安科瑞 劉芳 咨詢家：acrel-js

隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，分布式發(fā)電逐漸成為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要組成部分。國家電網(wǎng)針對分布式發(fā)電發(fā)布的文件中，明確提出了對防孤島及防孤島裝置的要求與規(guī)劃。對于光伏電站而言，滿足當(dāng)?shù)毓╇娋值牟⒕W(wǎng)條件是關(guān)鍵，而防孤島裝置則是其中不可或缺的一環(huán)。

1 什么是孤島運(yùn)行？

在光伏電站運(yùn)行過程中，可能會出現(xiàn)一種被稱為“孤島運(yùn)行”的現(xiàn)象，即光伏電站脫離電網(wǎng)獨(dú)立發(fā)電。這種情況通常不被允許，尤其是在電網(wǎng)停電、檢修或遇到突發(fā)情況時。如果光伏電站繼續(xù)向電網(wǎng)供電，可能會對設(shè)備及人員安全造成嚴(yán)重威脅。

對于并網(wǎng)電壓等級在10千伏及以上的大型光伏電站，防孤島保護(hù)裝置顯得尤為重要。這類裝置屬于危急保護(hù)的二次設(shè)備，能夠有效防止孤島運(yùn)行的發(fā)生。

2 防孤島與防孤島裝置的區(qū)別

防孤島和防孤島裝置是兩個容易被混淆的概念，但它們的功能和原理完全不同。

防孤島：通常指一種配電柜，用于控制光伏電站與電網(wǎng)的連接。

防孤島裝置：是一種專門用于檢測和防止孤島運(yùn)行的設(shè)備，能夠在電網(wǎng)異常時迅速切斷光伏電站與電網(wǎng)的連接。

根據(jù)國家電網(wǎng)的規(guī)定，光伏電站的接入容量與其是否配備防孤島裝置密切相關(guān)。如果不加裝防孤島裝置，光伏電站的接入容量通常只能達(dá)到變壓器容量的25%；而加裝防孤島裝置后，接入容量可提升至50%或80%（具體數(shù)值由當(dāng)?shù)毓╇姴块T決定）。

示例：

假設(shè)一臺變壓器的容量為100千瓦，按80%的接入容量計(jì)算，可支持80千瓦的光伏發(fā)電。如果每戶光伏發(fā)電功率為5千瓦，那么該變壓器可支持16戶并網(wǎng)。

在實(shí)際應(yīng)用中，并網(wǎng)柜通常需要配備隔離刀閘、斷路器等設(shè)備，部分地區(qū)還要求具備防孤島保護(hù)功能。對于小型光伏發(fā)電系統(tǒng)（如5千瓦以下），若每戶單獨(dú)安裝防孤島裝置，成本較高且維護(hù)復(fù)雜。因此，防孤島控制柜成為屋頂分布式光伏的優(yōu)選方案，一套裝置即可滿足多戶并網(wǎng)需求。

3 AM5SE-IS防孤島裝置的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)

保護(hù)功能

● 三段式過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）

● 反時限過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖）

● 兩段式零序 I01 過流（可帶方向閉鎖）/I01 反時限過流保護(hù)

● 兩段式零序 I02 過流（可帶方向閉鎖）/I02 反時限過流保護(hù)

● 低電壓跳閘

● 低電壓告警

● 過電壓保護(hù)（跳閘/告警）

● 零序過壓保護(hù)（跳閘/告警）

● 逆功率保護(hù)

● 頻率保護(hù)（低頻減載/高頻保護(hù)）

● 頻率突變跳閘

● 有壓自動合閘

● 重合閘

● 后加速過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖）

● 過負(fù)荷告警

● 過負(fù)荷跳閘

● PT 斷線告警

● 控制回路斷線告警

● FC 回路配合的過流閉鎖功能

● 非電量保護(hù)（跳閘/告警）

● 檢同期

● CT 斷線告警

● 檢修狀態(tài)閉鎖

監(jiān)控功能

● 獨(dú)立操作回路，可適應(yīng) 0.25A-5A 開關(guān)跳合閘電流

● 20 路有源開關(guān)量輸入

● 10 路無源繼電器輸出

● I, U, P, Q, PF, Fr, Ep, Eq 等電參量測量

● 2 路 4-20mA 變送輸出

通訊功能

● 2 路 RS485 串行通訊接口，支持 Modbus-RTU、IEC60870-5-103 規(guī)約

● 2 路以太網(wǎng)接口，支持 TCP Modbus-RTU 和 TCP IEC60870-5-103 規(guī)約

其他功能

● 故障錄波功能，保護(hù)動作時觸發(fā)錄波，可錄故障前 8 周波、故障后 4 周波

● IRIG-B 格式對時

接線方式

AM5SE-IS 電氣接線圖

4 防孤島裝置的重要性

防孤島裝置雖然在大多數(shù)情況下處于“被動”狀態(tài)，但其作用不可忽視。孤島運(yùn)行的發(fā)生概率雖低，但一旦發(fā)生，可能對電網(wǎng)設(shè)備和人員安全造成嚴(yán)重危害。防孤島裝置通過主動檢測和快速響應(yīng)，有效降低了此類風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)束語

隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，防孤島裝置在保障電網(wǎng)安全方面發(fā)揮著越來越重要的作用。無論是大型光伏電站還是分布式屋頂光伏，合理配置防孤島裝置都是確保并網(wǎng)安全的關(guān)鍵。通過深入了解其工作原理和應(yīng)用場景，我們可以更好地利用這一技術(shù)，推動光伏產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展