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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。
一种孤岛保护与低电压穿越的协调运行方法说实话孤岛保护与低电压穿越的协调运行方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我试过很多方法，最开始的时候，我就想当然地觉得只要分别把孤岛保护和低电压穿越这两个功能的参数按照各自最优的设置来就行了。
我就赶紧动手测试，结果发现完全不是那么回事。
就好比你想让两个人配合干活，但是他们各干各的，根本就不协调，整个系统就乱七八糟的。
这算是我最开始犯的一个大错。
后来我仔细研究了相关的理论知识，发现孤岛保护和低电压穿越之间存在很多相互影响的因素。
我意识到不能孤立地看待它们，得整体统筹。
那就得从基础的一些参数入手。
比如说，对于孤岛保护的检测阈值，不能设得太低或者太高。
设低了容易误判，就像一个警觉过度的人，有点风吹草动就以为有危险。
设高了呢，真正孤岛的时候又检测不出来。
我结合低电压穿越时电压可能的波动范围，反复调整这个阈值。
再一个就是时间这个参数。
低电压穿越是有时间要求的，要在规定时间内恢复一定的电压值。
而孤岛保护如果动作太快，在低电压穿越还没来得及发挥作用的时候就切断了电路，那就不行。
我为了测试这个时间的协调性，就一点点增加或者减少低电压穿越的动作时间和孤岛保护的动作时间。
可这是个很麻烦的事，有时候调着调着就忘记之前调过哪些数据了，又得重新来。
这让我知道做记录有多重要。
还有就是关于保护装置的控制逻辑。
我得去分析在不同工况下，这两个功能要怎么交互。
我做了好多模拟实验，想象系统像是一个复杂的机器，每一个部件得在合适的时候做合适的事。
不确定自己找到的是不是最佳方法，但目前我这么多尝试下来，这种根据实际工况反复调整孤岛保护检测阈值、动作时间以及明确控制逻辑的方法是很有效的。
我建议如果大家也在摸索这个问题，首先得把基础的概念和原理吃透，就像搭房子先要有坚固的地基，然后就是多做实验，别怕麻烦，认真做好每一步的记录。
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。
低电压穿越详解前言当电网的电源由于电压过低或者切换调配供电导致风电场不能正常工作而停机，被停止工作后的风电场相对形成一个比电网的阻抗较大的负载或电源。
当电网再次可以向风电场供电时，这时电网和风电场双方之间的阻抗不再是相等的，换句话说，这时己经造成了电网和风电场之间的严重不匹配现象。
这时如果想要让风电场和电网间的相位一致则必须利用风机的力量强制将风机的相角前移180度，此时导致的后果是造成风机的机械传动部分严重超载，由此经常引起的事故是导致齿轮箱的损坏或者其它导致其它机械部件的损坏.因为这个相位差可造成比发电机短路电流值的2倍还要多，如果换算成转矩，则相当于发电机正常工作转矩的4倍的峰值转矩.这样发生齿轮箱及其它机械部件的损坏就是不难理解了. 什么是低电压穿越？低电压穿越能力是当电力系统中风电装机容量比例较大时，电力系统故障导致电压跌落后，风电场切除会严重影响系统运行的稳定性，这就要求风电机组具有低电压穿越（Low V oltage Ride Through，LVRT）能力，保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。
风电机组应该具有低电压穿越能力：a）风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行620ms的低电压穿越能力；b）风电场电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场必须保持并网运行；c）风电场升压变高压侧电压不低于额定电压的90%时，风电场必须不间断并网运行。
