簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

1 防孤島保護的作用

      防孤島(dao)：包(bao)含(han)負荷和電(dian)(dian)源的(de)部分電(dian)(dian)網，從主網脫(tuo)離(li)后(hou)繼續(xu)孤立運(yun)行的(de)狀態。

      非計劃性孤(gu)島現象發生時，由于系統供電狀態未(wei)知，將造成以(yi)下不利影響：①可能危(wei)及(ji)電網設施維(wei)護人(ren)員和用戶的人(ren)事(shi)安全；

      ②干擾(rao)電網的正(zheng)常合閘；

      ③電網不能控制孤島(dao)中的電壓和頻率(lv)，從而損壞配電設備和用戶設備。

      當發生非計劃性孤島(dao)時(shi)，由光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)站(zhan)(zhan)側防孤島(dao)保護裝置動作實現故障切(qie)除。同時(shi)由于(yu)發生孤島(dao)概率(lv)較小，建議光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)站(zhan)(zhan)側運行方(fang)式能配合電(dian)網檢(jian)修計劃進(jin)行安排。

      防孤(gu)島(dao)(dao)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)是對分(fen)布(bu)式光(guang)伏電(dian)(dian)站有著重要(yao)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)作用(yong)(yong)的(de)(de)。即當(dang)(dang)電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)出(chu)現電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)高(gao)、電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)低、頻(pin)(pin)率高(gao)、頻(pin)(pin)率低故障(zhang)時(shi)，光(guang)伏并(bing)網(wang)(wang)(wang)斷(duan)路(lu)器(qi)及時(shi)跳閘(zha)。當(dang)(dang)電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)恢復供(gong)電(dian)(dian)并(bing)且電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)和頻(pin)(pin)率達到允許值時(shi)，并(bing)網(wang)(wang)(wang)斷(duan)路(lu)器(qi)要(yao)自(zi)動合閘(zha)。這(zhe)樣(yang)的(de)(de)目的(de)(de)是在為(wei)(wei)了國家電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)不(bu)受太(tai)大影響(xiang)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下，盡(jin)可能保(bao)(bao)(bao)證光(guang)伏的(de)(de)發電(dian)(dian)效率。部分(fen)地區會根據當(dang)(dang)地供(gong)電(dian)(dian)部門的(de)(de)要(yao)求對防孤(gu)島(dao)(dao)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)裝置功能進(jin)一步(bu)完善，比如(ru)添(tian)加過電(dian)(dian)流保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)、不(bu)平衡(heng)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)等(deng)，這(zhe)些都是無可厚非的(de)(de)。然而目前(qian)市場(chang)上有的(de)(de)用(yong)(yong)戶認為(wei)(wei)逆(ni)變(bian)器(qi)本身就(jiu)具(ju)備防孤(gu)島(dao)(dao)功能，怎(zen)么還需要(yao)單獨加裝防孤(gu)島(dao)(dao)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)。其實防孤(gu)島(dao)(dao)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)裝置剛開始(shi)在高(gao)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)等(deng)級(ji)上使用(yong)(yong)的(de)(de)，不(bu)過后來也慢慢使用(yong)(yong)于低壓(ya)(ya)(ya)中(zhong)。對于目前(qian)的(de)(de)逆(ni)變(bian)器(qi)來講，當(dang)(dang)電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)被拉高(gao)的(de)(de)時(shi)候(hou)，逆(ni)變(bian)器(qi)還是會正常工作的(de)(de)。

2 防孤島保護案例分析

      陜(shan)西(xi)省白水縣扶貧電(dian)站，容量(liang)為400KWP，變壓器為50KWP，在夏季中午(wu)發(fa)電(dian)量(liang)比較高的(de)情(qing)況下，并(bing)網(wang)電(dian)壓可(ke)達到(dao)500V左(zuo)右，此時(shi)如(ru)果并(bing)網(wang)開關不跳閘，逆(ni)變器還(huan)是(shi)會正(zheng)常運(yun)行，但是(shi)這(zhe)樣(yang)長期運(yun)行勢必會對電(dian)網(wang)有所(suo)沖擊。

