防孤岛检测
光伏发电分布式防孤岛保护系统分析
光伏发电分布式防孤岛保护系统分析根据光伏孤岛理论，推导出了两种孤岛检测方法，分析两种孤岛检测标准，应用于分布式光伏电站，配置相应保护功能装置，使其保障光伏电网安全稳定运行，提高光伏并网的技术。
标签：光伏发电；分布式；防孤岛保护；装置如今光伏发电站在电力系统中所占的份额越来越大，不仅有集中式大面积光伏，还有分布式小型光伏发电站。
随着科学技术的进步，发展成为分布式光伏电源给负荷供电，组成局部孤网运行。
为避免孤网产生，本文从孤岛的检测方法入手进行阐述。
以被动式检测方法与主動式检测方法的特点为主线，结合配置防孤岛保护，减少孤岛现象给电网运行带来的危害。
1、孤岛状态检测方法LI前孤岛检测方法主要分为被动检测和主动检测。
1」被动式孤岛检测被动检测就是通过检测孤岛形成询后的频率、电压、功率输出等电气量变化, 来判断是否与主电网断开。
主要包括低频低压、高频高压、频率变化率法、矢量相移法和功率波动法等。
低频低压与高频高压检测：因光伏电源并网运行，频率和电压不会有很大的波动，总能够在允许的范围之内。
1.2主动式孤岛检测主动检测通过对系统施加一个外部干扰，然后监视系统的响应来判断是否形成孤岛，一般是通过改变光伏逆变器有功或无功输出，检测电压和频率的响应变化。
主动检测将向系统施加外部干扰，即使是功率完全平衡的孤岛，也可以通过主动干扰来破坏功率平衡，从而被可靠地检测出来。
当系统中包含多个分布式电源时，各电源主动检测装置发出的干扰信号可能互相影响，降低检测效果。
2、分布式光伏电站防孤岛保护2」分布式光伏电站防孤岛保护配置为了保证分布式光伏电站的安全稳定运行，根据《光伏发电站设计规范》GB 50797和《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T50866要求，光伏电站应配置独立的防孤岛保护，其中防孤岛保护应与线路保护、重合闸、低电压穿越能力相配合［1］。
基于上述规定，大批分布式光伏电站使用了孤岛保护装置，分布式光伏电站配置的防孤岛保护装置一般都是故障解列装置。
孤岛现象
孤岛现象一、概述孤岛现象也称孤岛效应，有时简称孤岛。
比如：防孤岛就是指防止孤岛现象产生的意思。
美国桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）提供的报告对孤岛现象描述如下：当电力公司的供电系统因故障事故或停电维修等原因停止工作时，安装在各个用户端的光伏并网发电系统未能及时检测出停电状态而不能迅速将自身切离市电网络，而形成的一个由光伏并网发电系统向周围负载供电的一种电力公司无法掌控的自给供电孤岛现象。
国家电网公司企业标准“Q/GDW480-2010分布式电源接入电网技术规定”对孤岛现象定义如下：孤岛现象islanding电网失压时，电源仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。
孤岛现象可分为非计划性孤岛现象和计划性孤岛现象。
非计划性孤岛现象unintentional islanding非计划、不受控地发生孤岛现象。
计划性孤岛现象intentional islanding按预先设置的控制策略，有计划地发生孤岛现象。
孤岛效应总是与分布式能源并网联系在一起，因为分布式能源并网的需要，一个电网存在包括分布式电源在内的多个电源。
这样，当电力部门需要维护或检修或其它任何原因需要断电时，其余电源可能还在供电，这样，线路上就会存在电压，给维护带来不便甚至危及维护人员的生命安全。
二、非计划性孤岛现象的危害非计划性孤岛现象发生时，由于系统供电状态未知，将造成以下不利影响：①可能危及电网线路维护人员和用户的生命安全；②干扰电网的正常合闸；③电网不能控制孤岛中的电压和频率，从而损坏配电设备和用户设备。
三、防孤岛技术非计划性孤岛现象是需要防止的。
防止非计划性孤岛现象的发生就称为防孤岛（anti-islanding）。
防孤岛在许多技术文献中也称反孤岛效应。
防孤岛的核心技术是检测电网是否存在。
一般分为被动式检测方法和主动式检测方法。
被动式防孤岛检测方法通过检测并网变流器的输出电压、电流、频率、谐波等的变化来判断电网是否存在，一般无需增加逆变器硬件电路。
光伏发电系统防孤岛检测方法分析
system and grid-connected photovoltaic system and their respective characteristics are described. Finally，the security of
photovoltaic is discussed，and the islanding effect in the circuit is considered. The advantages and disadvantages of different
detection methods and their reliability are analyzed.
