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(chǎng)）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 “大海"（主電網(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。

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(cè)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(cè)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(cè)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。

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(cè)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(cè)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。

安科瑞分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-1000DP結(jié)合防逆流保護(hù)裝置AM5SE-IS，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)市電下網(wǎng)電量，軟件內(nèi)設(shè)置防逆流控制策略，滿足站點(diǎn)防逆流并網(wǎng)要求，防逆流保護(hù)裝置內(nèi)設(shè)置逆功率保護(hù)功能做雙重保障。

  根據(jù) GB/T 50865  "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(cè)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。"

防逆流保護(hù)裝置目前有2款，可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景來選擇。

  1）當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)與逆流檢測(cè)點(diǎn)距離較近時(shí)，選擇AM5SE-IS防逆流保護(hù)裝置。

防逆流保護(hù)裝置AM5SE-IS

AM5SE-IS防逆流保護(hù)裝置，具有：

  逆功率跳閘、逆功率恢復(fù)合閘；

  低功率跳閘、低功率恢復(fù)合閘。

  下圖為AM5SE-IS防逆流保護(hù)裝置功能示意圖：

2）當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)與逆流檢測(cè)點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時(shí)（200m以上時(shí)），選擇AM5SE-PV系列主從機(jī)防逆流保護(hù)裝置。

AM5SE-PV系列防逆流保護(hù)裝置，具有：

主從機(jī)方案四段低功率/低功率恢復(fù)合閘

  主從機(jī)方案逆功率/逆功率恢復(fù)合閘

  主機(jī)防孤島保護(hù)

  從機(jī)防孤島保護(hù)。

下圖為AM5SE-PV主從機(jī)方案防逆流保護(hù)裝置功能示意圖：

  若一路市電進(jìn)線下帶多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，主機(jī)選用AM5SE-PVM、從機(jī)選用AM5SE-PVS（*多支持1主5從）。

  若當(dāng)市電進(jìn)線為多路電源進(jìn)線帶1或多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，主機(jī)選用AM5SE-PVM、從機(jī)選用AM5SE-PVS2（1個(gè)主機(jī)*多支持5個(gè)從機(jī)、1個(gè)從機(jī)*多接受4個(gè)主機(jī)）。

一、逆功率保護(hù)方案

  通過在市電進(jìn)線處安裝防孤島/逆流一體化裝置，如 AM5SE-IS 防逆流保護(hù)裝置，該 裝置能夠?qū)崟r(shí)且精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)光伏系統(tǒng)的發(fā)電情況,一旦檢測(cè)到孤島或逆流現(xiàn)象，便會(huì)即 刻切斷并網(wǎng)點(diǎn)斷路器，從而確保電網(wǎng)安全。

二、柔性調(diào)節(jié)方案

  1) 基于協(xié)調(diào)控制器 通過在市電進(jìn)線處安裝 APM520 電力監(jiān)測(cè)儀表，將監(jiān)測(cè)信號(hào)上傳至 ACCU-100 微電網(wǎng) 協(xié)調(diào)控制器。該控制器會(huì)對(duì)逆流數(shù)據(jù)展開精確的邏輯計(jì)算，進(jìn)而據(jù)此對(duì)逆變器的輸出功 率進(jìn)行調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)無逆流運(yùn)行。同時(shí)，為確保系統(tǒng)的可靠性，還配備了防逆流保護(hù) 裝置。這樣一來，在控制器出現(xiàn)故障或通訊中斷等異常情況下，能夠迅速切斷并網(wǎng)柜斷 路器，保障電網(wǎng)安全。

  2) 基于光伏監(jiān)控系統(tǒng) Acrel-1000DP 是專業(yè)的分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)，滿足電網(wǎng)對(duì)光伏高壓并網(wǎng)二次監(jiān)控系 統(tǒng)的各項(xiàng)要求，該系統(tǒng)除了具有光伏逆流柔性控制功能外，還具備光伏發(fā)電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、 故障報(bào)警、曲線記錄、報(bào)表查詢等功能，并可將光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至電網(wǎng)調(diào)度平臺(tái)。

  3) 基于電表與逆變器配合 在家庭戶儲(chǔ)場(chǎng)景，通過家庭入戶箱安裝 ADL400N 等型號(hào)的防逆流表，防逆流表會(huì)實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)，并將其反饋給具備防逆流功能的逆變器，逆變器則依據(jù)接收到的信息 對(duì)輸出功率進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)防逆流。

三、智慧能源管理平臺(tái)方案

  借助 AcrelEMS 智慧能源管理平臺(tái)，可對(duì)用戶微電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)以及用電負(fù)荷 展開實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。結(jié)合先進(jìn)的光伏預(yù)測(cè)技術(shù)，該平臺(tái)能夠優(yōu)化運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)源荷之間的 有序互動(dòng)。不僅可以靈活調(diào)節(jié)逆變器出力，有效避免逆流現(xiàn)象，還能充分滿足企業(yè)微電 網(wǎng)在能效管理數(shù)字化、安全分析智能化等方面的需求，顯著提高微電網(wǎng)的運(yùn)行效率和能 源利用率。