      江蘇南通一(yi)生產(chan)光(guang)伏(fu)組價的廠房自(zi)己安裝(zhuang)屋(wu)頂光(guang)伏(fu)來實現自(zi)發自(zi)用余電上(shang)網(wang)。然而自(zi)從(cong)安裝(zhuang)光(guang)伏(fu)發電后，廠房內的一(yi)些(xie)測試儀器電源(yuan)(yuan)模塊會(hui)有燒毀(hui)的情況發生，造(zao)成這個原因是電源(yuan)(yuan)端不穩定，后采取UPS供電，問題就解決了(le)。

      山(shan)東德州某一光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)突然與(yu)電(dian)(dian)(dian)網解列，后由運(yun)(yun)維(wei)人員發現是系統站(zhan)(zhan)內(nei)主變低壓側(ce)備自投(tou)聯(lian)(lian)合防(fang)孤島保護動作將對側(ce)站(zhan)(zhan)內(nei)帶有(you)光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)的(de)支路聯(lian)(lian)切，目的(de)就是防(fang)止電(dian)(dian)(dian)源端電(dian)(dian)(dian)壓頻(pin)率不(bu)穩定對用戶站(zhan)(zhan)和光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)造成(cheng)影響。當對側(ce)站(zhan)(zhan)供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)源完成(cheng)切換后，再(zai)將光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)支路投(tou)運(yun)(yun)，本側(ce)光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)繼續(xu)為(wei)電(dian)(dian)(dian)網送(song)電(dian)(dian)(dian)。

      以上三個案(an)例說(shuo)明，分布式(shi)光伏發電(dian)輸(shu)出(chu)電(dian)壓一(yi)直不(bu)太穩定，當并網電(dian)壓或頻率(lv)出(chu)現異常現象，及時準確(que)跳閘也(ye)是非常有(you)必要的。

      防孤島(dao)保(bao)護裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)檢測到系(xi)統側(ce)或本側(ce)光伏電(dian)站母線電(dian)壓出現幅(fu)值、頻(pin)率異常時，保(bao)護裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)會迅速向并網斷路器(qi)發(fa)出跳(tiao)閘命令，從而很(hen)好的保(bao)證了電(dian)網電(dian)壓異常時不會對兩側(ce)主要(yao)設備(bei)造成(cheng)沖擊，避免(mian)事故進一步擴大。

      當(dang)(dang)光伏電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)本(ben)側(ce)(ce)(ce)出(chu)現停電(dian)(dian)故障時(shi)(shi)，需要運(yun)(yun)(yun)維(wei)(wei)人(ren)(ren)(ren)員查(cha)找(zhao)問(wen)題點的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)候(hou)，而(er)與對側(ce)(ce)(ce)站(zhan)(zhan)(zhan)相(xiang)連的(de)(de)(de)(de)線路上(shang)還帶電(dian)(dian)，這時(shi)(shi)會出(chu)現對側(ce)(ce)(ce)站(zhan)(zhan)(zhan)會向光伏電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)反送電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)情況，給本(ben)側(ce)(ce)(ce)站(zhan)(zhan)(zhan)內的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)維(wei)(wei)人(ren)(ren)(ren)員帶來安(an)(an)全(quan)隱患。另當(dang)(dang)對側(ce)(ce)(ce)站(zhan)(zhan)(zhan)失電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)候(hou)，需要對側(ce)(ce)(ce)站(zhan)(zhan)(zhan)內運(yun)(yun)(yun)維(wei)(wei)人(ren)(ren)(ren)員去查(cha)找(zhao)事(shi)故點，若此時(shi)(shi)光伏電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)還在正常送電(dian)(dian)，容易形成非(fei)計(ji)劃(hua)性孤(gu)島效(xiao)應(ying)，給對側(ce)(ce)(ce)站(zhan)(zhan)(zhan)內的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)維(wei)(wei)人(ren)(ren)(ren)員造成安(an)(an)全(quan)威脅。配(pei)置的(de)(de)(de)(de)防孤(gu)島保(bao)護裝(zhuang)置在此時(shi)(shi)發(fa)揮作用，當(dang)(dang)電(dian)(dian)網(wang)側(ce)(ce)(ce)或(huo)者光伏本(ben)側(ce)(ce)(ce)任一側(ce)(ce)(ce)失電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)候(hou)，防孤(gu)島保(bao)護裝(zhuang)置都(dou)會迅(xun)速向并網(wang)斷路器(qi)發(fa)出(chu)跳閘(zha)信號，讓斷路器(qi)分閘(zha)，從而(er)很好(hao)的(de)(de)(de)(de)保(bao)證了光伏兩側(ce)(ce)(ce)檢修人(ren)(ren)(ren)員的(de)(de)(de)(de)生(sheng)命安(an)(an)全(quan)。