Keywords:Photovoltaic system ；Off grid grid connected photovoltaic power generation system ；Anti islanding detection
２．１ 孤岛效应介绍 随着光伏的普及，其安全性能是人们最关心的。而对于
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高新技术
并网发电系统来说，孤岛效应无疑是一种巨大的危害。孤 岛效应是指由于电气故障、误操作或自然因素等原因造成 电网中断供电时，光伏并网发电系统仍在运行，并且与本 地负载连接处于独立运行状态。其危害十分巨大，会对维 修人员的生命安全造成威胁。当电网恢复供电时，会产生 浪涌电流，可能会引起再次跳闸。如果电网与光伏发电系 统相位（频率）不同步，会产生大的冲击电流，毁坏光伏 发电装置，并且有可能会摧毁负载，造成损失。
２．２ 国际国内孤岛检测标准
国际通行的光伏系统入网标准 IEEE Std. 929-2000 以
及分布式电站入网标准 IEEE1547，都对并网逆变器的孤岛
光伏逆变器防孤岛保护原理
光伏逆变器防孤岛保护原理
光伏逆变器防孤岛保护是指在光伏发电系统中，当主电网发生故障或停电时，逆变器能够及时检测到，并主动切断与主电网的连接，以防止光伏逆变器形成孤岛运行。
光伏逆变器防孤岛保护的原理主要包括两个方面：电流监测和频率监测。
1. 电流监测：当主电网故障或停电时，光伏逆变器通过感知电网电流的变化来判断是否发生了故障。
如果光伏逆变器检测到电网电流下降到一定程度或消失，则说明发生了故障或停电。
2. 频率监测：主电网的频率通常是恒定的，当发生故障或停电时，主电网的频率会发生变化。
光伏逆变器通过频率监测来检测主电网频率的变化情况。
如果光伏逆变器检测到主电网频率超出一定范围或变化较大，则说明发生了故障或停电。
当光伏逆变器同时检测到电流异常和频率异常时，会主动切断与主电网的连接，以避免形成孤岛运行。
切断连接后，光伏逆变器将停止向主电网注入电能，确保安全运行。
需要注意的是，光伏逆变器防孤岛保护的实现还需要符合相关的国家和地区的技术规范和标准，以确保系统的可靠性和安全性。
防孤岛保护原理
防孤岛保护原理防孤岛保护原理是一项网络安全措施，用于保护网络中关键节点不被孤立，在网络故障或攻击事件发生时保持正常运行。
本文将详细介绍防孤岛保护原理的定义、工作原理、应用场景以及相关技术。
一、防孤岛保护原理的定义防孤岛保护原理是一种网络设计和管理方法，旨在防止重要网络设备或系统在发生故障或遭受攻击时被完全隔离，从而保持网络的连通性和稳定性。
防孤岛保护原理涉及到网络拓扑设计、设备冗余配置、链路备份等方面，以保证网络的高可用性和可靠性。
二、防孤岛保护原理的工作原理防孤岛保护原理主要通过以下几个方面来保证网络设备不会成为孤岛：1. 设备冗余：通过在网络中引入备用设备，一旦主设备故障，备用设备会自动接管其工作，避免中断网络服务。
2. 快速检测：防孤岛保护原理需要快速检测网络设备故障或攻击事件的发生。
这可以通过使用心跳机制、网络监控工具等方式实现，及时发现故障并采取相应的措施来恢复网络正常运行。
3. 边缘设备备份：将网络中关键边缘设备进行备份，以防止单点故障。
一旦主设备故障，备用设备会立即接管其功能，确保网络正常运行。
4. 链路备份：为关键链路配置备用路径，一旦主链路发生故障，备用路径会立即生效，以保证网络的连通性。
三、防孤岛保护原理的应用场景防孤岛保护原理广泛应用于各类关键网络，特别是在金融、电信、能源、交通等行业中的网络设备。
以下是一些常见的应用场景：1. 金融行业：银行、证券等金融机构的核心交易系统需要24小时不间断地运行，因此需要防孤岛保护来保证交易系统的连续性。
2. 电信行业：电信运营商的核心网络承担着重要的数据传输任务，故障将对通信服务产生严重影响。
防孤岛保护原理能够保证电信网络的稳定性。
3. 能源行业：电力系统的运行对于社会经济发展至关重要。
