孤岛效应的原理

一对于中国50 Hz 交流系统: 孤岛效应现象会产生比较严重的后果1) 孤岛中的电压和频率无法控制, 可能会用电设备造成损坏;2)孤岛中的线路仍然带电,对维修人员造成人身危险;3)当电网恢复正常时有可能造成非同相合闸,导致线路再次跳闸,对光伏并网逆变器和其他用电设备造成损坏; 孤岛效应时, 若负载容量与光伏并网器容量不匹配, 会造成对逆变器的损坏.二什么是孤岛效应“孤岛效应”指在电网失电情况下，发电设备仍作为孤立电源对负载供电这一现象。

“孤岛效应”对设备和人员的安全存在重大隐患，体现在以下两方面：一方面是当检修人员停止电网的供电，并对电力线路和电力设备进行检修时，若并网太阳能电站的逆变器仍继续供电，会造成检修人员伤亡事故；另一方面，当因电网故障造成停电时，若并网逆变器仍继续供电，一旦电网恢复供电，电网电压和并网逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异，会在这一瞬间产生很大的冲击电流，从而损坏设备。

孤岛效应防范错失想要控制孤岛效应有两种基本方法，即通过逆变器调节或是通过电网调节。

逆变器可以用来检测电网上电压、频率或谐频的变化，也可以监控电网的阻抗。

在德国业界对于5kw以下的单相并网光伏系统推荐同时安装两个独立开关，其中一套开关系统须使用机械开关触发(如继电器等)，专门用来监控电网阻抗和频率。

近期有研究表明，少量光伏电能进入电网并不会造成孤岛效应。

尽管目前电网中的光伏发电仍然较少，但是随着未来太阳能板的普及，电网中必须采取相应的主动保护措施，因为被动保护措施在隔离电网内功率输入／输出相平衡时无法奏效。

另外，如果电网中存在大量逆变器相互干扰、感应，也可能会导致严重后果。

各国光伏系统标准都专门针对孤岛效应给出了一系列防范措施，在所有设备的设计和安装过程中都必须考虑这些要求，除非逆变器在脱离电网以后可以自动断电，或者系统内装有电流绝缘开关(如变压器等，半导体开关亦可)，否则用户必须要安装一个由机械开关触发的电网断开装置。

摘要：介绍孤岛产生原理及其带来的不利影响，简要分析传统的被动式和主动式孤岛检测方法。

针对在孤岛检测中采用的各种策略，进行了比较分析，提出功率扰动方法，并进行了实验验证。

实验结果表明，采用该算法的光伏逆变器满足IEEE Std. 2000-929标准，并验证了提出的孤岛检测方法的有效性。

关键词：光伏系统；孤岛检测；过/欠电压；并网逆变器1前言光伏发电技术已经成为全球增长速度最快的高新技术产业之一。

光伏并网系统通过逆变器直接将直流电变换成交流电送至电网，需要有各种完善的保护措施。

除了通常的电流、电压和频率监测保护外，还需要考虑一种特殊的故障状态，即孤岛效应。

所谓孤岛，具体到光伏并网逆变系统的情况，可以作如下定义：电网由于电气故障、人为或者自然等原因中断供电时，光伏并网系统未能及时检测出停电状态并脱离电网，使该系统和周围的负载组成一个不受电力公司掌控的自给供电孤岛的情况。

太阳能并网系统处于孤岛运行状态时会产生如下严重后果：1）导致孤岛区域的供电电压和频率不稳定；2）影响配电系统的保护开关动作程序；3）光伏并网系统在孤岛状态下单相供电，引起本地三相负载的欠相供电问题；4）电网恢复供电时由于相位不同步导致的冲击电流可能损坏并网逆变器；5）可能导致电网维护人员在认为已断电时接触孤岛供电线路，引起触电危险。

