安科瑞防孤岛保护装置助力光储充系统安全运行

安科瑞吕梦怡

1.孤岛效应是指在电网供电系统中出现的一种异常情况。

当公共电网因故障停电或者其他原因断电时，原本接入电网的分布式发电系统（如太阳能电站、风力发电场）如果没有及时与电网断开，就会继续向其周围的一部分用电负荷供电。这样一来，这部分由分布式电源单独供电的区域就好像在停电的 “汪洋大海”（主电网断电区域）中形成了一个电力 “孤岛”。

例如，一个小区附近有一个光伏发电系统接入电网。正常情况下，小区的用电是由大电网和光伏发电系统共同供电。当大电网因故障停电后，如果光伏发电系统没有停止供电，小区的部分区域仍能有电，这就出现了孤岛效应。这可能会导致电力检修人员误判线路状态，产生安全风险，同时对发电设备和用户设备也会造成损害。

2.防孤岛保护装置的作用

○防止孤岛效应

当电网断电时，能及时切断分布式电源（如光伏、风电）与电网的连接，避免分布式电源单独向局部电网供电形成孤岛。这是因为孤岛会使电网停电区域仍带电，产生安全隐患。

○保障人员安全

在电网停电后，如果没有防孤岛保护，维修人员可能会误以为线路没电而进行操作，有触电风险。该装置可以避免这种情况，保障维修人员安全。

○保护用电设备

孤岛运行时，发电系统输出的电压、频率等电能质量参数可能不稳定。防孤岛保护装置能防止这种异常电能质量对用户设备造成损坏。

○保护发电设备自身

孤岛状态下，发电设备可能会因过载、过频或过压等异常工况而损坏。该装置通过及时动作，能有效避免这些问题，延长发电设备的使用寿命。

3.安科瑞防孤岛保护装置介绍

AM5SE-IS防孤岛保护装置主要适用于35kV、10kV及低压380V光伏发电、燃气发电等新能源并网供电系统。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。"

4.防孤岛保护装置在分布式光伏监控系统中的应用

在分布式光伏系统中，防孤岛保护装置起着至关重要的作用。

安装位置上，它一般安装在逆变器和电网之间。当电网正常供电时，它在后台默默监控电网的电压、频率等参数。例如，在一个居民小区的分布式光伏发电系统中，正常情况下，光伏发出的电通过逆变器转换后经防孤岛保护装置接入电网。

当电网因故障停电，如线路检修、过载跳闸等情况时，防孤岛保护装置能迅速检测到电网电压的消失或异常变化。它会在短时间内（通常不超过 2 秒）动作，使逆变器停止向电网输电，断开光伏发电系统与电网的连接，避免形成孤岛。

而且，装置能够记录孤岛事件的相关数据，如发生时间、电压频率变化等参数。这些数据可用于后续分析电网故障情况，帮助运维人员更好地维护分布式光伏系统，确保系统的安全稳定运行以及电网和人员的安全。

5.防孤岛保护装置在工商业储能系统中的应用

在工商业储能系统中，防孤岛保护装置主要用于检测电网的运行状态。当电网停电时，装置可以迅速检测到这一情况，防止储能系统继续向电网侧供电，避免形成 “孤岛效应”。孤岛效应可能会对维修人员等造成触电危险。

同时，防孤岛保护装置能够保障储能系统自身的安全稳定运行。它可以准确控制储能系统与电网之间的连接和断开，使得储能系统在电网故障等异常情况下能按照设定的策略进行动作，如停止供电或切换到离网运行模式等。

6.防孤岛保护装置在光储充系统中的应用

在光储充系统中，防孤岛保护装置起到关键作用。

首先，它用于监测电网状态。正常情况下，光储充系统与电网连接，当电网出现故障，如断电、电压骤降或频率异常时，防孤岛保护装置能够及时感知这种变化。

其次，避免孤岛现象。一旦检测到电网故障，装置会立即动作，切断光储充系统与电网的连接，防止光储充系统独立向局部电网供电形成孤岛。这是因为孤岛运行可能会对电力检修人员造成安全威胁，如触电风险。而且孤岛运行时的电压和频率可能会超出正常范围，损坏系统中的设备。

另外，在系统恢复阶段，防孤岛保护装置可以确保光储充系统在电网恢复正常后，安全、稳定、有序地重新接入电网，保障整个系统的正常运行。

7.AM5SE-IS在微电网智慧能源管理平台中的运用

AM5SE - IS设备能够快速检测电力系统中的故障。当电网中出现短路、过载等故障时，它能够凭借其内置的检测算法，在很短的时间内识别故障信号。例如，一旦电流超过设定的阈值，它就会判定可能存在过载情况。

这些故障信息会立即传送给微电网智慧能源管理平台。平台结合 AM5SE - IS 传来的故障位置、类型等详细信息，以及其他设备的状态数据，进行综合诊断。就像医生看病一样，通过多个 “症状” 来准确判断故障的根源。比如，如果 AM5SE - IS检测到某条支路的电流异常变大且电压下降，同时其他相关设备显示该支路连接的设备出现绝缘损坏报警，微电网智慧能源管理平台就能更准确地判断是该设备的绝缘故障导致了短路。

同时，AM5SE - IS 还可以接收微电网智慧能源管理平台发出的控制指令，对能源设备进行直接控制。比如，当平台判断某个电机的运行效率较低，需要调整其运行参数时，就可以通过 AM5SE - IS向电机的控制器发送指令，调整电机的转速、电压等参数，从而优化电机的能源利用效率。