為什么光伏發(fā)電系統要使用防孤島保護裝置？

背景需求

隨著(zhù)太陽(yáng)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、小型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)等在配電網(wǎng)中的應用日益廣泛。這些分布式發(fā)電系統通常接入低壓配電網(wǎng)或用戶(hù)側電網(wǎng)，與傳統的集中式發(fā)電模式有很大不同。當電網(wǎng)因故障或其他原因停電時(shí)，分布式發(fā)電系統如果繼續向電網(wǎng)供電區域內的部分線(xiàn)路或負載供電，就會(huì )形成孤島效應，而防孤島保護裝置對于保障這種新電力格局下的安全穩定運行至關(guān)重要。

隨著(zhù)光伏建設成本降低，光伏裝機容量持續攀升，使得用戶(hù)側分布式光伏發(fā)電行業(yè)快速發(fā)展，同時(shí)帶來(lái)新的問(wèn)題：光伏發(fā)電中安全可靠問(wèn)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變?yōu)榻涣麟?，再?jīng)由并網(wǎng)柜匯入電網(wǎng)供給負載使用。如果這個(gè)時(shí)候電網(wǎng)停電了，光伏還在持續發(fā)電，就會(huì )和負載形成一個(gè)自我供電的孤島，這就是孤島效應。 

孤島效應有哪些危害

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

2、當孤島效應發(fā)生時(shí)，如果負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(huì )造成用電設備損壞；

3、如果逆變器仍然在發(fā)電，由于并網(wǎng)系統輸出電壓和電網(wǎng)電壓之間產(chǎn)生相位差，當電網(wǎng)重新恢復供電時(shí)會(huì )產(chǎn)生浪涌電流，可能會(huì )引起電網(wǎng)再次跳閘。

4、孤島效應下，電網(wǎng)側的一些保護裝置可能會(huì )因為檢測到異常的電壓、頻率等信號而誤動(dòng)作。當電網(wǎng)恢復供電時(shí)，這些保護裝置可能仍處于錯誤狀態(tài)，影響電網(wǎng)正常的送電流程，也需要花費額外的時(shí)間來(lái)排查和恢復這些保護裝置的正常功能，進(jìn)一步阻礙電網(wǎng)的恢復進(jìn)程。

5、當電網(wǎng)故障排除后需要重新恢復供電，即分布式發(fā)電系統要與電網(wǎng)再次并網(wǎng)時(shí)，如果之前存在孤島效應且未得到妥善處理，分布式發(fā)電系統的電壓、頻率等參數可能與電網(wǎng)參數存在較大差異。這就使得在并網(wǎng)過(guò)程中難以實(shí)現準確的同步操作，增加了并網(wǎng)失敗的風(fēng)險，進(jìn)而延緩電網(wǎng)的恢復時(shí)間，影響大面積用戶(hù)的正常用電。

防孤島裝置

依據《光伏發(fā)電站接入電力系統的技術(shù)規定》GB/T 19964中規定了光伏發(fā)電站應配置獨立的防孤島保護裝置，動(dòng)作時(shí)間應不大于2s。

我們可以在并網(wǎng)柜裝設防孤島保護裝置AM5SE-IS，本防孤島保護裝置通過(guò)采集母線(xiàn)電壓實(shí)現低電壓保護、過(guò)電壓保護、低頻減載、高頻保護、頻率突變保護；采集進(jìn)線(xiàn)電壓實(shí)現進(jìn)線(xiàn)失壓跳閘、有壓自動(dòng)合閘功能。

12 路（可擴展到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(wú)功功率、功率因數、頻率、有功電能、無(wú)功電能。保護電流的測量 不僅反映基波，還可以通過(guò)邏輯可編程軟件增加測量2~10次諧波，具有帶諧波制動(dòng)的保護 功能。 獨立操作回路，可自適應0.25~5A開(kāi)關(guān)跳合閘電流； 2 路4～20mA直流模擬量變送輸出，可通過(guò)邏輯可編程軟件自定義變送量； 20 路有源開(kāi)關(guān)量輸入通道、10路獨立無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出通道； 2 路RS485串行通訊接口，支持IEC60870-5-103、Modbus-RTU規約； 2 路以太網(wǎng)接口，支持TCPIEC60870-5-103、TCPModbus-RTU規約； GPS 對時(shí)功能，支持IRIG-B對時(shí)方式； 1 1 個(gè)UBS接口，可通過(guò)U盤(pán)升級裝置程序，也可導出裝置的定值、故障錄波數據，方 便故障分析； 1 個(gè)RS232接口，可通過(guò)USB轉232數據線(xiàn)升級裝置程序，還可上傳裝置定值、動(dòng)作 事件信息和故障錄波數據，方便現場(chǎng)事故分析。