由此可见，研究孤岛检测方法和保护措施，对将孤岛产生的危害降至最低具有十分重要的现实。

在实际工程中，由于主动式孤岛检测会引入一些功率扰动量，使得系统输出电能质量下降。

为了保证电能质量，本文重点提出一种新的孤岛检测方法，具有快速有效的孤岛检测和对电能质量无影响等特点。

2光伏发电系统孤岛检测方法2.1光伏发电系统孤岛检测基本原理孤岛检测方法一般可以分为被动式（无源）和主动式（有源）两类。

主动式方法有过/欠/压检测、高/低频检测、相位突变检测和电压谐波检测三种检测方法。

而被动式检测法通过观测其电网节点的电压，频率以及相位的变化来判断有无孤岛效应的发生。

雷达兵部队官兵战时心理“孤岛效应”及对策思考唐孜【摘要】针对雷达兵战时心理“孤岛效应”及其作用机理进行分析，从形成原因、作用机理、关键突破口三个方面探讨应对办法，提出主动打破“孤岛”封闭状态、积极营造内部良好心理环境、努力提高官兵个人战时心理能力的对策思考。

【关键词】雷达兵∣战时心理∣孤岛效应习主席在党的二十大报告中指出，要“全面加强练兵备战，提高人民军队打赢能力”。

未来战场随着远距离、高精度、智能化武器装备的投入使用，对参战官兵心理能力提出了更高要求，研究实战状态下官兵面临的心理考验，提前制定好应对方案是提高部队打赢能力的必然要求。

雷达兵部队作为我国空天预警的重要力量，是战场情报信息的重要来源，由于其作战任务和战场环境的特殊性，官兵在战时承受的心理压力和冲击与其他兵种明显不同，容易形成心理“孤岛效应”。

一、心理“孤岛效应”孤岛效应原本是指电容串联电路中，局部线路存在始终无电荷流动的现象，就像一座孤岛。

心理学上也有“孤岛效应”这一比喻性表述，它是指一个人因为某种特定原因被限制在特定的时间或空间、具体或抽象的特定范围内，出于利益关系和情感需要，会产生急剧的情感波动现象。

雷达兵部队由于任务特殊，其面临的战场环境具有明显的“孤岛”特点：一是雷达兵通常以营连为单位独立作战，且相互之间部署相距几百公里，战时难以相互支援，形似孤岛。

二是雷达兵部队往往驻扎在高山海岛，周边环境恶劣、人烟稀少、交通不便，在物理空间上相对孤立。

三是雷达兵部队自身无对空防护能力，雷达装备沉重、目标较大，且机动性能差，战场上始终处于被动挨打地位。

上述种种不利因素使一线作战官兵时刻受到有形和无形“孤岛”的影响，极易产生焦虑、易怒、怯战、心力交瘁等一系列不良心理现象。

二、作用机理就官兵个体而言，战时心理“孤岛效应”一旦形成，将严重影响其战斗力水平发挥，甚至会导致战场违纪行为。

分析心理“孤岛效应”的作用机理，它与官兵平时出现的个别不良心理反应对官兵的影响有着明显的区别。

基于频率变化率的光伏发电孤岛效应检测方法基于频率变化率的光伏发电孤岛效应检测方法引言：光伏发电作为一种可再生能源的重要形式，正以其洁净、可持续和高效的特点在全球范围内得到广泛应用。