防孤岛保护可以确保电力系统的稳定性，避免因节点故障而造成电网孤岛。
4. 交通行业：交通信号灯、高速公路收费系统等关键设备需要具备高可用性和可靠性，以保障交通畅通和安全。
BJ2800D光伏防古孤岛保护测控装置说明书
BJ2800D光伏防古孤岛保护测控装置说明书1、当电网侧失电的时候，需要维修人员去检修，这时光伏本侧还处于正常发电状态，还会向电网侧送电，这时就会形成孤岛效应，给电网侧检修人员带来很大的安全威协。
同样，当光伏本侧出现故障，需要人员检修的时候，而电网侧还有电，这样电网侧有可能会出现向本站反送电的情况，同样会给光伏本侧维修人员带来生命安全方面的隐患。
如果装上防孤岛装置，当光伏本侧或者电网侧任何一侧失电的时候，防孤岛保护装置都会迅速向并网开关发出命令，让其跳闸，从而很好的保证了光伏两侧维修人员的生命安全。
2、当光伏本侧或者电网侧任何一侧出现频率、电压或者过载运行时给两侧主设备造成冲击时，防孤岛保护装置也会迅速向并网开关发出命令，让其跳闸，从而很好的保证了两侧主设备不受伤害，避免事故进一步扩大。
3、智能并网：装置带有失压跳闸、检有压自动合闸功能，当故障解除后，光伏两侧都处于正常状态。
这时防孤岛保护装置就会检测到相关信号，自动合上并网开关，让其正常工作，省去了人工并网的繁琐。
光伏防孤岛保护装置的特点1、当光伏本侧或者电网侧任何一侧出现频率、电压或者过载运行时给两侧主设备造成冲击时，防孤岛保护装置也会迅速向并网开关发出命令，让其跳闸，从而很好的保证了两侧主设备不受伤害，避免事故进一步扩大。
2、当电网侧失电的时候，需要维修人员去检修，这时光伏本侧还处于正常发电状态，还会向电网侧送电，这时就会形成孤岛效应，给电网侧检修人员带来很大的安全威协。
同样，当光伏本侧出现故障，需要人员检修的时候，而电网侧还有电，这样电网侧有可能会出现向本站反送电的情况，同样会给光伏本侧维修人员带来生命安全方面的隐患。
如果装上防孤岛保护装置，当光伏本侧或者电网侧任何一侧失电的时候，防孤岛保护装置都会迅速向并网开关发出命令，让其跳闸，从而很好的保证了光伏两侧维修人员的生命安全。
3、带有失压跳闸、检有压自动合闸功能，当故障解除后，光伏两侧都处于正常状态。
防孤岛检测设备(1000kW)顺利通过国家电网公司技术专家验收
ｔ ｓ ／ ｍ
图 ８ Ｖ Ｏ输 入 波形 Ｃ
４ 结
ｆ－ ／ｚ ｌ Ｉ
论
通过 对搭建 的模 型 进 行仿 真 ， 结果 证 明该定 角 控
图 ５ ｆ＝２ ２ ８ｋ 时 。 变 器 输 出 电 压 电 流 波 形 ２． Ｈｚ 逆
制 的频 率 跟踪方 法是 可 行 的 ， 较好 地 实 现 负 载工 作 能 状态变 化 时的频率 跟踪 ， 跟踪快 速准 确 ， 过调整 相 且 通 角锁定 值 ， 即可方 便地 改 变 输 出侧 电压 电流 的相 位 关 系 。本 论文 中基 于 串联 型逆 变器 的仿 真模 型保证 了要 口 求 的小感 性 工作条 件 ， 变Ｄ 功率 器 件 也基 本 实 现 逆 侧的
李 亚 斌 ， 咏 龙 ， 和 明 ．Ｉ Ｂ 串 联 型 逆 变 器 定 角 控 制 彭 李 ＧＴ
的建模与仿真 ［］ 华北 电力大学学报 ，０ ５ ３ （ ）９１． Ｊ． ２ ０ ，２ １ ：－３ 潘天 明．现代感 应 加热 装置 Ｅ ．北 京 ： 金工 业 出版 Ｍ］ 冶
社 ， ９ ６ １９ ．
］ ］ ］ ］ ］ ］
了软开 关 。
参考 文献 ：
饶 益 花 ， 立 宏 ．感 应 加 热 电 源 逆 变 器 锁 相 环 控 制 电 路 赵
的研究 ｒ］ 工业加热 ，０ ４ ３ （） ４—５ －． Ｊ ２０ ，３ ６ ：２４ ．
ｌ ｆ Ｈｚ
图 ６ ，＝２４ ７ｋ ｚ时 ， 变 器 输 出 电压 电流 波 形 ３ ． Ｈ 逆
认 证 实 验 室 ） 。
（ 湾群 菱 公 司供稿 ） 台
