孤岛现象为什么会对整个发电系统和负载造成危害

光伏电站中存在孤岛的危害

孤岛是光伏并网发电系统中不可避免的现象，它的危害很大，严重时还可能会危及人身安全，当电网停止工作，系统不再受电网控制，系统的参数会随着逆变器与负载的功率匹配程度不同而产生不同程度的波动，波动大时，很可能损坏电力设备。当电网发生孤岛效应时其负载的运行仅依靠逆变器单独供应，若逆变器的容量小而负载容量大时，逆变器很有可能因过载而烧毁，造成财产损失。而当光伏发电系统重新并网时，很有可能会发生光伏发电系统与电网相位不同步的现象。因此光伏电站中必须要采取必要的措施来避免孤岛的发生，防止孤岛带来的危害。

什么是防孤岛保护装置

防孤岛保护是针对分布式发电电网的，主要应用于风电和太阳能等小容量的基于逆变器的电源，经过检测和计算，确定当电网消失时，切断逆变器的输出，这种保护就是孤岛保护。其主要适用于10KV及低压380V光伏电站的小电源并网供电系统，当发生孤岛效应时能够精确的检定并网点的电压、频率。然后当电压、频率出现波动且大于定制时跳闸出口动作，断开并网开关。

防孤岛保护装置的主要功能

1、过电压跳闸 (可选择投退)；

2、低电压跳闸 (可选择投退)；

3、有压自动合闸(可选择投退)；

4、过频率跳闸(可选择投退)；

5、低频率跳闸(可选择投退)；

6、瞬时逆功率判别跳闸(可选择投退)；

7、防孤岛保护判别(可选择投退)；

8、测量和控制功能：U、I、P、Q，cosΦ，F（需要有测量电流和电压输入）；

9、可选择的自动恢复合闸功能。

防孤岛保护的主要保护配置

1、过电压保护；

2、低电压保护；

3、过频率保护；

4、低频率保护；

5、频率突变量保护

6、逆功率保护；

7、外部故障联跳；

8、谐波监测及过大保护； 测控功能：

9、12 路自定义遥信开入；

10、9 路控制输出，3路信号输出。

孤岛效应(IslandingEffect)是指电网突然失压时，并网光伏发电系统仍保持对电网中的邻近部分线路供电状态的一种效应。光伏电站是指与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统，属国家鼓励的绿色能源项目。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电。

因为孤岛会损害公众和电力公司维修人员的安全和供电的质量，在自动或手动重新闭合供电开关向孤岛电网重新供电时有可能损坏设备。所以，逆变器通常会带有防止孤岛效应装置。被动技术(探测电网的电压和频率的变化)对于平衡负载很好条件下通电和重新通电两种情况下的孤岛防止还不够充分，所以必须结合主动技术，主动技术是基于样本频率的移位、流过电流的阻抗监测、相位跳跃和谐波的监控、正反馈方法、或对不稳定电流和相位的控制器基础上的。

什么是“孤岛效应”

当光伏发电系统正常工作时，逆变器将发出的电能输送到电网。在电网因障断电时，如果系统不能及时地检测到电网状态而继续向电网输送电能，则此时光伏系统构成一个独立供电系统，此现象称为“孤岛效应”，其主要影响了光伏电站的正常运行，对电站造成冲击。甚至还会影响人员在施工检修过程中造成伤害。主要包括以下三种情况：