然而，随着光伏电站规模的扩大和分布式发电系统的普及，由于电网与光伏系统之间的相互作用，产生了一个重要的问题：光伏发电孤岛效应。

光伏发电孤岛效应是指在电网停电的情况下，光伏电站仍然继续运行，形成一个孤立的发电“岛屿”，可能对人员安全和电网稳定性产生不利影响。

开发一种可靠、高效的光伏发电孤岛效应检测方法，对于确保电力系统的安全运行至关重要。

本文将介绍一种基于频率变化率的光伏发电孤岛效应检测方法，探讨其原理、优势和应用，旨在为读者提供深入理解光伏发电孤岛效应的基础知识，以及对该检测方法的详细了解。

1. 光伏发电孤岛效应的定义和危害（此部分内容应介绍光伏发电孤岛效应的定义、形成机制和潜在危害，并给出具体案例来说明。

）1.1 光伏发电孤岛效应的定义光伏发电孤岛效应是指在电网停电的情况下，光伏电站仍然继续发电，形成一个孤立的发电“岛屿”。

由于光伏电站与电网之间的断开，孤岛效应可能对线路工作人员的安全造成威胁。

1.2 光伏发电孤岛效应的形成机制光伏发电孤岛效应的形成机制主要与光伏逆变器的工作方式有关。

当电网停电时，光伏逆变器可以通过转换逆变器的工作状态，将光伏电站从电网中分离出来，继续独立发电。

1.3 光伏发电孤岛效应的潜在危害光伏发电孤岛效应可能对线路工作人员的安全造成危害，因为他们可能认为电网已经停电，并且无法感知光伏电站仍然在发电。

孤岛效应可能导致电网稳定性问题，如电压不稳定和频率波动，影响电力系统的正常运行。

2. 基于频率变化率的光伏发电孤岛效应检测方法的原理（此部分内容应详细介绍基于频率变化率的光伏发电孤岛效应检测方法的原理、依据和工作流程。

）2.1 原理基于频率变化率的光伏发电孤岛效应检测方法利用了光伏电站与电网之间频率差异的特性。

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。

电容的定义是：找到两块金属板（等势面），令其中一块带上 +Q ，一块带 -Q ，这时候两极板电势差为U ，电容 C = Q 。

如果只说某个物体的电容，一般把大地当作另一个极板。

这也就形成了我们 U 求电容的一般思路：给定电势求电荷；给定电荷求电势。

注意：讲电容的时候，我们总要求一个极板 上发出的电场线回到另一个极板，这也就保证了两个极板上电荷大小相等。

常见的几种电容例如平行板电容、球型电容、同心圆柱电容、同心球电容等是基本知识点，应当 熟练掌握。

【例1】 两块正方形的极板，边长为 L ，相对放置，间距为 d 构成电容器，d << L 。

各充电 ±Q 之后保 持绝缘。

求做如下操作之后两个极板之间的电势差。

a) 将极板沿着一条边错动小距离 ∆Lb) 将一个极板绕着一条边转动一个小角度θ ，并使得 θ L << dc) 一个小金属球，半径为 r << d ，质量为 m （重力可以忽略）。

开始位于一个极板负极内侧，由于静电感应作用，带上负电，然后受到电场力作用飞向正极板，发生非完全弹性碰撞并重新达到经典平衡。

经过时间 t 之后，求两极板之间的电势差。

两个极板间的被放上其他电荷，电荷的受力为 F = Eq 。

如果考虑极板自己的受力，则 F = Eq 。

2我们知道，在考虑一个电荷受力时，不能算自己的电场，所以在考虑某极板的受力时，只能算另一极 板产生的电场，刚好为两极板间电场的一半。

同时由高斯定理易得，无穷大板产生的电场为 E = 2π k σ 。

通过电流做功的定义，很容易得出，电容器储存能量的公式为：E = 1CU 2 = 1 Q2 2 C 还有另一种理解电容器储存能量的方式：电荷之间并不是直接相互作用，而是通过电场相互作用； 这样也就理所当然不存在电荷间相互作用能，作用能包含在空间的电场中。

在这样的观点中，我们可电容里的受力与能量电容电压电荷知识点睛高二物理竞赛第2讲电容、电介质、电能2以得到相互作用能在空间中分布的密度度：即能量由电场携带。

电力防孤岛保护装置的介绍一、前言随着能源结构的转型和可再生能源的大力发展，特别是光伏、风电等分布式电源的广泛应用，电网面对着越来越多的孤岛运行风险。

孤岛效应不但会对电网设备造成损害，还可能对运维人员构成安全威逼。

因此，电力防孤岛保护装置的显现，成为了保障电网安全稳定运行的紧要技术手段。

二、电力防孤岛保护装置的原理电力防孤岛保护装置的核心原理在于检测电网中的异常状态，并在检测到孤岛现象时，快速切断与孤岛的连接，以防止事故扩大。

孤岛效应的定义：孤岛效应指的是在电网中，由于某种原因（如系统故障、人为误操作等）导致一部分电网与主网失去联系，但这部分电网中的分布式电源仍连续供电，形成一个自给自足的孤岛。

