光伏发电防孤岛保护配置方案分析

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1、光伏发电防孤岛保护配置方案分析刘春潇王子恒绥化电力设计院国网绥化供电公司摘要：发电站并网需要特殊防止发生的重要环节就是孤岛效应，他可能造成系统电压、频率等重要参数的变化间接影响用户的安全用电。本文提出在光伏发电采用主动扰动抗干扰的方法防范孤岛效应的发生，并提出方案和模型。关键词：光伏发电;孤岛效应;光伏发电是一个将直流电逆变成交流电源的过程，通过升压与一定的保护措施后进行与系统电网并网，由于光伏发电的特殊性，保护措施有防功率器过流、防止欠压、滤波等保障措施，但是多少的光伏电站装机容量都相对较小，很难独立支撑一个区域的电力供应并且保证电

2、能质量的安全，所以在电网故障状态时要考虑光伏电站的孤岛运行，即防孤岛效应。0引言孤岛效应的提出最早是美国Sandia实验室，它们论述在电力公司网络故障或因检修而停止电力供应的情况下，小型发电站脱离区域网络，形成自发自供并负载大面积供电的情况，如火力发电、水利发电、风力发电都会存在这种独立供电的情况，而这种情况下运行在配电系统负荷变化快、不稳定的条件下，会拉低发电机出力，造成电压不稳、频率不稳等电能质量问题，从而造成用电设备的损坏等不利影响，所以为丫防止这种小型发电站并网后脱离系统网络独自承载供电的情况发生，便要设立防孤岛效应的措施以解

3、决安全隐患问题。1孤岛保护的方式类型那么对防孤岛保护的要求冇哪些呢?首先来讲防孤岛保护应具备主动式和被动式。主动式包括频率偏高、有功和无功功率变动等。被动式包括电压相位跳动、频率变化等。孤岛保护跳闸出口一般接在并网断路器上，当出现孤岛现象时切断并网断路器。因此防孤岛保护装置须具备精确检并网点的电压、频率，然后当电压、频率出现波动iL大于定制吋跳闸出1_1动作，断开并网开关。2孤岛过程的分析孤岛发牛.多数是电网断电后，发电站未能及时脱离系统，而短时间内继续发电并网的情况。所以对于电网断电的判读速度和准确性对于孤岛现象的避免极为重要。当供

4、电量与系统网络负载量基本平衡的情况K,系统环网脱离后系统负载没有较大变化的情况下，网络的电压和频率可能不会发生明显变化，这时候孤岛供电不容易被检测到，虽然电网调度控制这种上网电量等同于负载量的情况，这种情况的概率较低，但是在多种小型电站并网的大规模应用环境下是不能被忽视的，不能单独依靠调度约束来防范。对于光伏电站最好的办法就是采用并网逆变器防止孤岛效应的发生。国家标准又进一步规范丫逆变器的相关技术要求，以保证光伏电厂防孤岛效应的安全保障措施。3孤岛效应的检测与防范方案应用和其他形式的发电站一样最常见的方式也是最简单易用的就是主动检测型

5、的防孤岛效应控制系统。它的主要原理就是采用时间间隔，主动变化对系统的电量供应，即通过电流量的变化影响系统电压，这样在系统主网断电时可以检测到系统电网电压的突变，即在没有主网电源系统的平衡拉拽下，供电系统突变就会造成网络电能质量的下降。简单的方式可以通过控制器对逆变装置的输出进行周期性的变动，每间断一个时间间隔将输出幅值下降一定量，以达到主动破坏系统电量供需平衡的A的。采用这种办法的好处有两个方面，一是避免采用频率偏移判断造成系统的严重不稳定进而影响发电机和用电设备，降低安仝风险;二是主网在脱离主电源的情况下被动检测孤岛造成的时间延缓及

6、在主网系统中增加检测设备造成的投资成木增加。从实用性和经济性两方面考虑都具有极高的实用价值。采用计算机软件、控制器模块及控制逻辑网络就可以建立一套完整的检测主网断电的控制判断模块。4主动式检测的模型分析运用此种方案时，要结合系统特点及负荷特性制定合理的周期性变化方案。运行过程中周期性的变化并网的电流幅值的大小、吋间间隔的掌控也关系到系统安全问题，过于频繁也会给系统及网络带来安全隐患。如果变化周期较长，在主网断电发生在周期始端就会造成孤岛运行时间过长，周期过短会增加精密工艺造成控制系统的工作压力和制造成本，根据运行经验可以将这个变化周期

7、控制在o.ro.6秒区段为宜。时间间隔确定，接下来就是确定幅值条件，可以按照频率和电压大小两个方向进行判断，根据系统网络检测到的数据进行比对。具体办法如下:在电网工频电压50赫兹环境下，每间断0.4秒，由控制器发出震荡电流设定变化量为正常电流的0.5倍，并发射两个周期以防止误判断造成切断并网。根据计算可以得出，在并网时系统电网电源正常供电情况下，无论控制器如何变化，小幅度的震荡都无法改变电网频率和电压波形，即没有较为明显的畸变。当电网与主电源网络断开时，检测到两个连续的震荡变化，由于网络负载没有改变，然而由于供电量大于负载造成电压瞬时

8、增高，电压及频率均产生变化，这时就可判断系统处于孤岛运行方式，可通过防孤岛保护切断并网。所以当电网与主网中断联系后，由于输出电流不变，所以并网系统检测到的电网电压变化很小。并网系统继续工作，产生的交流电能由电阻R消耗。由