簡婷
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

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防孤島保護(hù)裝置在分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

在分布式光伏系統(tǒng)中，防孤島保護(hù)裝置起著至關(guān)重要的作用。

安裝位置上，它一般安裝在逆變器和電網(wǎng)之間。當(dāng)電網(wǎng)正常供電時(shí)，它在后臺(tái)默默監(jiān)控電網(wǎng)的電壓、頻率等參數(shù)。例如，在一個(gè)居民小區(qū)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，正常情況下，光伏發(fā)出的電通過逆變器轉(zhuǎn)換后經(jīng)防孤島保護(hù)裝置接入電網(wǎng)。

當(dāng)電網(wǎng)因故障停電，如線路檢修、過載跳閘等情況時(shí)，防孤島保護(hù)裝置能迅速檢測到電網(wǎng)電壓的消失或異常變化。它會(huì)在短時(shí)間內(nèi)（通常不超過 2 秒）動(dòng)作，使逆變器停止向電網(wǎng)輸電，斷開光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，避免形成孤島。

而且，裝置能夠記錄孤島事件的相關(guān)數(shù)據(jù)，如發(fā)生時(shí)間、電壓頻率變化等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)可用于后續(xù)分析電網(wǎng)故障情況，幫助運(yùn)維人員更好地維護(hù)分布式光伏系統(tǒng)，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行以及電網(wǎng)和人員的安全。

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安科瑞防孤島保護(hù)裝置介紹

AM5SE-IS防孤島保護(hù)裝置主要適用于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)。具有逆功率保護(hù)、頻率保護(hù)（低頻減載/高頻保護(hù)）、頻率突變跳閘、有壓自動(dòng)合閘、三段式過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、反時(shí)限過流保護(hù)等保護(hù)功能。

根據(jù) GB/T 50865-2013 "當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為不可逆并網(wǎng)方式，應(yīng)配置逆向功率保護(hù)設(shè)備。當(dāng)檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)在2s內(nèi)自動(dòng)降低出力或停止向電網(wǎng)線路送電。"

防孤島保護(hù)裝置在工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用

在工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，防孤島保護(hù)裝置主要用于檢測電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)，裝置可以迅速檢測到這一情況，防止儲(chǔ)能系統(tǒng)繼續(xù)向電網(wǎng)側(cè)供電，避免形成 “孤島效應(yīng)”。孤島效應(yīng)可能會(huì)對(duì)維修人員等造成觸電危險(xiǎn)。

同時(shí)，防孤島保護(hù)裝置能夠保障儲(chǔ)能系統(tǒng)自身的安全穩(wěn)定運(yùn)行。它可以準(zhǔn)確控制儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的連接和斷開，使得儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)故障等異常情況下能按照設(shè)定的策略進(jìn)行動(dòng)作，如停止供電或切換到離網(wǎng)運(yùn)行模式等。

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防孤島保護(hù)裝置在光儲(chǔ)充系統(tǒng)中的應(yīng)用

在光儲(chǔ)充系統(tǒng)中，防孤島保護(hù)裝置起到關(guān)鍵作用。

首先，它用于監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)。正常情況下，光儲(chǔ)充系統(tǒng)與電網(wǎng)連接，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障，如斷電、電壓驟降或頻率異常時(shí)，防孤島保護(hù)裝置能夠及時(shí)感知這種變化。

其次，避免孤島現(xiàn)象。一旦檢測到電網(wǎng)故障，裝置會(huì)立即動(dòng)作，切斷光儲(chǔ)充系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，防止光儲(chǔ)充系統(tǒng)獨(dú)立向局部電網(wǎng)供電形成孤島。這是因?yàn)楣聧u運(yùn)行可能會(huì)對(duì)電力檢修人員造成安全威脅，如觸電風(fēng)險(xiǎn)。而且孤島運(yùn)行時(shí)的電壓和頻率可能會(huì)超出正常范圍，損壞系統(tǒng)中的設(shè)備。

另外，在系統(tǒng)恢復(fù)階段，防孤島保護(hù)裝置可以確保光儲(chǔ)充系統(tǒng)在電網(wǎng)恢復(fù)正常后，安全、穩(wěn)定、有序地重新接入電網(wǎng)，保障整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

AM5SE-IS在微電網(wǎng)智慧能源管理平臺(tái)中的運(yùn)用

AM5SE - IS設(shè)備能夠快速檢測電力系統(tǒng)中的故障。當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)短路、過載等故障時(shí)，它能夠憑借其內(nèi)置的檢測算法，在很短的時(shí)間內(nèi)識(shí)別故障信號(hào)。例如，一旦電流超過設(shè)定的閾值，它就會(huì)判定可能存在過載情況。

