為什么光伏發(fā)電系統(tǒng)要使用防孤島保護(hù)裝置？

背景需求

隨著太陽能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展和成本降低，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、小型風(fēng)力發(fā)電場等在配電網(wǎng)中的應(yīng)用日益廣泛。這些分布式發(fā)電系統(tǒng)通常接入低壓配電網(wǎng)或用戶側(cè)電網(wǎng)，與傳統(tǒng)的集中式發(fā)電模式有很大不同。當(dāng)電網(wǎng)因故障或其他原因停電時，分布式發(fā)電系統(tǒng)如果繼續(xù)向電網(wǎng)供電區(qū)域內(nèi)的部分線路或負(fù)載供電，就會形成孤島效應(yīng)，而防孤島保護(hù)裝置對于保障這種新電力格局下的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

隨著光伏建設(shè)成本降低，光伏裝機(jī)容量持續(xù)攀升，使得用戶側(cè)分布式光伏發(fā)電行業(yè)快速發(fā)展，同時帶來新的問題：光伏發(fā)電中安全可靠問題如何保障？

光伏發(fā)電是由光伏組件經(jīng)由逆變器將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡俳?jīng)由并網(wǎng)柜匯入電網(wǎng)供給負(fù)載使用。如果這個時候電網(wǎng)停電了，光伏還在持續(xù)發(fā)電，就會和負(fù)載形成一個自我供電的孤島，這就是孤島效應(yīng)。 

孤島效應(yīng)有哪些危害

1、當(dāng)電網(wǎng)側(cè)停電檢修時，如果光伏電站的逆變器仍在繼續(xù)供電，維修人員不一定意識到分布式系統(tǒng)的存在，從而可能危及維修人員的安全。

2、當(dāng)孤島效應(yīng)發(fā)生時，如果負(fù)荷大于或者小于光伏發(fā)電功率，電網(wǎng)不能控制供電孤島的電壓和頻率，電壓幅值和頻率的漂移會造成用電設(shè)備損壞；

3、如果逆變器仍然在發(fā)電，由于并網(wǎng)系統(tǒng)輸出電壓和電網(wǎng)電壓之間產(chǎn)生相位差，當(dāng)電網(wǎng)重新恢復(fù)供電時會產(chǎn)生浪涌電流，可能會引起電網(wǎng)再次跳閘。

4、孤島效應(yīng)下，電網(wǎng)側(cè)的一些保護(hù)裝置可能會因?yàn)闄z測到異常的電壓、頻率等信號而誤動作。當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時，這些保護(hù)裝置可能仍處于錯誤狀態(tài)，影響電網(wǎng)正常的送電流程，也需要花費(fèi)額外的時間來排查和恢復(fù)這些保護(hù)裝置的正常功能，進(jìn)一步阻礙電網(wǎng)的恢復(fù)進(jìn)程。

5、當(dāng)電網(wǎng)故障排除后需要重新恢復(fù)供電，即分布式發(fā)電系統(tǒng)要與電網(wǎng)再次并網(wǎng)時，如果之前存在孤島效應(yīng)且未得到妥善處理，分布式發(fā)電系統(tǒng)的電壓、頻率等參數(shù)可能與電網(wǎng)參數(shù)存在較大差異。這就使得在并網(wǎng)過程中難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的同步操作，增加了并網(wǎng)失敗的風(fēng)險，進(jìn)而延緩電網(wǎng)的恢復(fù)時間，影響大面積用戶的正常用電。

防孤島裝置

依據(jù)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)定》GB/T 19964中規(guī)定了光伏發(fā)電站應(yīng)配置獨(dú)立的防孤島保護(hù)裝置，動作時間應(yīng)不大于2s。

我們可以在并網(wǎng)柜裝設(shè)防孤島保護(hù)裝置AM5SE-IS，本防孤島保護(hù)裝置通過采集母線電壓實(shí)現(xiàn)低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、低頻減載、高頻保護(hù)、頻率突變保護(hù)；采集進(jìn)線電壓實(shí)現(xiàn)進(jìn)線失壓跳閘、有壓自動合閘功能。

12 路（可擴(kuò)展到14路）交流電壓/電流通道，測量三相電流、兩路零序電流、三相電壓、 零序電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電能。保護(hù)電流的測量 不僅反映基波，還可以通過邏輯可編程軟件增加測量2~10次諧波，具有帶諧波制動的保護(hù) 功能。 獨(dú)立操作回路，可自適應(yīng)0.25~5A開關(guān)跳合閘電流； 2 路4～20mA直流模擬量變送輸出，可通過邏輯可編程軟件自定義變送量； 20 路有源開關(guān)量輸入通道、10路獨(dú)立無源開關(guān)量輸出通道； 2 路RS485串行通訊接口，支持IEC60870-5-103、Modbus-RTU規(guī)約； 2 路以太網(wǎng)接口，支持TCPIEC60870-5-103、TCPModbus-RTU規(guī)約； GPS 對時功能，支持IRIG-B對時方式； 1 1 個UBS接口，可通過U盤升級裝置程序，也可導(dǎo)出裝置的定值、故障錄波數(shù)據(jù)，方 便故障分析； 1 個RS232接口，可通過USB轉(zhuǎn)232數(shù)據(jù)線升級裝置程序，還可上傳裝置定值、動作 事件信息和故障錄波數(shù)據(jù)，方便現(xiàn)場事故分析。