检测原理：防孤岛保护装置通过多种方法检测孤岛现象。

常用的方法有自动式检测和被动式检测。

自动式检测通过向电网注入特定的扰动信号，察看电网的响应来推断是否发生孤岛；被动式检测则通过分析电网的电压、频率等参数的变动来推断。

动作原理：当检测到孤岛现象时，防孤岛保护装置会快速启动断路器或开关，切断与孤岛的连接，从而防止孤岛扩大，保护电网设备不受损害。

三、电力防孤岛保护装置的应用电力防孤岛保护装置在电力系统的各个层面都有广泛的应用，尤其是在分布式电源接入、微电网建设等领域。

1、分布式电源接入：随着光伏、风电等分布式电源的大量接入，电网面对着越来越严重的孤岛风险。

在这些场景中，防孤岛保护装置能够实时监测电网状态，确保在孤岛发生时快速切断与孤岛的连接，保护电网安全。

2、微电网建设：微电网作为一种能够自给自足的电力网络，对于提高电网的供电可靠性和清洁能源的利用率具有紧要意义。

然而，微电网也面对着孤岛运行的风险。

防孤岛保护装置的应用，可以确保微电网在孤岛发生时快速断开，避开对电网造成损害。

3、配电网保护：在配电网中，防孤岛保护装置可以与其他的保护设备协同工作，形成一个完善的保护体系。

当配电网中显现故障或孤岛现象时，防孤岛保护装置能够快速响应，切断故障点，保护配电网的安全稳定运行。

基于数字锁相环的主被动复合反孤岛方法研究*陆原1，魏大鹏1,2，张军伟1（1. 河北大学电子与信息工程学院，河北保定071002；2. 中国电子科技集团54所，石家庄050081）摘要：基于由分频器代替压控振荡器的三相数字锁相环，提出一种新型主被动复合反孤岛方法。

包括一种新型主动移相保护方法，一种基于锁相环同步参考坐标系原理的新型过/欠电压保护法。

同时结合另两种被动检测方法，全部依托三相数字锁相环实现。

该复合检测方法无检测盲区、对电能质量影响较小、检测速度满足相关要求、结构简单易于实现。

通过Matlab/Simulink中的模型搭建及仿真，验证了该方法可以达到设计要求和目的。

关键词：孤岛效应；数字锁相环；仿真；设计中图分类号：TM71 文献标识码：A 文章编号：1001-1390（2017）00-0000-00 Study on composite islanding detection method based on digitalphase-locked loopLu Yuan1, Wei Dapeng1,2, Zhang Junwei1(1. School of Electronics and Information Processing, Hebei University, Baoding 071002, Hebei, China. 2. The 54thResearch Institute of CETC, Shijiazhuang 050081, China)Abstract: Based on a kind of three-phase digital phase-locked loop which the voltage controlled oscillator is instead of frequency divider, this paper puts forward a new primary passive compound islanding-detection method. Including a new type of active phase shift protection method, a new type of over/under voltage protection based on the principle of phase-locked loop synchronous reference frame. Combined with the other two types of passive detection methods at the same time and all depends on the three-phase digital phase-locked loop. The composite detection method is featured with no detection blind area, less impact on the power quality, the detection speed meeting the requirements, and the structure is simple and easy to realize. The model building and simulation in the Matlab/Simulink verified the method can meet the design requirements and purpose.Keywords: islanding effect, digital phase-locked loop, simulation, design0 引言随着能源问题日渐加剧，越来越多由新能源构成的分布式发电系（Distributed Generation，DG）统并入电网，因此孤岛效应的检测与其保护愈发变得重要。

通信中的几个效应波导效应、乒乓效应、记忆效应、孤岛效应、多径效应、远近效应阴影效应、拐角效应1、波导效应波导效应（即隧道效应）主要由建筑、峡谷等引起，如两旁建筑整齐的街道、隧道、较长的走廊、岩石峡谷等都会形成波导效应，信号传播如在波导内传播相似，沿波导方向损耗小，信号就强，其他方向损耗大，信号强度就弱。

