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为什么光伏发电系统要使用防孤岛保护装置?

来源: 安科瑞电子商务(上海)有限公司

2024/12/11 14:57:25 64

背景需求

随着太阳能、风能等可再生能源发电技术的不断发展和成本降低,分布式光伏发电系统、小型风力发电场等在配电网中的应用日益广泛。这些分布式发电系统通常接入低压配电网或用户侧电网,与传统的集中式发电模式有很大不同。当电网因故障或其他原因停电时,分布式发电系统如果继续向电网供电区域内的部分线路或负载供电,就会形成孤岛效应,而防孤岛保护装置对于保障这种新电力格局下的安全稳定运行至关重要。

随着光伏建设成本降低,光伏装机容量持续攀升,使得用户侧分布式光伏发电行业快速发展,同时带来新的问题:光伏发电中安全可靠问题如何保障?


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光伏发电是由光伏组件经由逆变器将直流电转变为交流电,再经由并网柜汇入电网供给负载使用。如果这个时候电网停电了,光伏还在持续发电,就会和负载形成一个自我供电的孤岛,这就是孤岛效应。 

孤岛效应有哪些危害

1、当电网侧停电检修时,如果光伏电站的逆变器仍在继续供电,维修人员不一定意识到分布式系统的存在,从而可能危及维修人员的安全。

2、当孤岛效应发生时,如果负荷大于或者小于光伏发电功率,电网不能控制供电孤岛的电压和频率,电压幅值和频率的漂移会造成用电设备损坏;

3、如果逆变器仍然在发电,由于并网系统输出电压和电网电压之间产生相位差,当电网重新恢复供电时会产生浪涌电流,可能会引起电网再次跳闸。

4、孤岛效应下,电网侧的一些保护装置可能会因为检测到异常的电压、频率等信号而误动作。当电网恢复供电时,这些保护装置可能仍处于错误状态,影响电网正常的送电流程,也需要花费额外的时间来排查和恢复这些保护装置的正常功能,进一步阻碍电网的恢复进程。

5、当电网故障排除后需要重新恢复供电,即分布式发电系统要与电网再次并网时,如果之前存在孤岛效应且未得到妥善处理,分布式发电系统的电压、频率等参数可能与电网参数存在较大差异。这就使得在并网过程中难以实现准确的同步操作,增加了并网失败的风险,进而延缓电网的恢复时间,影响大面积用户的正常用电。

 

防孤岛装置

 

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依据《光伏发电站接入电力系统的技术规定》GB/T 19964中规定了光伏发电站应配置独立的防孤岛保护装置,动作时间应不大于2s。

 

我们可以在并网柜装设防孤岛保护装置AM5SE-IS,本防孤岛保护装置通过采集母线电压实现低电压保护、过电压保护、低频减载、高频保护、频率突变保护;采集进线电压实现进线失压跳闸、有压自动合闸功能。

12 路(可扩展到14路)交流电压/电流通道,测量三相电流、两路零序电流、三相电压、 零序电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能。保护电流的测量 不仅反映基波,还可以通过逻辑可编程软件增加测量2~10次谐波,具有带谐波制动的保护 功能。 独立操作回路,可自适应0.25~5A开关跳合闸电流; 2 路4~20mA直流模拟量变送输出,可通过逻辑可编程软件自定义变送量; 20 路有源开关量输入通道、10路独立无源开关量输出通道; 2 路RS485串行通讯接口,支持IEC60870-5-103、Modbus-RTU规约; 2 路以太网接口,支持TCPIEC60870-5-103、TCPModbus-RTU规约; GPS 对时功能,支持IRIG-B对时方式; 1 1 个UBS接口,可通过U盘升级装置程序,也可导出装置的定值、故障录波数据,方 便故障分析; 1 个RS232接口,可通过USB转232数据线升级装置程序,还可上传装置定值、动作 事件信息和故障录波数据,方便现场事故分析。

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