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什么是孤島效應(yīng)?
孤島效應(yīng)是指在電網(wǎng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)的一種異常情況。
當(dāng)公共電網(wǎng)因故障停電或者其他原因斷電時,原本接入電網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng)(如太陽能電站、風(fēng)力發(fā)電場)如果沒有及時與電網(wǎng)斷開,就會繼續(xù)向其周圍的一部分用電負(fù)荷供電。這樣一來,這部分由分布式電源單獨供電的區(qū)域就好像在停電的 “大?!保ㄖ麟娋W(wǎng)斷電區(qū)域)中形成了一個電力 “孤島”。
例如,一個小區(qū)附近有一個光伏發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)。正常情況下,小區(qū)的用電是由大電網(wǎng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)共同供電。當(dāng)大電網(wǎng)因故障停電后,如果光伏發(fā)電系統(tǒng)沒有停止供電,小區(qū)的部分區(qū)域仍能有電,這就出現(xiàn)了孤島效應(yīng)。這可能會導(dǎo)致電力檢修人員誤判線路狀態(tài),產(chǎn)生安全風(fēng)險,同時對發(fā)電設(shè)備和用戶設(shè)備也會造成損害。
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防孤島保護(hù)裝置的作用
○防止孤島效應(yīng)
當(dāng)電網(wǎng)斷電時,能及時切斷分布式電源(如光伏、風(fēng)電)與電網(wǎng)的連接,避免分布式電源單獨向局部電網(wǎng)供電形成孤島。這是因為孤島會使電網(wǎng)停電區(qū)域仍帶電,產(chǎn)生安全隱患。
○保障人員安全
在電網(wǎng)停電后,如果沒有防孤島保護(hù),維修人員可能會誤以為線路沒電而進(jìn)行操作,有觸電風(fēng)險。該裝置可以避免這種情況,保障維修人員安全。
○保護(hù)用電設(shè)備
孤島運(yùn)行時,發(fā)電系統(tǒng)輸出的電壓、頻率等電能質(zhì)量參數(shù)可能不穩(wěn)定。防孤島保護(hù)裝置能防止這種異常電能質(zhì)量對用戶設(shè)備造成損壞。
○保護(hù)發(fā)電設(shè)備自身
孤島狀態(tài)下,發(fā)電設(shè)備可能會因過載、過頻或過壓等異常工況而損壞。該裝置通過及時動作,能有效避免這些問題,延長發(fā)電設(shè)備的使用壽命。
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安科瑞防孤島保護(hù)裝置介紹
AM5SE-IS防孤島保護(hù)裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。具有逆功率保護(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、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)等保護(hù)功能。
根據(jù) GB/T 50865-2013 "當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計為不可逆并網(wǎng)方式,應(yīng)配置逆向功率保護(hù)設(shè)備。當(dāng)檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時,光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)在2s內(nèi)自動降低出力或停止向電網(wǎng)線路送電。"
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防孤島保護(hù)裝置在分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
在分布式光伏系統(tǒng)中,防孤島保護(hù)裝置起著至關(guān)重要的作用。
安裝位置上,它一般安裝在逆變器和電網(wǎng)之間。當(dāng)電網(wǎng)正常供電時,它在后臺默默監(jiān)控電網(wǎng)的電壓、頻率等參數(shù)。例如,在一個居民小區(qū)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中,正常情況下,光伏發(fā)出的電通過逆變器轉(zhuǎn)換后經(jīng)防孤島保護(hù)裝置接入電網(wǎng)。
當(dāng)電網(wǎng)因故障停電,如線路檢修、過載跳閘等情況時,防孤島保護(hù)裝置能迅速檢測到電網(wǎng)電壓的消失或異常變化。它會在短時間內(nèi)(通常不超過 2 秒)動作,使逆變器停止向電網(wǎng)輸電,斷開光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接,避免形成孤島。
而且,裝置能夠記錄孤島事件的相關(guān)數(shù)據(jù),如發(fā)生時間、電壓頻率變化等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)可用于后續(xù)分析電網(wǎng)故障情況,幫助運(yùn)維人員更好地維護(hù)分布式光伏系統(tǒng),確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行以及電網(wǎng)和人員的安全。
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防孤島保護(hù)裝置在工商業(yè)儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用