国家 电网公司下属单位国家能源太 阳能发电研发 （ 实验） 中心 ， 购置 ２套 １０ ０ｋ 防孤岛检测设 备 。这套设 备为模 拟孤 岛运 ０ ｗ 行工作环境 ， 为研究人员提供一个可操作性强 的实验平台 。１０ ０ｋ 防孤岛检测设 备为世界首套 大功率光伏 电站移 动检测平 台。 ０ Ｗ 国家电 网公司及 国网电力科学研究 院筹建 的国家能源太 阳能发 电研发 （ 实验 ） 中心主要 的职责 ， 就是 攻克我 国大规模 太阳能发 电并 网应用技术的一系列” 瓶颈 ”将太阳能光伏发电设 备大规模接人 国家电网， ， 并保证 其稳 定运 行。 全智能型防孤岛检测设备 由台湾群菱公 司专业生产 ， 目前是中国唯一专业 生产 防孤 岛检测设 备 ， 自动型产 品基础上增 加寄 在 生 电阻 、 寄生 电感 等 自动 补 偿 功 能 ： 自动 补 偿 寄生 于阻 性 负 载 的 电感 、 自动 补 偿 寄 生 于 电感 负 载 的 电 阻 ， 自动 补 偿 寄 生 于 容 性 负 载 的电阻 。群菱公 司生产 的全智能型并 网逆变器防孤岛检测设备 ， 除了采用高 品质功耗 负载之外 ， 还具有 自动 补偿 功能 ， 寄生 电感 、 寄生 电阻的含量小于 ０ ５ 以下 ， ． 专利技术 ， 内外独创 ， 国 精确检测 ， 已广泛应用 于产 品鉴定实 验室 （ 包括 Ｃ Ｃ实验室 、 Ｇ Ｑ Ｃ Ｃ金太 阳
防孤岛的原理
防孤岛的原理防孤岛的原理是指在电子设备及系统设计中采取相应措施，以防止某个设备或系统出现故障或失效时，对整个系统的影响扩散，从而保障整个系统的可靠性和稳定性。
在现代电子设备和系统中，一个复杂的系统通常由多个连接或关联的子系统组成，这些子系统之间相互依赖且相互影响。
当其中一个子系统出现故障时，如果没有有效的防孤岛措施，故障可能会扩散到其他的子系统，导致整个系统无法正常工作。
这种现象被称为“孤岛效应”，也叫做“故障扩散”。
防孤岛的原理主要包括以下几个方面：1. 设备和系统设计：在设备和系统设计阶段，需要考虑到不同子系统间的相互依赖性和影响，合理规划和分配资源，并采用分布式、模块化的设计方法。
这样可以有效降低因某个子系统故障引起的系统故障传递。
2. 异常检测与监控：通过在系统中增加监控和检测功能，实时监测系统各个部分的状态，并对异常情况进行及时处理。
例如，可以通过传感器、监测仪器等对各个子系统进行实时监控，及时发现异常信号并进行报警。
3. 自动切换与冗余设计：在关键的子系统中引入冗余设计，当一个子系统出现故障时，能够自动切换到备用系统，确保整个系统仍然能够正常工作。
例如，采用双机热备份、冗余电源供应等技术，可以实现系统级别的自动切换与冗余。
4. 增加安全措施：在系统设计中加入多层次的安全措施，以防止外部攻击或意外操作导致系统故障和孤岛效应。
例如，通过防火墙、访问控制等技术限制系统的访问权限，防止未经授权的操作。
5. 动态资源分配：通过动态分配和调度资源，根据实时情况对系统进行动态优化和感知，以便及时调整子系统的工作状态和资源占用情况，避免资源浪费和不必要的能耗。
总之，防孤岛的原理是在电子设备及系统设计中采取一系列措施，包括设计、监控、切换、冗余、安全和资源分配等，以防止故障扩散和保障整个系统的可靠性和稳定性。
这些措施需要在设备和系统设计、使用和运维阶段进行综合考虑和实施，以确保系统能够在出现故障时仍然保持正常运行，从而避免孤岛效应的发生。
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群菱防孤岛检测
光伏逆变器孤岛检测平台，简称为“防孤岛检测平台”，通常应用于光伏并网逆变器的防孤岛效应功能的鉴定检测，也应用在并网电源的防孤岛试验及鉴定检测。
根据产品用途不一样，产品主要分为五类：
一、光伏并网逆变器防孤岛检测；
二、储能并网双向逆变器防孤岛检测；
三、微型并网逆变器/车载逆变器出厂试验、型式试验；
四、双向充电机的高精度鉴定试验检测要求；
五、还应用在分布式并网发电防孤岛效应仿真实验,微电网多点供电控制技术系统研究。