波导效应容易引起越区覆盖和导频污染等，在井型街道会引起切换频繁、掉话等。

波长越短的无线电波，当遇到在物体时，在其表面发生镜面反射的可能也越大。

当信号在两侧是规则楼房的街道中传播时，便是以反射方式进行，我们称之为“波导效应”。

当手机收到强弱不同和接到达手机时间不同的信号会有什么效果，可能会掉话也有可能出现通话质量差，就像光波一样，有直射的信号也有反射和折射的信号被手机检测到。

波导效应在城市环境中存在，由于街道两旁有高大的建筑物，结果使得沿传播方向的街道上信号增强，垂直于传播方向的街道上信号减弱，两者相差达10dB以上，这种现象在离基站距离越远，减弱程度就越小，隧道覆盖会存在波导效应，微波传输也会存在波导效应，波导效应衰落的比较快。

2、乒乓效应移动通信系统中，如果在一定区域里两基站信号强度剧烈变化，手机就会在两个基站间来回切换，产生所谓的“乒乓效应”。

解决措施：1、调整两个小区的切换门限2、控制其中一个小区的覆盖（调整接入参数、调整天馈、降低功率等），保证该区域有主覆盖小区。

3、防止“乒乓切换”的办法是：迟滞在基站下载的参数文件中有两个参数需要我们注意，即“再呼叫型区间切换处理电平”(参考值：23dB)和“再呼叫型区间切换区域的选择电平”(参考值：32dB)。

这两个参数表示在通话时，当手机接收到原基站的信号强度降到23dB时，手机发起申请，要求做基站间的切换（Handover），即切换到下一个基站上通话。

但下一个基站信号必须在32 dB以上，手机才能真正切换过去，否则只能在原基站上通话。

之所以这两个参数间有9dB的差值，目的是防止“乒乓效应”。

电容孤岛效应嘿，朋友们！今天咱来聊聊电容孤岛效应。

这玩意儿啊，就好像是电路世界里的一个小调皮鬼！你想想看，电容就像是一个能储存电能的小仓库。

在一些情况下，它会突然变得很“任性”，形成一个自己的小天地，这就是电容孤岛效应啦。

就好比在一个大集体里，有个小家伙非要自己玩，不跟大家好好配合。

比如说，在一些电路里，电容本来应该好好地和其他元件一起工作，传递电能。

可有时候呢，它就自顾自地把电能藏起来一部分，搞得其他地方的电能供应出问题啦。

这就好像大家一起干活，有人偷偷把工具藏起来了，那活还怎么干得好呀！这电容孤岛效应有时候还挺让人头疼的呢！它可能会导致电路不稳定，出现一些莫名其妙的问题。

就像你本来好好地走在路上，突然有人冒出来挡在你面前，让你不知所措。

那怎么对付这个小调皮鬼呢？这就需要我们这些懂电路的人来想办法啦。

我们要仔细研究电路的结构，找到那些可能出现电容孤岛效应的地方，然后想办法解决它。

可以调整电容的参数呀，或者增加一些其他元件来平衡电能的分配。

这就像是给这个小调皮鬼找个伴儿，让它不再孤单，也就不会捣乱啦。

而且啊，我们还得时刻保持警惕呢！因为这电容孤岛效应有时候藏得很深，不容易被发现。

就像一个调皮的小孩子，偷偷躲起来恶作剧，你得仔细找才能找到他。

在实际生活中，很多电子设备都可能受到电容孤岛效应的影响。

比如说手机呀、电脑呀，要是不注意这个问题，可能就会出现一些奇怪的故障。

你想想，你正用手机玩游戏玩得开心呢，突然就死机了，多烦人呀！所以呀，我们得重视这个问题，不能让它来捣乱。

总之呢，电容孤岛效应虽然有点让人头疼，但只要我们认真对待，仔细研究，还是能把它搞定的。

我们可不能让这个小调皮鬼在电路世界里为所欲为呀！大家说是不是？让我们一起努力，让电路世界变得更加稳定、可靠吧！。