风电机组低电压穿越（LVRT）能力的深度对机组造价影响很大,根据实际系统对风电机组进行合理的LVRT能力设计很有必要。
对变速风电机组LVRT原理进行了理论分析,对多种实现方案进行了比较。
在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立双馈变速风电机组及LVRT功能模型。
以地区电网为例,详细分析系统故障对风电机组机端电压的影响,依据不同的风电场接入方案计算风电机组LVRT能力的电压限值,对风电机组进行合理的LVRT能力设计。
孤岛效应是指在电力系统中，当电网供电因故障、误操作或停电维修等原因而断开时，各个电源系统之间的联系会被切断，形成一些孤立的电力系统。
这些孤立的电力系统被称为“孤岛”。
在孤岛效应发生时，由于电压和频率的不稳定，可能会导致设备的损坏或者人员的安全受到威胁。
因此，了解孤岛效应的危害是非常重要的。
首先，孤岛效应会对电力系统的稳定运行造成严重影响。
当电网供电中断时，各个电源系统之间的联系被切断，导致电压和频率的不稳定。
这种不稳定可能会引发连锁反应，进一步破坏电力系统的稳定运行。
例如，当某个电源系统的电压过高时，可能会导致设备过载甚至烧毁；而当电压过低时，则可能导致设备无法正常工作。
此外，频率的不稳定也会影响设备的正常运行。
例如，当频率过高时，电动机的转速会加快，从而导致设备的损坏；而当频率过低时，则可能导致设备无法启动或者停止工作。
其次，孤岛效应还会对电力系统的安全运行造成威胁。
在孤岛效应发生时，由于电压和频率的不稳定，可能会导致设备的损坏或者人员的安全受到威胁。
例如，当电压过高时，可能会导致设备过载甚至烧毁；而当电压过低时，则可能导致设备无法正常工作。
此外，频率的不稳定也会影响设备的正常运行。
例如，当频率过高时，电动机的转速会加快，从而导致设备的损坏；而当频率过低时，则可能导致设备无法启动或者停止工作。
第三，孤岛效应还会对电力系统的经济性造成影响。
在孤岛效应发生时，由于电压和频率的不稳定，可能会导致设备的损坏或者人员的安全受到威胁。
例如，当电压过高时，可能会导致设备过载甚至烧毁；而当电压过低时，则可能导致设备无法正常工作。
此外，频率的不稳定也会影响设备的正常运行。
例如，当频率过高时，电动机的转速会加快，从而导致设备的损坏；而当频率过低时，则可能导致设备无法启动或者停止工作。
最后，孤岛效应还会对环境造成影响。
在孤岛效应发生时，由于电压和频率的不稳定，可能会导致设备的损坏或者人员的安全受到威胁。
例如，当电压过高时，可能会导致设备过载甚至烧毁；而当电压过低时，则可能导致设备无法正常工作。
电力孤岛效应
电力孤岛效应是指在某个区域内，由于电力供应不足或机电设备故障而导致该区域与外界失去电力联系，形成一种“孤岛”现象。
这种现象往往会引发各种问题，例如停电、生产停滞、交通瘫痪、社会秩序混乱等。
电力孤岛效应的产生主要有以下几个原因：一是电力供应系统的不稳定。
当电力供应系统承受过多压力时，往往会产生故障或停电，导致区域内的电力供应中断；二是设备老化或质量问题。
一些老旧的设备或质量不过关的设备容易出现故障，导致电力供应中断；三是天气原因。
例如暴风雨、暴雪等极端天气会导致电力设备损坏或供电线路中断，使得区域内的电力供应中断。
为了防止电力孤岛效应的发生，需要加强电力供应系统的建设和设备维护，提高电力供应的可靠性和稳定性。
同时，也需要通过人工干预或智能化监测控制等手段，及时发现和处理电力供应中的问题，避免电力孤岛效应的发生。
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引言并网风力发电是近十年来国际上发展速度最快的可再生能源技术。
并网风力发电机与传统的并网发电设备最大的区别在于，其在电网故障期间并不能维持电网的电压和频率，这对电力系统的稳定性非常不利。
电网故障是电网的一种非正常运行形式，主要有输电线路短路或断路，如三相对地，单相对地以及线间短路或断路等，它们会引起电网电压幅值的剧烈变化。
