分布式发电的孤岛问题

并网光伏发电系统孤岛效应的危险性分析一、孤岛效应概念相对于离网光伏发电系统而言，并网光伏发电系统在运行时具有较高的光伏电能利用率，然而由于并网光伏发电系统直接将光伏阵列发出的电能逆变后馈送到电网，因此在工作时必须满足并网的技术要求，以确保系统安装者的安全以及电网的可靠运行。

对于通常系统工作时可能出现的功率器件过电流、功率器件过热、电网过/欠电压等故障状态，比较容易通过硬件电路与软件配合进行检测、识别并处理。

但对于并网光伏发电系统来说，还应考虑一种特殊故障状态下的应对方案，这种特殊故障状态就是所谓的孤岛效应。

实际上，孤岛效应问题是包括光伏发电在内的分布式发电系统存在的一个基本问题，所谓孤岛效应是指：在下图所示的分布式发电系统中，当电网供电因故障事故或停电维修而跳闸时，各个用户端的分布式并网发电系统（如光伏发电、风力发电、燃料电池发电等）未能及时检测出停电状态从而将自身切离市电网络，最终形成由分布电站并网发电系统和其相连负载组成的一个自给供电的孤岛发电系统。

▲分布式发电系统的孤岛效应示意图二、孤岛效应的危害孤岛效应的发生会给系统设备和相关人员带来如下危害：1、孤岛效应使电压及其频率失去控制，如果分布式发电系统中的发电装置没有电压和频率的调节能力，且没有电压和频率保护继电器来限制电压和频率的偏移，孤岛系统中的电压和频率将会发生较大的波动，从而对电网和用户设备造成损坏。

2、孤岛系统被重新接入电网时，由于重合闸时系统中的分布式发电装置可能与电网不同步而使电路断路器装置受到损坏，并且可能产生很高的冲击电流，从而损害孤岛系统中的分布式发电装置，甚至导致电网重新跳闸。

3、孤岛效应可能导致故障不能清除（如接地故障或相间短路故障），从而可能导致电网设备的损害，并且干扰电网正常供电系统的自动或手动恢复。

4、孤岛效应使得一些被认为已经与所有电源断开的线路带电，这会给相关人员（如电网维修人员和用户）带来电击的危险。

由上可知，当主电网跳闸时，分布式发电装置的孤岛运行将对用户以及配电设备造成严重损害，因此在包括并网光伏发电等系统在内的分布式发电系统中，并网发电装置必须具备反孤岛保护的功能，即具有检测孤岛效应并及时与电网切离的功能。

光伏孤岛效应案例
光伏孤岛效应案例分析如下：
1. 某电站，容量为400KWP，变压器为50KWP，在夏季中午发电量比较高的情况下，并网电压可达到500V左右，此时如果并网开关不跳闸，逆变器还是会正常运行，但是这样长期运行势必会对电网有所冲击。

2. 生产光伏组件的厂房自己安装屋顶光伏来实现自发自用余电上网。

然而自从安装光伏发电后，厂房内的一些测试仪器电源模块会有烧毁的情况发生，造成这个原因是电源端不稳定，后采取UPS供电，问题就解决了。

3. 山东某一光伏电站突然与电网解列，后由运维人员发现是系统站内主变低压侧备自投联合防孤岛保护动作将对侧站内带有光伏电站的支路联切，目的就是防止电源端电压频率不稳定对用户站和光伏电站造成影响。

4. 当对侧站供电电源完成切换后，再将光伏电站支路投运，本侧光伏电站继续为电网送电。

以上三个案例说明，分布式光伏发电输出电压一直不太稳定，当并网电压或频率出现异常现象，及时准确跳闸也是非常有必要的。

5. 当光伏电站本侧出现停电故障时，需要运维人员查找问题点的时候，而与对侧站相连的线路上还带电，这时会出现对侧站会向光伏电站反送电的情况，给本侧站内的运维人员带来安全隐患。

6. 另当对侧站失电的时候，需要对侧站内运维人员去查找事故点，若此时光伏电站还在正常送电，容易形成非计划性孤岛效应，给对侧站内的运维人员造成安全威胁。

如需更多关于“光伏孤岛效应”的案例，建议查阅相关资料或咨询电力专家获取帮助。

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。

几种常见的孤岛检测方法摘要：关键词：孤岛是指当电网由于电器故障、误操作或自然因素等原因中断供电时，发电系统未能及时检测出停电状态并脱离电网，使发电系统和周围的负载组成一个电力公司无法控制的自供给供电系统。

