当前位置:阿仪网 > 安科瑞电气股份有限公司 > 解决方案 > 新能源占比飙升,如何应对?一文读懂防孤岛保护与防逆流的区别及安科瑞产品的应用
防孤岛保护是指用于防止“孤岛效应”的一种保护机制。
1. 什么是孤岛效应?
在并网发电系统中(如光伏、储能),当电网因故障、检修或停电而失压时,如果并网逆变器没有及时检测到电网失电,继续向周围的负载供电,那么该局部电网就形成了一个由发电系统和负载组成的、不受电力公司控制的独立运行“小岛”。
2. 防孤岛保护的作用:
防孤岛保护的核心任务是 “断电必停”。当检测到电网失电时,保护装置(或逆变器自身的功能)必须迅速动作,在标准规定的时间内(通常为2秒内,部分地区要求更严)将分布式发电系统与电网断开。
3. 为什么要防孤岛?
人身安全: 电网检修人员以为线路已停电,但“孤岛”仍在反送电,极易造成触电伤亡。
设备安全: 孤岛电网中的电压和频率不受控,可能烧毁用户设备;且非同期并网可能损坏发电设备。
电能质量: 孤岛运行可能导致三相不平衡、谐波等问题。
电网恢复: 电网自动重合闸时,若孤岛仍在运行,会造成非同期合闸,损坏电网设备。
防逆流是指防止电能通过并网点向电网侧(大电网)反向输送电流。
1. 工作原理:
通过在并网点安装双向电表或电流传感器,实时监测功率流向。当检测到发电功率大于负载消耗功率,电能开始向电网输送(即出现逆功率)时,防逆流装置会发出指令,通过以下几种方式调节:
降低发电功率: 通过逆变器的通信接口,限制其输出。
投切负载: 投入如电锅炉、充电桩等可调节负载,就地消纳多余电能。
储能吸纳: 如果有储能系统,则控制电池充电。
2. 为什么要防逆流?
政策限制: 早期部分电网变压器容量有限,不允许小型分布式电站向电网送电;或用户申请的是“自发自用,余电不上网”模式。
经济性考量: 若上网电价低,而用电电价高,让电能逆流上网不如自己用掉划算。防逆流能确保收益最大化(防止“低卖高买”)。
电网承载力: 避免向电网倒送功率引起局部电压升高,影响电网稳定。
AM5SE-IS 防孤岛保护装置是一款专为新能源并网系统设计的微机综合保护装置,适用于 35kV、10kV 及 380V 电压等级的光伏发电、燃气发电等分布式电源并网场合。该装置能够实时监测电网运行状态,在发生孤岛现象时迅速动作,快速切除并网点,实现本站与电网的安全可靠解列,从而有效保障电站设备与运维人员的安全。
同时,装置集成高精度逆功率保护功能,可持续监测市电下网功率。当检测到功率过低或出现逆向功率时,立即触发并网柜跳闸,可靠避免电能逆流至电网,确保系统符合并网规范与运行安全。
装置硬件设计采用可靠性配置,软件配以专门的保护算法,抗干扰性能强,可靠性高,保护实现方式灵活,为电力系统的安全可靠运行提供保障。
具有: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、三段式过流保护(可经低电压闭锁、可带方向闭锁)、反时限过流保护等保护功能。
根据 GB/T 50865-2013 ”当光伏发电系统设计为不可逆并网方式,应配置逆向功率保护设备。当检测到逆向电流超过额定输出的5%时,光伏发电系统应在2s内自动降低出力或停止向电网线路送电。”
防逆流保护装置
1、单机版防逆流保护装置
AM5SE-IS防逆流保护装置

AM5SE-IS防逆流保护装置主要适用于35kV、10kV及低压380V光伏发电、风力发电、储能充放电等新能源并网供电系统。当向公共电网有逆向供电现象时,可以快速切除并网点,使本站不持续向电网逆向供电,保证电站的使用满足电网要求。

主要功能

技术参数

外形及开孔尺寸

2、主从机版防逆流保护装置
光纤直跳方案
AM5SE-PV系列防逆流保护装置

AM5SE-PV系列防逆流保护装置主从机采用光纤方式连接,通过光纤链路远程开入开出实现防逆流。
1)当逆流监测点与用户侧并网发电系统并网单元的并网柜之间线缆敷设距离在100米至1.5kM之间可采用AM5SE-PV系列主从机方案,主机从机之间可采用多模光纤为 62.5/125um,波长 850nm,ST 接口连接;
2)当逆流监测点与用户侧并网发电系统并网单元的并网柜之间线缆敷设距离在1.5kM至20kM之间可采用AM5SE-PV系列主从机方案,主机从机之间可采用单模光纤波长 1310nm,ST 接口连接;
3)当逆流监测点与用户侧并网发电系统并网单元的并网柜之间线缆敷设距离在20kM至40kM之间可采用AM5SE-PV系列主从机方案,主机从机之间可采用单模光纤波长 1550nm,ST 接口。


主要功能

技术参数

外形及开孔尺寸

GOOSE通讯方案
AM5SE-PV系列防逆流保护装置
AM5SE-PV系列防逆流保护装置主从机采用光纤方式连接,通过光纤链路组GOOSE通信网络实现防逆流。
1)当逆流监测点与用户侧并网发电系统并网单元的并网柜之间线缆敷设距离在100米至20kM之间可采用AM5SE-PV系列主从机方案,主机从机之间可采用单模光纤波长 1310nm,FC 接口连接;
2)当逆流监测点与用户侧并网发电系统并网单元的并网柜之间线缆敷设距离在20kM至40kM之间可采用AM5SE-PV系列主从机方案,主机从机之间可采用单模光纤波长 1550nm,FC 接口连接。


主从机通信组网光纤直连拓扑图


主从机通信组网借光纤环网交换机组光纤环网拓扑图
典型配置方案


总结
随着国家“双碳”战略的深入推进,分布式光伏将迎来更广阔的发展空间,电网对其并网安全性的要求也将日益严格。在电力系统中,孤岛效应是一个不容忽视的安全隐患。防孤岛保护装置作为保障电网安全和人员安全的“最后一道防线”,其重要性不言而喻。
原创作者:安科瑞电气股份有限公司