1、光伏并网系统开关自主或意外断开，但并网发电系统与本地负载仍孤岛运行。

2、大电网发电系统停止运行导致整个电网停电，但是光伏并网系统仍过开关连接在大电网上，继续向电网供电并超出某一时间段（例如2s）

3、大电网或配电网某处线路断开或开关跳闸，造成光伏并网系统与所连接负载（可能包括配电网上的部分负载）形成独立供电系统，并可能进入稳定运行状态。

发生孤岛效应时对整个电网设备和用户设备造成影响，甚至损坏设备，主要有以下四种情况：

1、孤岛效应发生时，无法对逆变器输出的电压、频率进行调节，一旦出现过压、欠压或者是过频、欠频时，易损坏用户设备。

2、如果光伏发电系统并网同时接有负载，且负载容量大于光伏系统容量时，一旦孤岛效应发生，就会产生光伏电源过载现象。

3、对电网检修人员的人身安全造成威胁。

4、孤岛效应发生时，若二次合闸会导致再次跳闸，损害光伏发电设备和逆变器。

因此，为防止孤岛效应带来的危害，一般光伏系统中都必须配备防孤岛保护装置。主要是用来防止电网出现孤岛效应，产生故障时断开并网点开关，保障了线路上施工检修人员的安全。避免电网的故障而引起光伏电站的不正常运行。适用于10KV及低压380V光伏电站的小电源并网供电系统，其保护功能和主要特点有以下几点：

防孤岛装置的保护功能

1、低频保护

频率在35HZ-65HZ之间时且曾经在低频值以上时低频保护才能启动，低频保护动作200ms后立即返回。

2、过频保护

当频率高于定值时保护启动。

3、低压保护

当电压低于定值时动作。

4、过压保护

当电压高于定值时动作。

5、联跳

支持变电站侧联跳，即当收到变电站侧联跳命令时延时开出跳闸出口，切本站的并网开关。

6.频率突变

当频率波动值超过所设定值时,保护动作。

防孤岛保护装置的主要特点

1、采用统一的硬件框架、软件平台、平台化设计、产品一致性好。

2、具备软件对时和硬件对时功能，硬件对时支持GPS差分秒脉冲对时，装置可自动识别对时方式。

3、采用工业级器件，具有很高的稳定性和可靠性，满足光伏电场的运行要求。

4、采用全中文液晶显示界面，多层菜单显示，显示信息丰富，人机界面友好，无需复杂培训即可完成调试工作。

5、支持RS485通讯方式保证信息传输的实时性和可靠性。

简要概述

光伏电站发生孤岛效应发生时，无法对逆变器输出的电压、频率进行调节，一旦出现过压、欠压或者是过频、欠频时，易损坏用户设备。如果光伏发电系统并网同时接有负载，且负载容量大于光伏系统容量时，一旦孤岛效应发生，会产生光伏电源过载现象。也会产生二次合闸会导致再次跳闸，损害光伏发电设备和逆变器。为防止孤岛效应带来的危害，一般光伏系统中都必须配备分布式光伏并网防孤岛保护装置。主要是用来防止电网出现孤岛效应，产生故障时断开并网点开关，保障了线路上施工检修人员的安全。避免电网的故障而引起光伏电站的不正常运行。适用于10KV及低压380V光伏电站的小电源并网供电系统。

特点

●装置设有自动有压合闸功能，由软压板和投退控制字进行投退，只有软压板和投退控制字均为投入时，保护才投入。

●发生外部联跳时装置采用跳闸保护。

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

●过电压跳闸 (可选择投退)。

●分布式光伏并网防孤岛保护装置装置的插件上包括CPU 插件、AC交流采样插件、DIDO插件和对话HMI插件。

●分布式光伏并网防孤岛保护装置过频率跳闸(可选择投退)。

●可选择的自动恢复合闸功能。

功能

●当频率波动值超过所设定值时，保护动作，对于即将并网发电的分布式光伏发电来说防孤岛保护设备是必须装设的设备，采集模拟量包括电流、电压。一般并网开关上的电压互感器、电流互感器是属电网侧，因此孤岛保护装置采的模拟量取自并网开关。

●外部故障联跳。

●分布式光伏并网防孤岛保护装置具有方向闭锁速断。

●分布式光伏并网防孤岛保护装置具有过流Ⅲ(定时限过流)方向保护。

●方向闭锁限时速断。