双馈式变速恒频风电机组是目前国内外风电机组的主流机型，其发电设备为双馈感应发电机，当出现电网故障时，现有的保护原则是将双馈感应发电机立即从电网中脱网以确保机组的安全。
随着风电机组单机容量的不断增大和风电场规模的不断扩大，风电机组与电网间的相互影响已日趋严重。
人们越来越担心，一旦电网发生故障迫使大面积风电机组因自身保护而脱网的话，将严重影响电力系统的运行稳定性。
因此，随着接入电网的双馈感应发电机容量的不断增加，电网对其要求越来越高，通常情况下要求发电机组在电网故障出现电压跌落的情况下不脱网运行（fault ride-through），并在故障切除后能尽快帮助电力系统恢复稳定运行，也就是说，要求风电机组具有一定低电压穿越(low voltage ride-through)能力。
为此，国际上已有一些新的电网运行规则被提出。
例如：德国北部的电力公司(e.on netz公司)要求风电场能够在图1所示的电压范围内(即图中阴影区)不脱网运行[1][33]，电网电压跌落到15%以后风电机组不脱网运行时间须持续达300ms，当电网电压跌落低于曲线后才允许风电机组脱网。
这里电压指的是风电场连接点的电压。
而为英国部分地区供电的national grid电力公司则要求当高于200kv的输电线路发生故障时，所有并网运行的电站或风电场必须在140ms内保持不脱网运行[2]。
另外苏格兰电力公司(scottish hydro-electric公司)对电网故障时电站或风电场不脱网运行也有类似的要求[3]。
图1 e.on netz公司对电网故障时风电场不脱网运行的电压范围要求[33]为了提高风电机组的低电压穿越能力，必须针对当前主流风电机组中的双馈感应发电机的运行特点进行研究，研究它们在电网故障与故障恢复过程中的暂态行为，消除或减轻在不离网控制情况下可能引起的机组损害。
所谓孤岛效应（Islanding）是指分布式能源并网发电系统中，市电因人为切断或出现故障而停止向负载供电时分布式能源继续并网工作，从而使电网局部负载仍处于供电状态［28］。
由于光伏发电系统与电网并联工作时，电网会因为故障、设备检修或者操作失误等原因停止工作，也就是说孤岛效应是光伏并网发电系统中普遍存在的一个问题。
因此准确、及时的检测出孤岛效应是光伏并网发电系统设计中的一个关键性问题［29］。
4.1孤岛效应的分析（1）孤岛效应概述grid图4.1光伏发电系统与电网链接示意图图4.1是光伏发电系统与电网并联工作的示意图，如图所示：电网正常工作情况下，相当于开关S1,S2均闭合，电网和光伏发电系统同时向图中逆变器负载和电网负载供电；电网突然停止工作时，相当于开关S1闭合，S2打开，此时光伏发电系统继续向逆变器负载和局部电网负载供电，那么将会导致下列情况发生［30：］光伏发电系统功率较小，如果电网停止工作会失去对光伏发电系统输出电能的平衡控制能力，系统输出电能质量下降；危害到电力维护人员或用户的人身安全；当市电突然恢复时，光伏发电系统与电网相位不同步造成的冲击电流会损坏发电装置和设备；影响电网保护开关的动作，造成不必要的损失；因单相光伏并网发电系统继续供电，造成系统三相负载欠相工作。
（2）孤岛效应特性分析逆变器与电网连接时功率流动情况如图4.2所示，其中变量名称及符号如下表所示，L,C和R是逆变器的等效负载。
rrP一逆变器输出有功功率；■P—电网正常时逆变器输送到电网的有功功率Q--逆变器输出无功功率；A Q 一电网正常时逆变器输送到电网的无功功率；U ―电网电压；U 一逆变器输出端电压。
A P ,A Q a ）电网正常工作如图4.2所示，电网正常工作状态下，相当于开关S 闭合。
光伏并网发电系统输出的有功功率P 、无功功率Q 的一部分提供给等效负载，另外一部分有功功无功功率A Q 传递给电网。
根据逆变器输出功率与负载功率平衡的关系 （4.（1）4.2）存在，其中3为电网电压的角频率［31。