防孤岛检测平台的主要用途：具备防孤岛效应保护是并网逆变器重要功能要求之一，是生产企业申请金太阳认证需要检测的重要项目，国家电网公司根据GB/T19939-2005《光伏系统并网技术要求》第6条相关规定，将对防孤岛效应保护功能鉴定检测，这是光伏电站并网发电许可检测的重要项目。
工作原理
产品工作原理：要求能精确模拟孤岛发生，模拟谐振发生。
防孤岛检测平台主要核心设备是精密RLC负载，精密RLC交流测试负载，内置有纯阻性负载、感性负载、容性负载；三相负载功率独立控制；功率输入采用分段式组合控制，可以任意组合模拟各种功率负荷，满足并网逆变器满负载检测需要，满足并网逆变器型式试验和出厂试验检测需要，可以有效检测并网逆变器防孤岛保护功能。
选型注意事项
一、防孤岛检测平台的选型方面有一个普遍的误区：
误区一：受到深圳山寨公司等RLC负载生产厂商的误导，一些用户认为RLC负载的调节步进幅度就是仪器的测量精度，这是错误的。
RLC负载的最小步进调节幅度是1W，并不能代表测量精度是1W。
误区二：有一部分用户会认为---精密RLC负载太贵了，逆变器出厂试验只是简单的测试，精度差一些也可以将就着用，就象万用表，精度0.2%的价格贵，可以采购0.5%将就使用。
这是非常严重的误区：质量差的RLC负载会随时快速地触发逆变器保护，无法稳定的达到基频频率，所以导致逆变器过欠频保护，导致用户以为逆变器防孤岛效应保护功能有效，结果送检到实验室实施认证时，逆变器却无法通过金太阳认证。
二、防孤岛检测平台内置的RLC负载的寄生量自动补偿功能非常的重要，否则谐振及孤岛测量结果将没有实际意义，寄生量过大将导致过欠频保护，而不是孤岛保护，严重影响测量结果。
信息供参考
三、防孤岛检测平台要具备的功能有：一是精度要求高，加载过程RLC负载值不会发生漂移；二是要有寄生量补偿功能和远程控制功能，否则将不能实现高效率的检测；三是为保证测量结果准确，要求RLC负载本身的谐波量要小于2%。
四、试验过程RLC负载的工作稳定性，与测量精度同样重要。
RLC负载的电阻元器件选型非常重要，一定要避免长时间测试时电阻R发热而引起阻值热漂移。
群菱内置的元器件，每一支路都会采用正漂移与负漂移的元器件，长时间满负荷工作时，能相互抵消由于热漂移引发的阻抗变动。
群菱专利技术！
光伏逆变器防孤岛效应保护试验检测的必要性：
光伏逆变器防孤岛效应保护功能是并网安全防护最重要的项目，在多个欧美国家、包括中国的并网法规都有明确要求--------
中国金太阳认证的标准CGC/GF001：2010《并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》要求发生孤岛时逆变器必须在2秒内发生自动保护。
以下标准也都明确规定防孤岛保护功能是一定具备的：
1. 中国的《孤岛防护国家标准草案》
2. IEEE 1547.1-2005《带电力系统的设备互连配电资源的合格试验程序》
3. VDE0126-1-1《德国标准-发电机和公共低压网之间的自动开关设备》
4. IEC 62116-2008《并网连接式光伏逆变器孤岛防护措施测试方法》
5. AS_4777.3-2005《能源系统通过逆变器并网第3部分电网保护要求》中文版
6. G83-1-1英国认证标准、
7. UL1741-2010美国认证标准
防孤岛保护检测是逆变器出厂试验、型式试验一定要检验的功能，同时也是CQC、CGC金太阳认证必定重点检测的项目。
所以逆变器生产商要从产品研发、型式试验、出厂试验各个环节检验这个重要功能。
随着智能电网、分布式发电的发展及普遍，电力公司对孤岛效应保护的要求将会越来越严格，因为逆变器防孤岛保护失效，将会危及操作人员的人身安全及设备的安全。
目前国家电网公司试验室、云南电网公司、CQC实验室、CGC金太阳认证实验室，安徽省产品质量监督检验中心都已经购置防孤岛试验检测装置。
具备用户可查看下文的成功应用案例。
光伏电站的验收也将防孤岛试验列为必测的检测项目。
防孤岛试验的核心装置是精密RLC负载，不是老化试验用的负载箱，是一定要带有远程控制及寄生量补偿的精密RLC。