      防孤(gu)島(dao)保(bao)(bao)護帶有(you)檢(jian)測線(xian)路(lu)側PT 失壓(ya)自動跳閘、檢(jian)測線(xian)路(lu)PT有(you)壓(ya)自動可(ke)以合(he)(he)閘的功能，當線(xian)路(lu)故障解除后，光(guang)伏和(he)系(xi)統側都處于正(zheng)常狀(zhuang)態(tai)。這時(shi)防孤(gu)島(dao)保(bao)(bao)護裝置會自動檢(jian)測線(xian)路(lu)PT和(he)母線(xian)PT電壓(ya)是否一致，并發出合(he)(he)閘命令(ling)，將并網斷(duan)路(lu)器(qi)合(he)(he)上，讓線(xian)路(lu)正(zheng)常工作(zuo)，節省人(ren)工開操作(zuo)票等一系(xi)列繁雜的手續。

3 防孤島保護的實際應用

防孤島保護裝置保護功能如圖1所示：

      ①電(dian)壓(ya)(ya)頻率(lv)(lv)過(guo)低解列(lie)(lie)；②電(dian)壓(ya)(ya)頻率(lv)(lv)過(guo)高(gao)(gao)解列(lie)(lie)；③零序電(dian)壓(ya)(ya)過(guo)高(gao)(gao)解列(lie)(lie)；④零序電(dian)壓(ya)(ya)過(guo)低解列(lie)(lie)；⑤母線(xian)(xian)電(dian)壓(ya)(ya)過(guo)高(gao)(gao)解列(lie)(lie)；告警功能如(ru)下(xia)：①常規電(dian)壓(ya)(ya)回(hui)(hui)路PT 斷線(xian)(xian)報(bao)警；②快速電(dian)壓(ya)(ya)回(hui)(hui)路PT斷線(xian)(xian)報(bao)警；③母線(xian)(xian)電(dian)壓(ya)(ya)頻率(lv)(lv)異常報(bao)警。

      主要適用于10kV 電(dian)壓等級的分布(bu)(bu)(bu)(bu)式(shi)發電(dian)項(xiang)目，其功能(neng)設定依據國家發布(bu)(bu)(bu)(bu)的分布(bu)(bu)(bu)(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)并(bing)網相(xiang)關(guan)標(biao)準規(gui)范(fan)，集成(cheng)分布(bu)(bu)(bu)(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)并(bing)網所需的開(kai)關(guan)設備(bei)、保護裝置、測控、通信(xin)等功能(neng)，滿(man)足分布(bu)(bu)(bu)(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)接入(ru)的孤島(dao)檢測、自動安全(quan)并(bing)網、保護及安全(quan)隔離等要求。

4 結束語

      綜上(shang)所(suo)述，防(fang)孤(gu)(gu)島(dao)保(bao)(bao)護對光伏電(dian)(dian)站(zhan)接入電(dian)(dian)網是否穩定起著(zhu)很大的(de)作(zuo)用。電(dian)(dian)力配電(dian)(dian)網設計(ji)人員想要設計(ji)出(chu)完整的(de)、可行(xing)(xing)的(de)方案，在設計(ji)光伏電(dian)(dian)站(zhan)接入方案時，必(bi)須要考(kao)慮(lv)到防(fang)孤(gu)(gu)島(dao)保(bao)(bao)護的(de)配置型式。為(wei)了保(bao)(bao)證電(dian)(dian)網系統正常運行(xing)(xing)，需要謹(jin)慎設置防(fang)孤(gu)(gu)島(dao)保(bao)(bao)護的(de)功(gong)能參數，以便于提升光伏電(dian)(dian)站(zhan)的(de)供電(dian)(dian)可靠性，繼續為(wei)當地居民提供源源不斷的(de)、高質(zhi)量的(de)電(dian)(dian)能。

作者簡介：簡婷，女，本科，現就(jiu)職于安科瑞電氣股份有限(xian)公司(si)，主(zhu)要(yao)研(yan)究(jiu)方(fang)向(xiang)為防孤島保護裝置(zhi)。