防孤岛保护装置保证光伏并网的安全

防孤岛保护装置概述

上海长高继保的CGS7001M防孤岛保护装置是分布式新能源并网系统（如光伏发电）中的关键安全设备，防孤岛保护装置是新能源并网安全的"防火墙"，其配置要求需根据分布式发电系统的电压等级、规模、接入方式等因素科学合理设计。随着分布式电源接入比例不断提高，防孤岛保护装置在保障电网安全稳定运行、提高新能源并网质量方面发挥着越来越重要的作用。主要用于防止当电网因故障、误操作或停电维修等原因中断供电时，分布式发电系统继续向局部电网供电形成"孤岛效应"。孤岛效应不仅会干扰电网的正常运行，还会对电网负载、人身安全以及设备造成不利影响。

光伏防孤岛装置

孤岛效应的危害

1. 对人身安全的危害：用户或线路维修人员不一定意识到分布式供电系统的存在，容易引发触电危险
2. 对设备的危害：孤岛运行时，系统电压和频率可能超出允许范围，导致电压波动、频率波动以及谐波等技术指标不合格，影响供电质量
3. 电网恢复时的并网困难：非同期并网会引起大的电流冲击，可能导致设备损坏
4. 电力公司管理隐患：孤岛状态意味着脱离了电力管理部门的监控

防孤岛保护装置的工作原理

防孤岛保护装置通过实时监测电网的电压、频率、相位等电气参数来判断电网状态：

• 被动式检测
• 电压检测：监测电网电压是否在正常范围内（85%-110%额定电压）。
• 频率检测：监测电网频率是否在正常范围内（49.5-50.5Hz）。
• 相位检测：监测并网点电压与电流的相位差。
• 主动式检测
• 频率偏移检测：主动向电网注入微小扰动信号。
• 谐波注入检测：通过检测谐波反馈判断电网状态。
• 保护动作
• 一旦判定发生孤岛效应，迅速发出跳闸信号，切断光伏电站与电网的连接。
• 具备重合闸闭锁功能，防止在电网故障未排除时重新连接。

CGS7001M工作原理

防孤岛保护装置的配置要求

不同电压等级的配置要求

不同电压等级配置防孤岛装置的要求

基本性能要求

• 检测精度：电压测量误差≤±0.5%额定电压，频率测量误差≤±0.01Hz
• 响应速度：动作时间一般≤2秒（高压系统要求≤0.2秒）
• 可靠性：平均无故障时间（MTBF）≥50000小时

检测功能要求

• 被动式检测
• 过压保护：110%-130%额定电压
• 欠压保护：70%-90%额定电压
• 过频保护：50.5-51.5Hz
• 欠频保护：48.5-49.5Hz
• 主动式检测：频率偏移检测、谐波注入检测等

保护动作要求

• 跳闸方式：动作电压范围55%-70%额定电压
• 重合闸闭锁：防止在电网故障未排除时重新连接

通信与监控要求

• 通信接口：RS485、以太网、4G/5G无线通信
• 通信协议：Modbus、IEC61850、DNP3.0等
• 事件记录：存储不少于100条历史事件记录

防孤岛保护装置在并网安全中的重要性

1. 保障人员安全：在电网停电后，防止光伏系统继续供电，避免维修人员触电
2. 保护设备安全：防止电压和频率波动对光伏逆变器、变压器等设备造成损坏
3. 维护电网稳定：避免孤岛运行导致的电网电压和频率不稳定
4. 符合法规要求：满足国家能源局《防孤岛保护装置技术规范》(NB/T 11054—2023)等标准要求

典型应用场景配置

• 工商业屋顶光伏系统
• 选用带频率突变率保护功能的装置
• 设置动作阈值≤0.3Hz/s
• 配置双级电压保护（过压/欠压各两段）
• 动作时间≤0.2秒
• 储能型微电网系统
• 装置需支持多源数据交互
• 保护动作时间延长至≤5秒
• 结合储能SOC（电池容量）状态进行动态保护
• 大型集中式光伏电站（如18MW项目）：
• 采用10kV并网方式
• 配置双重化保护系统
• 动作时间≤80ms
• 具备完善的通信与监控功能