這些故障信息會(huì)立即傳送給微電網(wǎng)智慧能源管理平臺(tái)。平臺(tái)結(jié)合 AM5SE - IS 傳來的故障位置、類型等詳細(xì)信息，以及其他設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合診斷。就像醫(yī)生看病一樣，通過多個(gè) “癥狀” 來準(zhǔn)確判斷故障的根源。比如，如果 AM5SE - IS檢測到某條支路的電流異常變大且電壓下降，同時(shí)其他相關(guān)設(shè)備顯示該支路連接的設(shè)備出現(xiàn)絕緣損壞報(bào)警，微電網(wǎng)智慧能源管理平臺(tái)就能更準(zhǔn)確地判斷是該設(shè)備的絕緣故障導(dǎo)致了短路。

同時(shí)，AM5SE - IS 還可以接收微電網(wǎng)智慧能源管理平臺(tái)發(fā)出的控制指令，對(duì)能源設(shè)備進(jìn)行直接控制。比如，當(dāng)平臺(tái)判斷某個(gè)電機(jī)的運(yùn)行效率較低，需要調(diào)整其運(yùn)行參數(shù)時(shí)，就可以通過 AM5SE - IS向電機(jī)的控制器發(fā)送指令，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電壓等參數(shù)，從而優(yōu)化電機(jī)的能源利用效率。

結(jié)束語

安科瑞防孤島保護(hù)裝置在新能源領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。它是保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵防線，能夠有效防止孤島現(xiàn)象的發(fā)生，避免因孤島效應(yīng)導(dǎo)致的電網(wǎng)設(shè)備損壞、人員安全威脅以及電力系統(tǒng)故障擴(kuò)大等問題。

在保護(hù)新能源發(fā)電設(shè)備方面，該裝置可及時(shí)切斷設(shè)備與電網(wǎng)的連接，防止設(shè)備因過載、電壓和頻率不穩(wěn)定等因素而受損，延長設(shè)備使用壽命，降低維修成本和更換頻率，確保新能源發(fā)電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

同時(shí)，安科瑞防孤島保護(hù)裝置還具備自動(dòng)控制和故障監(jiān)測報(bào)警功能，不僅能在電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)自動(dòng)合閘，提高運(yùn)維效率，還可為運(yùn)維人員提供詳細(xì)的故障信息，助力快速定位和解決問題，提升整個(gè)新能源系統(tǒng)的運(yùn)維管理水平。

什么是孤島效應(yīng)？

孤島效應(yīng)是指在電網(wǎng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的一種異常情況。

當(dāng)公共電網(wǎng)因故障停電或者其他原因斷電時(shí)，原本接入電網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)（如太陽能電站、風(fēng)力發(fā)電場）如果沒有及時(shí)與電網(wǎng)斷開，就會(huì)繼續(xù)向其周圍的一部分用電負(fù)荷供電。這樣一來，這部分由分布式電源單獨(dú)供電的區(qū)域就好像在停電的 “大?！保ㄖ麟娋W(wǎng)斷電區(qū)域）中形成了一個(gè)電力 “孤島”。

例如，一個(gè)小區(qū)附近有一個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)。正常情況下，小區(qū)的用電是由大電網(wǎng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)共同供電。當(dāng)大電網(wǎng)因故障停電后，如果光伏發(fā)電系統(tǒng)沒有停止供電，小區(qū)的部分區(qū)域仍能有電，這就出現(xiàn)了孤島效應(yīng)。這可能會(huì)導(dǎo)致電力檢修人員誤判線路狀態(tài)，產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對(duì)發(fā)電設(shè)備和用戶設(shè)備也會(huì)造成損害。

防孤島保護(hù)裝置的作用

○防止孤島效應(yīng)

當(dāng)電網(wǎng)斷電時(shí)，能及時(shí)切斷分布式電源（如光伏、風(fēng)電）與電網(wǎng)的連接，避免分布式電源單獨(dú)向局部電網(wǎng)供電形成孤島。這是因?yàn)楣聧u會(huì)使電網(wǎng)停電區(qū)域仍帶電，產(chǎn)生安全隱患。

○保障人員安全

在電網(wǎng)停電后，如果沒有防孤島保護(hù)，維修人員可能會(huì)誤以為線路沒電而進(jìn)行操作，有觸電風(fēng)險(xiǎn)。該裝置可以避免這種情況，保障維修人員安全。

○保護(hù)用電設(shè)備

孤島運(yùn)行時(shí)，發(fā)電系統(tǒng)輸出的電壓、頻率等電能質(zhì)量參數(shù)可能不穩(wěn)定。防孤島保護(hù)裝置能防止這種異常電能質(zhì)量對(duì)用戶設(shè)備造成損壞。

○保護(hù)發(fā)電設(shè)備自身

孤島狀態(tài)下，發(fā)電設(shè)備可能會(huì)因過載、過頻或過壓等異常工況而損壞。該裝置通過及時(shí)動(dòng)作，能有效避免這些問題，延長發(fā)電設(shè)備的使用壽命。

審核編輯 黃宇