发电系统并网运行时如果处于孤岛状态将会对设备造成损坏，影响电力系统安全正常运行，严重时甚至可能威胁线路检修人员的人身安全。

因此，研究孤岛检测方法及保护措施，将孤岛产生的危害降低到最小，具有重要的现实意义。

1．布式同步发电机孤岛的本地检测1.1 基于频率的无源孤岛检测方法分布式发电系统与大电网并网运行时，频率基本不变。

当孤岛形成时，电源与负载之间可能存在严重的功率失衡，系统的频率会发生变化，因此可通过测量频率偏差和变化速率探测孤岛。

基于频率检测的继电器可分为：频率继电器、频率变化率继电器(Rate of Change of Frequency，ROCOF)和相位突变继电器(Vector Surge Relay，VSR)。

频率继电器测量DG端电压的频率，根据频率是否高于或低于频率阈值来检测孤岛。

当孤岛中有多个分布式发电机时，频率继电器可能互相干扰，影响其它继电器测量准确性；该方法NDZ很大，如果孤岛中负荷功率缺额低于10%-30%，则不能有效地检测到孤岛。

ROCOF测量发电设备的频率变化率。

频率变化率的阈值一般整定在0.10 Hz/s-1.20 Hz/s之间。

ROCOF的一个重要特性是具有最小电压闭锁功能，如果电压低于，ROCOF输出的跳闸信号将被闭锁，可避免当发电机处于启动或短路时，ROCOF受到干扰信号的激励而误动作。

三种继电器中ROCOF非检测区最小，灵敏度最高，但也最容易产生误动作。

VSR检测发电机端电压波形与参考电压波形之间的相角偏移。

此方法也可通过测量频率来间接实现。

1.2 阻抗测量孤岛检测阻抗测量孤岛检测法是当分布式发电系统与电网并网时，发电机端的等效阻抗很小，而当孤岛时等效阻抗很大，通过检测电阻的变化就能检测到系统是否处于孤岛状态。

光伏发电并网系统的孤岛效应及反孤岛策略近年来，随着能源的过度消耗，传统能源对环境带来的影响日益加重，人们逐渐意识到清洁能源的使用可以改善现有能源紧缺的状况，也可以改善能源使用对环境所带来的影响。

