什么是孤島效應？

孤島效應是指在電網(wǎng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的一種異常情況。

當公共電網(wǎng)因故障停電或者其他原因斷電時，原本接入電網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)（如太陽能電站、風力發(fā)電場）如果沒有及時與電網(wǎng)斷開，就會繼續(xù)向其周圍的一部分用電負荷供電。這樣一來，這部分由分布式電源單獨供電的區(qū)域就好像在停電的 “大海"（主電網(wǎng)斷電區(qū)域）中形成了一個電力 “孤島"。

例如，一個小區(qū)附近有一個光伏發(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。這可能會導致電力檢修人員誤判線路狀態(tài)，產(chǎn)生安全風險，同時對發(fā)電設備和用戶設備也會造成損害。

防孤島保護裝置的作用

○防止孤島效應

當電網(wǎng)斷電時，能及時切斷分布式電源（如光伏、風電）與電網(wǎng)的連接，避免分布式電源單獨向局部電網(wǎng)供電形成孤島。這是因為孤島會使電網(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，維修人員可能會誤以為線路沒電而進行操作，有觸電風險。該裝置可以避免這種情況，保障維修人員安全。

○保護用電設備

孤島運行時，發(fā)電系統(tǒng)輸出的電壓、頻率等電能質量參數(shù)可能不穩(wěn)定。防孤島保護裝置能防止這種異常電能質量對用戶設備造成損壞。

○保護發(fā)電設備自身

孤島狀態(tài)下，發(fā)電設備可能會因過載、過頻或過壓等異常工況而損壞。該裝置通過及時動作，能有效避免這些問題，延長發(fā)電設備的使用壽命。

安科瑞防孤島保護裝置介紹

AM5SE-IS防孤島保護裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。具有逆功率保護、頻率保護（低頻減載/高頻保護）、頻率突變跳閘、有壓自動合閘、三段式過流保護（可經(jīng)低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、反時限過流保護等保護功能。

根據(jù) GB/T 50865-2013  "當光伏發(fā)電系統(tǒng)設計為不可逆并網(wǎng)方式，應配置逆向功率保護設備。當檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時，光伏發(fā)電系統(tǒng)應在2s內自動降低出力或停止向電網(wǎng)線路送電。"

防孤島保護裝置在工商業(yè)儲能系統(tǒng)中的應用

在工商業(yè)儲能系統(tǒng)中，防孤島保護裝置主要用于檢測電網(wǎng)的運行狀態(tài)。當電網(wǎng)停電時，裝置可以迅速檢測到這一情況，防止儲能系統(tǒng)繼續(xù)向電網(wǎng)側供電，避免形成 “孤島效應"。孤島效應可能會對維修人員等造成觸電危險。

同時，防孤島保護裝置能夠保障儲能系統(tǒng)自身的安全穩(wěn)定運行。它可以準確控制儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的連接和斷開，使得儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)故障等異常情況下能按照設定的策略進行動作，如停止供電或切換到離網(wǎng)運行模式等。

防孤島保護裝置在光儲充系統(tǒng)中的應用

在光儲充系統(tǒng)中，防孤島保護裝置起到關鍵作用。

首先，它用于監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)。正常情況下，光儲充系統(tǒng)與電網(wǎng)連接，當電網(wǎng)出現(xiàn)故障，如斷電、電壓驟降或頻率異常時，防孤島保護裝置能夠及時感知這種變化。

其次，避免孤島現(xiàn)象。一旦檢測到電網(wǎng)故障，裝置會立即動作，切斷光儲充系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，防止光儲充系統(tǒng)獨立向局部電網(wǎng)供電形成孤島。這是因為孤島運行可能會對電力檢修人員造成安全威脅，如觸電風險。而且孤島運行時的電壓和頻率可能會超出正常范圍，損壞系統(tǒng)中的設備。

另外，在系統(tǒng)恢復階段，防孤島保護裝置可以確保光儲充系統(tǒng)在電網(wǎng)恢復正常后，安全、穩(wěn)定、有序地重新接入電網(wǎng)，保障整個系統(tǒng)的正常運行。

安科瑞分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-1000DP結合防逆流保護裝置AM5SE-IS，可實時監(jiān)測市電下網(wǎng)電量，軟件內設置防逆流控制策略，滿足站點防逆流并網(wǎng)要求，防逆流保護裝置內設置逆功率保護功能做雙重保障。

  根據(jù) GB/T 50865  "當光伏發(fā)電系統(tǒng)設計為不可逆并網(wǎng)方式，應配置逆向功率保護設備。當檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時，光伏發(fā)電系統(tǒng)應在2s內自動降低出力或停止向電網(wǎng)線路送電。"

防逆流保護裝置目前有2款，可以根據(jù)應用場景來選擇。

  1）當并網(wǎng)點與逆流檢測點距離較近時，選擇AM5SE-IS防逆流保護裝置。

防逆流保護裝置AM5SE-IS

AM5SE-IS防逆流保護裝置，具有：

  逆功率跳閘、逆功率恢復合閘；

  低功率跳閘、低功率恢復合閘。

  下圖為AM5SE-IS防逆流保護裝置功能示意圖：

2）當并網(wǎng)點與逆流檢測點距離較遠時（200m以上時），選擇AM5SE-PV系列主從機防逆流保護裝置。

AM5SE-PV系列防逆流保護裝置，具有：

主從機方案四段低功率/低功率恢復合閘

  主從機方案逆功率/逆功率恢復合閘

  主機防孤島保護

  從機防孤島保護。

下圖為AM5SE-PV主從機方案防逆流保護裝置功能示意圖：

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

  若當市電進線為多路電源進線帶1或多個并網(wǎng)點，主機選用AM5SE-PVM、從機選用AM5SE-PVS2（1個主機*多支持5個從機、1個從機*多接受4個主機）。

一、逆功率保護方案

  通過在市電進線處安裝防孤島/逆流一體化裝置，如 AM5SE-IS 防逆流保護裝置，該 裝置能夠實時且精準地監(jiān)測光伏系統(tǒng)的發(fā)電情況,一旦檢測到孤島或逆流現(xiàn)象，便會即 刻切斷并網(wǎng)點斷路器，從而確保電網(wǎng)安全。

二、柔性調節(jié)方案

  1) 基于協(xié)調控制器 通過在市電進線處安裝 APM520 電力監(jiān)測儀表，將監(jiān)測信號上傳至 ACCU-100 微電網(wǎng) 協(xié)調控制器。該控制器會對逆流數(shù)據(jù)展開精確的邏輯計算，進而據(jù)此對逆變器的輸出功 率進行調整，最終實現(xiàn)無逆流運行。同時，為確保系統(tǒng)的可靠性，還配備了防逆流保護 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)對光伏高壓并網(wǎng)二次監(jiān)控系 統(tǒng)的各項要求，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)電實時監(jiān)測、 故障報警、曲線記錄、報表查詢等功能，并可將光伏電站運行數(shù)據(jù)上傳至電網(wǎng)調度平臺。

  3) 基于電表與逆變器配合 在家庭戶儲場景，通過家庭入戶箱安裝 ADL400N 等型號的防逆流表，防逆流表會實 時監(jiān)測相關數(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 對輸出功率進行調整，從而實現(xiàn)防逆流。

三、智慧能源管理平臺方案

  借助 AcrelEMS 智慧能源管理平臺，可對用戶微電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)以及用電負荷 展開實時監(jiān)測。結合先進的光伏預測技術，該平臺能夠優(yōu)化運行策略，實現(xiàn)源荷之間的 有序互動。不僅可以靈活調節(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)的運行效率和能 源利用率。