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。當電網(wǎng)正常供電時，它在后臺默默監(jiān)控電網(wǎng)的電壓、頻率等參數(shù)。例如，在一個居民小區(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)防孤島保護裝置接入電網(wǎng)。

當電網(wǎng)因故障停電，如線路檢修、過載跳閘等情況時，防孤島保護裝置能迅速檢測到電網(wǎng)電壓的消失或異常變化。它會在短時間內(nèi)（通常不超過 2 秒）動作，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，幫助運維人員更好地維護分布式光伏系統(tǒng)，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行以及電網(wǎng)和人員的安全。

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安科瑞防孤島保護裝置介紹

AM5SE-IS防孤島保護裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。具有逆功率保護、頻率保護（低頻減載/高頻保護）、頻率突變跳閘、有壓自動合閘、三段式過流保護（可經(jīng)低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、反時限過流保護等保護功能。

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

防孤島保護裝置在工商業(yè)儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用

在工商業(yè)儲能系統(tǒng)中，防孤島保護裝置主要用于檢測電網(wǎng)的運行狀態(tài)。當電網(wǎng)停電時，裝置可以迅速檢測到這一情況，防止儲能系統(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)可能會對維修人員等造成觸電危險。

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

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防孤島保護裝置在光儲充系統(tǒng)中的應(yīng)用

在光儲充系統(tǒng)中，防孤島保護裝置起到關(guān)鍵作用。

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

其次，避免孤島現(xiàn)象。一旦檢測到電網(wǎng)故障，裝置會立即動作，切斷光儲充系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，防止光儲充系統(tǒng)獨立向局部電網(wǎng)供電形成孤島。這是因為孤島運行可能會對電力檢修人員造成安全威脅，如觸電風(fēng)險。而且孤島運行時的電壓和頻率可能會超出正常范圍，損壞系統(tǒng)中的設(shè)備。

另外，在系統(tǒng)恢復(fù)階段，防孤島保護裝置可以確保光儲充系統(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)，保障整個系統(tǒng)的正常運行。

AM5SE-IS在微電網(wǎng)智慧能源管理平臺中的運用

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

這些故障信息會立即傳送給微電網(wǎng)智慧能源管理平臺。平臺結(jié)合 AM5SE - IS 傳來的故障位置、類型等詳細信息，以及其他設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，進行綜合診斷。就像醫(yī)生看病一樣，通過多個 “癥狀” 來準確判斷故障的根源。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)絕緣損壞報警，微電網(wǎng)智慧能源管理平臺就能更準確地判斷是該設(shè)備的絕緣故障導(dǎo)致了短路。

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

結(jié)束語

安科瑞防孤島保護裝置在新能源領(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)故障擴大等問題。

在保護新能源發(fā)電設(shè)備方面，該裝置可及時切斷設(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)的可靠運行。

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

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。

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

例如，一個小區(qū)附近有一個光伏發(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)。這可能會導(dǎo)致電力檢修人員誤判線路狀態(tài)，產(chǎn)生安全風(fēng)險，同時對發(fā)電設(shè)備和用戶設(shè)備也會造成損害。

防孤島保護裝置的作用

○防止孤島效應(yīng)

當電網(wǎng)斷電時，能及時切斷分布式電源（如光伏、風(fēng)電）與電網(wǎng)的連接，避免分布式電源單獨向局部電網(wǎng)供電形成孤島。這是因為孤島會使電網(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，維修人員可能會誤以為線路沒電而進行操作，有觸電風(fēng)險。該裝置可以避免這種情況，保障維修人員安全。

○保護用電設(shè)備

孤島運行時，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。防孤島保護裝置能防止這種異常電能質(zhì)量對用戶設(shè)備造成損壞。

○保護發(fā)電設(shè)備自身

孤島狀態(tài)下，發(fā)電設(shè)備可能會因過載、過頻或過壓等異常工況而損壞。該裝置通過及時動作，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