在工商業(yè)儲能系統(tǒng)中,防孤島保護(hù)裝置主要用于檢測電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)電網(wǎng)停電時,裝置可以迅速檢測到這一情況,防止儲能系統(tǒng)繼續(xù)向電網(wǎng)側(cè)供電,避免形成 “孤島效應(yīng)”。孤島效應(yīng)可能會對維修人員等造成觸電危險。
同時,防孤島保護(hù)裝置能夠保障儲能系統(tǒng)自身的安全穩(wěn)定運(yùn)行。它可以準(zhǔn)確控制儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的連接和斷開,使得儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)故障等異常情況下能按照設(shè)定的策略進(jìn)行動作,如停止供電或切換到離網(wǎng)運(yùn)行模式等。
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防孤島保護(hù)裝置在光儲充系統(tǒng)中的應(yīng)用
在光儲充系統(tǒng)中,防孤島保護(hù)裝置起到關(guān)鍵作用。
首先,它用于監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)。正常情況下,光儲充系統(tǒng)與電網(wǎng)連接,當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障,如斷電、電壓驟降或頻率異常時,防孤島保護(hù)裝置能夠及時感知這種變化。
其次,避免孤島現(xiàn)象。一旦檢測到電網(wǎng)故障,裝置會立即動作,切斷光儲充系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接,防止光儲充系統(tǒng)獨立向局部電網(wǎng)供電形成孤島。這是因為孤島運(yùn)行可能會對電力檢修人員造成安全威脅,如觸電風(fēng)險。而且孤島運(yùn)行時的電壓和頻率可能會超出正常范圍,損壞系統(tǒng)中的設(shè)備。
另外,在系統(tǒng)恢復(fù)階段,防孤島保護(hù)裝置可以確保光儲充系統(tǒng)在電網(wǎng)恢復(fù)正常后,安全、穩(wěn)定、有序地重新接入電網(wǎng),保障整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
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AM5SE-IS在微電網(wǎng)智慧能源管理平臺中的運(yùn)用
AM5SE - IS設(shè)備能夠快速檢測電力系統(tǒng)中的故障。當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)短路、過載等故障時,它能夠憑借其內(nèi)置的檢測算法,在很短的時間內(nèi)識別故障信號。例如,一旦電流超過設(shè)定的閾值,它就會判定可能存在過載情況。
這些故障信息會立即傳送給微電網(wǎng)智慧能源管理平臺。平臺結(jié)合 AM5SE - IS 傳來的故障位置、類型等詳細(xì)信息,以及其他設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù),進(jìn)行綜合診斷。就像醫(yī)生看病一樣,通過多個 “癥狀” 來準(zhǔn)確判斷故障的根源。比如,如果 AM5SE - IS檢測到某條支路的電流異常變大且電壓下降,同時其他相關(guān)設(shè)備顯示該支路連接的設(shè)備出現(xiàn)絕緣損壞報警,微電網(wǎng)智慧能源管理平臺就能更準(zhǔn)確地判斷是該設(shè)備的絕緣故障導(dǎo)致了短路。
同時,AM5SE - IS 還可以接收微電網(wǎng)智慧能源管理平臺發(fā)出的控制指令,對能源設(shè)備進(jìn)行直接控制。比如,當(dāng)平臺判斷某個電機(jī)的運(yùn)行效率較低,需要調(diào)整其運(yùn)行參數(shù)時,就可以通過 AM5SE - IS向電機(jī)的控制器發(fā)送指令,調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電壓等參數(shù),從而優(yōu)化電機(jī)的能源利用效率。
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結(jié)束語
安科瑞防孤島保護(hù)裝置在新能源領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。它是保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵防線,能夠有效防止孤島現(xiàn)象的發(fā)生,避免因孤島效應(yīng)導(dǎo)致的電網(wǎng)設(shè)備損壞、人員安全威脅以及電力系統(tǒng)故障擴(kuò)大等問題。
在保護(hù)新能源發(fā)電設(shè)備方面,該裝置可及時切斷設(shè)備與電網(wǎng)的連接,防止設(shè)備因過載、電壓和頻率不穩(wěn)定等因素而受損,延長設(shè)備使用壽命,降低維修成本和更換頻率,確保新能源發(fā)電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
同時,安科瑞防孤島保護(hù)裝置還具備自動控制和故障監(jiān)測報警功能,不僅能在電網(wǎng)恢復(fù)正常時自動合閘,提高運(yùn)維效率,還可為運(yùn)維人員提供詳細(xì)的故障信息,助力快速定位和解決問題,提升整個新能源系統(tǒng)的運(yùn)維管理水平。
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