率、相位、電壓等施加偏移的時候提出。該方法hui影響輸出功率因數，給電網注入諧波，影響供電的質量。主動式防孤島效應保護方案主要有電流干擾法、輸出電能變動法、主動頻率偏移、自動相位偏移法等，均是通過有意地引入擾動信號來監控系統中電壓、頻率以及阻抗的相應變化，來檢測孤島效應通過對分布式光伏發電的孤島運行機理與防孤島保護策略進行分析。