安科瑞戴婷 Acrel-Fanny
防孤岛是什么?为什么要防孤岛?
1.防止电气设备损坏
当分布式电源(如光伏、储能)与主网断开后形成 “孤岛”,由于缺乏主网的调控,电压、频率会大幅漂移。比如电压可能从 220V 飙升至 280V,频率偏离 50Hz的标准值,进而导致电机、逆变器、UPS等设备烧毁;逆变器之间还可能形成环流,引发设备损伤甚至火灾。
2.避免电网重合闸的冲击
电网断电后会尝试自动重合闸(恢复供电),若此时区域仍处于孤岛运行状态,孤岛电压与主网电压相位不同,重合闸瞬间会产生巨大冲击电流,某些情况下会造成断路器跳闸、变压器损坏、逆变器炸机。
为何光伏和储能尤其需要防孤岛?
光伏逆变器白天会自动并网发电,储能系统具备储电、放电能力,两者结合的“光储一体机”在电网停电时,很可能继续输出电能。
若没有防孤岛机制,它们会误判系统正常而持续供电,这在实际事故中已多次引发误上电、电气火灾和人身伤害。
防孤岛与储能“停电供电”不冲突
安全的解决方案是“防孤岛+并离网自动切换” 协同工作: 电网正常时,系统并网运行; 电网断电时,防孤岛功能让逆变器立即断开与电网的连接,同时通过ATS(自动切换开关)或微网控制器快速切换到离网模式,储能逆变器继续为冰箱、照明等家庭负载供电,光伏系统也能通过储能逆变器维持微网电压,实现“停电不断电”(切换过程仅 20ms~200ms,用户几乎无感知)。
防孤岛的实现原理
逆变器无法直接“看到”电网是否断开,需通过电压、电流、频率特性来推断,主要有两类检测机制:
1.被动检测不主动干扰系统,仅通过监测电气量的自然变化判断电网状态。优点是实现简单、对电能质量影响小;缺点是对“轻载孤岛”(发电与负载功率几乎 平衡)不敏感,存在漏检风险。
2.主动检测逆变器主动向输出信号中注入“微小扰动”,通过系统响应判断是否与电网相连。优点是对轻载孤岛检测可靠性高;缺点是算法复杂,可能轻微影响电能质量(如谐波),多逆变器并联时协调难度大。
实际应用中,逆变器多采用“被动+主动”的混合检测策略:平时以被动检测为主(实时监测电压、频率),当检测到可疑异常时,启动主动检测逻辑注入微扰,若确认电网不存在,立即触发脱网。
简言之,“防孤岛”的核心目的不是限制发电,而是确保电网停电时,分布式电源能立即停止并网输出,从而多方位保障电网安全、人身安全与设备安全。
防孤岛保护装置
AM5SE-IS防孤岛装置
- AM5SE-IS防孤岛保护装置主要适用于35kV、10kV及低压380V光伏发电、燃气发电等新能源并网供电系统。
- 具有:逆功率保护、频率保护(低频减载/高频保护)、频率突变跳闸、有压自动合闸、三段式过流保护(可经低电压闭锁、可带方向闭锁)、反时限过流保护等保护功能
- 根据 GB/T 50865-2013 ”当光伏发电系统设计为不可逆并网方式,应配置逆向功率保护设备。当检测到逆向电流超过额定输出的5%时,光伏发电系统应在2s内自动降低出力或停止向电网线路送电。”
AM3-I 防孤岛保护装置
AM3-I 防孤岛保护装置具有资源紧凑、彩色大屏显示、一次图可配置的优势。
具有:三段式过流、零序过流保护(三段)、负序过流(两段)、过负荷跳闸/告警 、过电压跳闸/告警(两段)、低电压保护、PT 断线告警、逆功率跳闸(两段) 、低频减载(两段)、非电量保护(温度、瓦斯)等保护功能;