太阳能作为一种清洁、环保型的能源不仅无污染、可持续性强而且使用便捷，因此越来越多的人开始使用这种新型能源。

随着使用范围的扩大，它已经从补充型能源向替代型能源逐渐过渡。

孤岛效应是光伏发电中独有的故障，为了能够让清洁能源得到更好的利用，我们必须要制定对应的策略来改善孤岛效应带来的损害。

一、关于孤岛效应（一）概念它是指在光伏发电系统中，整个电力网络由于故障原因或是停电而出现跳闸断电的情况。

而此时各个分布式发电系统并没有检测出对应的故障问题，进而没有及时将光伏发电系统与电力网络断开，从而形成了一个以分布式发电系统以及其他负载组件共同形成的发电孤岛。

（二）危害1.一旦这种发电孤岛形成就会给系统内的电压和频率造成非常直接的影响，甚至会对相应的装置设备造成损害[1]。

2.而当故障解除之后，光伏发电系统在重新接入电力网络时又可能会出现电压不同步的情况，继而出现电流突变的情况，导致电力设备和其他器件受到损害。

3.断电之后的孤岛效应会造成接地故障无法彻底清除，给电力系统造成影响。

4.孤岛效应很容易给工作人员带来认知偏差，认为是电力网络断电，进而做出错误的判断，给工作人员的人身安全带来威胁。

为了避免孤岛效应给设备和工作人员造成危害，就必须要在出现此类情况时具备一定的防御保护能力，进而确保设备完好、人员安全。

二、关于孤岛效应危害的解决策略触发孤岛效应出现的必要条件就是光伏系统内的输出功率与其负载功率相互匹配。

依据孤岛效应的检测规定，当发电系统中所输出的有功功率和负载有功功率之间出现5%的误差且持续时间长达2s以上，便可以确定光伏发电的孤岛效应已经产生。

因此我们可以得出结论，孤岛效应的出现与功率数值是否匹配以及其所能够持续的时间有紧密的联系。

微电网的孤岛检测与孤岛划分1. 本文概述随着全球能源需求的不断增长和电网结构的日益复杂，微电网作为一种新型的分布式能源系统，其发展受到了广泛关注。

微电网能够整合多种分布式能源资源，如太阳能、风能、储能设备等，以实现高效、可靠的能源供应。

微电网在运行过程中可能会遇到“孤岛”现象，即部分微电网在主电网故障或计划中断时，未能及时从主电网中脱离，形成独立运行的孤岛。

本文旨在深入探讨微电网的孤岛检测与孤岛划分问题。

本文将介绍微电网的基本概念、运行原理以及孤岛现象的定义和分类。

随后，我们将重点分析现有的孤岛检测方法，包括被动检测和主动检测两大类，并评估这些方法在实际应用中的优缺点。

进一步地，本文将探讨孤岛划分的策略和方法。

孤岛划分是指将微电网划分为若干个子系统，以优化能源管理、提高系统稳定性和效率。

我们将分析不同的孤岛划分算法，包括基于遗传算法、粒子群优化算法和人工智能方法的划分策略，并讨论这些方法在实际操作中的适用性和效果。

本文将结合案例分析，探讨孤岛检测与划分在实际微电网中的应用，以及这些技术对提高微电网运行效率和可靠性的贡献。

通过本文的研究，我们期望为微电网的孤岛检测与划分提供理论支持和实践指导，促进微电网技术的进一步发展和应用。

2. 微电网的基本原理微电网（Microgrid）是一种小型电网，它能够集成多种分布式能源资源，包括可再生能源如太阳能、风能，以及传统能源如小型燃气轮机等。

微电网的主要特点是能够在与主电网连接或孤立状态下运行，为局部区域提供稳定和高效的电力供应。

本节将详细探讨微电网的基本原理，包括其结构、运行模式及关键技术。

微电网的结构通常包括四个主要部分：分布式能源（DERs）、能量存储系统、负荷和控制系统。

分布式能源是微电网的核心，负责发电能量存储系统如电池用于平衡供需波动负荷则指微电网服务的用户和设备控制系统则负责监控和优化微电网的运行。

微电网主要有三种运行模式：并网模式、孤岛模式和混合模式。

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、孤岛状态检测方法目前孤岛检测方法主要分为被动检测和主动检测。

1.1 被动式孤岛检测被动检测就是通过检测孤岛形成前后的频率、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2.1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。

浅析分布式电源入网孤岛效应的危害及防范摘要：分布式电源入网对于能源领域的发展和环境保护有很大的意义，但其也存在一些危害，比如孤岛效应。

本文将从孤岛效应的定义、原因及其带来的危害入手，探讨防范的措施。

关键词：分布式电源入网，孤岛效应，危害，防范正文：一、孤岛效应的定义孤岛效应又称为电网孤岛效应，指在整个电网中由于某些原因（断线、故障等）导致一个或多个电网区域与其他电网区域互相隔绝而形成独立的小电网，从而影响到该小电网区域内的供电。

二、造成孤岛效应的原因1. 电网系统中的故障：如总电力故障、保护动作故障、变压器故障等。

2. 天气原因：如风力和光照强度的变化引起的能量波动。

3. 供电负荷超负荷：如在高峰负荷期，供电系统可能无法承受预期的负荷。

三、孤岛效应的危害1. 对分布式电源系统的保护：在孤岛模式下，分布式发电系统可能无法正常工作，甚至造成发电系统的故障，导致设备的损坏。

2. 对用户的使用：孤岛效应会导致电网区域内停电或电压不稳定，对用户的使用造成极大的影响，尤其是对于工业生产、医疗等行业造成严重后果。

3. 对电网的安全：孤岛模式下的小电网的频率和相角可能无法与主网同步，增加了电网的不稳定性，甚至可能导致电网的崩溃。

四、防范措施1. 建立完善的监控体系：及时发现可能诱发孤岛效应的问题并加以解决。

2. 加强分布式电源系统的保护：电网孤岛主要是由于分布式电源系统内的故障所致，加强分布式电源系统的保护可有效地避免这种情况。

3. 引入有效的控制策略：在电网系统中引入基于能量储存技术的控制策略，可以大大减小电网孤岛对分布式电源的影响。

结论分布式电源入网孤岛效应对电网系统的安全、用户的供电和分布式电源系统的正常使用造成很大的影响。

只有加强监控、加强分布式电源系统的保护以及引入有效的控制策略，才能有效地避免和解决这个问题。

五、技术解决方案1. 负荷管理系统：制定计划，提前增减负荷的大小，及时调整，减小孤岛效应的发生。