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理解防孤島保護(hù)之前，首先理解一下什么是孤島效應(yīng)呢？當(dāng)電網(wǎng)由于某些原因，如故障等狀態(tài)停電時(shí)，未做防孤島保護(hù)的并網(wǎng)光伏逆變器會(huì)依舊連接電網(wǎng)及負(fù)載，并且持續(xù)向外發(fā)電，形成類似于一個(gè)孤島的部分，這就是孤島效應(yīng)。

孤島效應(yīng)的存在有諸多安全隱患，主要如下：

1.電網(wǎng)停電之前可能對(duì)負(fù)載設(shè)備有損傷，然而，光伏系統(tǒng)輸出電壓和電網(wǎng)電壓之間的具有一定的相位差，當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)供電時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大浪涌電流，可能會(huì)再次跳閘，這對(duì)逆變器及負(fù)載設(shè)備都會(huì)有損害。

2.停電后若光伏逆變器繼續(xù)工作，對(duì)于電網(wǎng)維修人員具有較大危害。

孤島效應(yīng)破壞性大，所以防孤島效應(yīng)的功能非常重要。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE Std．2000．929和ULl74規(guī)定，所有的并網(wǎng)逆變器必須具有反孤島效應(yīng)的功能，同時(shí)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)給出了并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)斷電后檢測(cè)到孤島現(xiàn)象并將逆變器與電網(wǎng)斷開(kāi)的時(shí)間限制。

在我國(guó)的GB/T 19939-2005《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》中，對(duì)頻率偏移、電壓異常、防孤島效應(yīng)也有明確的要求。

光伏系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)應(yīng)與電網(wǎng)同步運(yùn)行，電網(wǎng)額定頻率為50Hz，光伏系統(tǒng)并網(wǎng)后的頻率允許偏差應(yīng)符合GB/T15945的規(guī)定，即偏差值允許是O.5HZ，當(dāng)超出頻率范圍時(shí)，應(yīng)當(dāng)在0.2S內(nèi)動(dòng)作，將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開(kāi)。具體的異常頻率響應(yīng)時(shí)間規(guī)定見(jiàn)下表：

同時(shí)，在如下技術(shù)規(guī)范中，《NB/T 32004-2018光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范》對(duì)防孤島效應(yīng)的功能也做出一些要求，如下，

1.對(duì)于B類逆變器，應(yīng)該具備檢測(cè)孤島，并且立即斷開(kāi)電網(wǎng)的能力，

2.防孤島保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)該小于2s，同時(shí)具有警示信號(hào)，

3.孤島保護(hù)應(yīng)該與電網(wǎng)側(cè)線路保護(hù)相配合，

逆變器防孤島保護(hù)的主要方式是主動(dòng)和被動(dòng)式等，通過(guò)檢測(cè)電網(wǎng)電壓和頻率信息，以此判斷電網(wǎng)運(yùn)行情況。當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)斷開(kāi)或者頻率異常時(shí)，逆變器會(huì)通過(guò)繼電器斷開(kāi)電網(wǎng)，并且停止電能輸出，一般逆變器會(huì)和電網(wǎng)同步控制，來(lái)確保光伏發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

防孤島保護(hù)主要有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種方式，我們簡(jiǎn)單聊一下各自是如何檢測(cè)的。

被動(dòng)檢測(cè)：由于電網(wǎng)系統(tǒng)中，負(fù)載設(shè)備啟動(dòng)功率較大，或者損耗較大，系統(tǒng)發(fā)電過(guò)多等，均會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)信號(hào)的異常，如過(guò)欠壓，過(guò)欠頻，相位變化，諧波變化等，主要依據(jù)這些信號(hào)去進(jìn)行孤島保護(hù)的檢測(cè)，這就是被動(dòng)檢測(cè)的方法。

但當(dāng)光伏系統(tǒng)輸出功率與局部負(fù)載功率平衡時(shí)，則被動(dòng)式檢測(cè)方法將失去孤島效應(yīng)檢測(cè)能力，存在較大的非檢測(cè)區(qū)域(Non-Detection Zone，簡(jiǎn)稱NDZ)。并網(wǎng)逆變器的被動(dòng)式反孤島方案不需要增加硬件電路，也不需要單獨(dú)的保護(hù)繼電器。

主動(dòng)檢測(cè)：逆變器向電網(wǎng)方向主動(dòng)注入小信號(hào)，檢測(cè)反饋信號(hào)，以此判斷是否發(fā)生掉電。這個(gè)小信號(hào)擾動(dòng)可能是電流擾動(dòng)，或者頻率擾動(dòng)，頻率突變等，若檢測(cè)到掉電，則逆變器啟動(dòng)防孤島保護(hù)，停止向外發(fā)電。

主動(dòng)式孤島檢測(cè)方法是指通過(guò)控制逆變器，使其輸出功率、頻率或相位存在一定的擾動(dòng)。電網(wǎng)正常工作時(shí)，由于電網(wǎng)的平衡作用，檢測(cè)不到這些擾動(dòng)。一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，逆變器輸出的擾動(dòng)將快速累積并超出允許范圍，從而觸發(fā)孤島效應(yīng)檢測(cè)電路。該方法檢測(cè)精度高，非檢測(cè)區(qū)小，但是控制較復(fù)雜，且降低了逆變器輸出電能的質(zhì)量。目前并網(wǎng)逆變器的反孤島策略都采用被動(dòng)式檢測(cè)方案加上一種主動(dòng)式檢測(cè)方案相結(jié)合。

孤島效應(yīng)檢測(cè)除了上述普遍采用的被動(dòng)法和主動(dòng)法，還有一些逆變器外部的檢測(cè)方法。如“網(wǎng)側(cè)阻抗插值法”，該方法是指電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)在電網(wǎng)負(fù)載側(cè)自動(dòng)插入一個(gè)大的阻抗，使得網(wǎng)側(cè)的阻抗突然發(fā)生顯著變化，從而破壞系統(tǒng)功率平衡，造成電壓、頻率及相位的變化?！∵€有運(yùn)用電網(wǎng)系統(tǒng)的故障信號(hào)進(jìn)行控制。一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，電網(wǎng)側(cè)自身的監(jiān)控系統(tǒng)就向光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，以便能夠及時(shí)切斷分布式能源系統(tǒng)與電網(wǎng)的并聯(lián)運(yùn)行。

原標(biāo)題：并網(wǎng)光伏逆變器的防孤島保護(hù)功能淺談