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.防止電氣設備損壞 當分布式電源（如光伏、儲能）與主網斷開后形成 “孤島”，由于缺乏主網的調控，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的標準值，進而導致電機、逆變器、UPS 等設備燒毀；逆變器之間還可能形成環(huán)流，引發(fā)設 備損傷甚至火災。 

2.避免電網重合閘的沖擊 電網斷電后會嘗試自動重合閘（恢復供電），若此 時區(qū)域仍處于孤島運行狀態(tài)，孤島電壓與主網電壓 相位不同，重合閘瞬間會產生巨大沖擊電流，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發(fā)電，儲能系統(tǒng)具備儲 電、放電能力，兩者結合的“光儲一體機”在電網 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+并離網自動切換” 協 同工作: 電網正常時，系統(tǒng)并網運行; 電網斷電時，防孤島功能讓逆變器立即斷開與電網 的連接，同時通過 ATS（自動切換開關）或微網控 制器快速切換到離網模式，儲能逆變器繼續(xù)為冰 箱、照明等家庭負載供電，光伏系統(tǒng)也能通過儲能 逆變器維持微網電壓.實現“停申不斷電”（切換過程僅 20ms~200ms，用戶幾乎無感知）。

三、防孤島的實現原理 

逆變器無法直接“看到”電網是否斷開，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 斷電網狀態(tài)。優(yōu)點是實現簡單、對電能質量影響 小；缺點是對“輕載孤島”（發(fā)電與負載功率幾乎 平衡）不敏感，存在漏檢風險。

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)響應判斷是否與電網相連。優(yōu)點是對輕載孤島 檢測可靠性高；缺點是算法復雜，可能輕微影響電 能質量（如諧波），多逆變器并聯時協調難度大。 實際應用中，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），當檢測到可疑異常時，啟動主動檢測邏輯 注入微擾，若確認電網不存在，立即觸發(fā)脫網。 簡言之，“防孤島”的核心目的不是限制發(fā)電，而 是確保電網停電時，分布式電源能立即停止并網輸出，從而保障電網安全、人身安全與設備安全。

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

  為了有效應對孤島效應，防孤島保護裝置應運而生。該裝置在電網斷電時能夠迅速切斷分布式電源與電網的連接，防止分布式電源單獨向局部電網供電，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致的觸電風險。防孤島保護裝置還能保護用電設備和發(fā)電設備自身，防止因孤島運行時電壓、頻率等電能質量參數不穩(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、燃氣發(fā)電等新能源并網供電系統(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。其設計嚴格遵循相關國家標準，當檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時，能在2秒內自動降低出力或停止向電網線路送電，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發(fā)生失電情況而產生的孤島現象。孤島一旦發(fā)生將會造成對電力系統(tǒng)的嚴重危害，對設備安全造成極大影響。防孤島保護裝置在電網側或者光伏本側任一側失電的時候，都會迅速向并網斷路器發(fā)出跳閘信號，讓斷路器分閘，保護光伏兩側檢修人員的生命安全。

四、光伏并網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，實現能源互聯，信息互通，打破信息孤島；根據用電設備負荷重要性分級管理，錯峰有序用電。

光伏并網防孤島保護裝置

  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。當電網出現電壓高、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開關能及時響應并跳閘。當電網恢復正常時，并網開關要能夠自動合閘。這樣的目的是在為了在電網不受太大影響的情況下，盡可能保證光伏的發(fā)電效率。

產品特點：

1）高性能的硬件平臺

2）統(tǒng)一的硬件設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

光伏并網防孤島保護裝置接線：

光伏并網防孤島保護裝置安裝：

光伏并網防孤島保護裝置實際安裝

作者簡介：簡婷，女，本科，現就職于安科瑞電氣股份有限公司