安科瑞 徐浩竣

江苏安科瑞电器制造有限公司

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随着可再生能源技术的快速发展，光伏发电系统在全球范围内得到了广泛应用。然而，光伏发电系统在运行过程中可能会遇到一种称为“孤岛现象”的问题。为了有效应对这一问题，防孤岛装置应运而生，成为光伏系统中不可或缺的重要组件。

孤岛现象指的是在电网发生故障时，部分电网与主网失去联系，形成独立运行的孤岛区域。在光伏发电系统中，当电网出现故障而光伏发电站继续向电网供电时，便可能形成孤岛电网。这种情况下，光伏发电系统的电压和频率可能会失去控制，导致供电不稳定，影响用户正常用电，甚至对电网和设备造成损害。孤岛现象还可能导致电网故障处理延误，给电网带来额外负荷并可能引发过载现象，从而引发安全事故。

防孤岛装置是一种基于智能电网中分布式电源（如光伏发电、水电等）的孤岛现象，结合微机保护技术实现的保护装置。其基本原理是实时监测电网的运行状态，并在检测到电网故障或孤岛现象时，迅速采取相应的保护措施。

防孤岛装置通过监测分布式发电系统的输出电压、频率和相位等参数，来判断是否出现孤岛现象。一旦检测到孤岛现象，装置将立即启动孤岛保护程序，快速切断分布式发电系统与电网之间的连接，以避免孤岛现象的发生。防孤岛装置通常包括孤岛检测单元、保护控制单元和通信单元等组成部分，具备智能化功能，能够自动判断故障类型、选择保护策略并执行保护措施。

防孤岛装置在光伏系统中的应用具有多重功能和特点，主要包括：

1. 快速切除并网点：当发生孤岛现象时，防孤岛装置可以快速切除并网点，使光伏发电站与电网侧快速脱离，保证整个电站和相关维护人员的生命安全。

2. 保护维修人员安全：防孤岛装置可以向并网开关发出命令，让其跳闸，从而保护光伏两侧维修人员的生命安全。

3. 保护两侧主设备：防孤岛装置能够保护光伏发电站和电网两侧的主设备不受伤害，避免发生事故。

4. 自动恢复并网：当故障解除后，防孤岛装置会自动合上并网开关，让光伏发电站恢复正常工作，省去了人工并网的繁琐。

5. 多种保护功能：防孤岛装置具备过流、过负荷、低电压、过电压、零序电流、非电量、过频等多种保护功能，确保了在出现孤岛现象时能够快速和可靠地切断分布式发电系统与电网之间的连接。

分布式光伏电站的孤岛效应（Islanding Effect）是指在电网失电的情况下，分布式发电系统（如光伏电站）仍然向本地电网或负载供电，形成一个孤立的电力系统。这种情况可能会带来安全风险和电能质量问题，因此需要特别关注和防范。

电网故障：当电网发生故障或停电时，如果光伏系统没有及时检测到并停止向电网供电，可能会继续向本地负载供电，形成孤岛效应。

系统保护失效：光伏逆变器或其他保护装置未能及时检测到电网断电，导致光伏系统继续运行。

负载匹配：本地负载的功率需求与光伏系统的发电功率匹配，使得光伏系统可以在没有电网的情况下继续稳定运行。

防孤岛装置的安装和使用需要遵循相关的标准和规范，以确保其正常运行和保护效果。防孤岛装置通常安装于光伏并网柜内，其安装位置取决于具体的分布式发电系统和电网结构。一般来说，防孤岛装置应该安装在分布式发电系统的出口处，以确保能够及时检测孤岛状态，并采取相应的保护措施。在一些特殊情况下，防孤岛装置也可以安装在分布式发电系统的入口处或电网的接入点处。

利用防孤岛保护装置AM5SE-IS采集并网电压、频率及电网进线电流等信号，当发生孤岛现象时，快速切除并网点，使本站与电网侧快速脱离。同时配置电能质量在线监测装置APVIEW500，对电压谐波、电压波动与闪变、频率偏差、电压不平衡度、电压暂隆/暂升/短时中断等进行实时监测。通过这两种设备在光伏并网柜中的使用，为电网的可靠运行提供保障。

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。当发生孤岛现象时，可以快速切除并网点，使本站与电网侧快速脱 离，保证整个电站和相关维护人员的生命安全。

保护功能

● 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（可经低电压闭锁）

● 两段式零序 I01 过流（可带方向闭锁）/I01 反时限过流保护

● 两段式零序 I02 过流（可带方向闭锁）/I02 反时限过流保护

● 低电压跳闸

● 低电压告警

● 过电压保护（跳闸/告警）

● 零序过压保护（跳闸/告警）

● 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

● 重合闸

● 后加速过流保护（可经低电压闭锁）

● 过负荷告警

● 过负荷跳闸

● PT 断线告警

● 控制回路断线告警

● FC 回路配合的过流闭锁功能

● 非电量保护（跳闸/告警）

● 检同期

● CT 断线告警

● 检修状态闭锁

监控功能

● 独立操作回路，可适应 0.25A-5A 开关跳合闸电流 ● 20 路有源开关量输入

● 10 路无源继电器输出

● I, U, P, Q, PF, Fr, Ep, Eq 等电参量测量

● 2 路 4-20mA 变送输出

通讯功能

● 2 路 RS485 串行通讯接口，支持 Modbus-RTU、IEC60870-5-103 规约

● 2 路以太网接口，支持 TCP Modbus-RTU 和 TCP IEC60870-5-103 规约 其他功能

● 故障录波功能，保护动作时触发录波，可录故障前 8 周波、故障后 4 周波

● IRIG-B 格式对时

防孤岛装置在光伏系统中的应用具有重要意义。它能够及时检测孤岛状态，并采取相应的保护措施，保障电网的安全稳定运行，保护光伏发电站和电网两侧的设备免受损坏，提高光伏发电系统的可靠性和稳定性。随着可再生能源技术的不断发展，防孤岛装置将在光伏系统中发挥更加重要的作用，为可再生能源的广泛应用提供有力保障。

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