智能防孤岛装置助力光伏并网系统高效运行

安科瑞陈芳芳 2025-02-20 99

电子说

1.3w人已加入

描述

一.工作原理如下：

1. *孤岛效应*
当电网因故障或维护断电时，光伏电站可能继续向局部电网供电，形成“孤岛”。这种情况可能危及维修人员安全，并影响设备正常运行。

2. *防孤岛保护装置的功能*
该装置用于检测孤岛效应，并在检测到孤岛时迅速断开光伏电站与电网的连接，确保安全。

3. *工作原理*
防孤岛保护装置通过以下方式检测孤岛效应：

- *被动检测*：监测电网电压和频率的变化。若电网断电，电压和频率会超出正常范围，装置检测到异常后断开连接。

- *主动检测*：向电网注入微小扰动并观察响应。若电网正常，扰动会被吸收；若电网断电，扰动会导致电压或频率明显变化，装置据此判断孤岛效应。

4. *动作机制*
检测到孤岛效应后，装置会迅速切断光伏电站与电网的连接，通常通过断开断路器实现。

5. *保护措施*
- *过压/欠压保护*：电压超出设定范围时断开连接。
- *过频/欠频保护*：频率超出设定范围时断开连接。
- *快速断电*：确保在孤岛效应发生时迅速切断连接。

二.概述
安科瑞AM5SE 系列微机保护测控装置（以下简称装置）集保护、控制、测量、通讯和监视功能于一体，资源丰富、配置完善、维护方便、性能稳定，适用于 35kV 及以下电压等级电力系统的保护和测控，实现进线、主变、配电变、电动机、电容器、母联、PT 等保护。应用领域覆盖电力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行业。
装置硬件设计采用可靠性配置，软件配以专门的保护算法，抗干扰性能强，可靠性高，保护实现方式灵活，能与 Acrel-2000Z 电力监控系统配套使用，为电力系统的安全可靠运行提供保障。

1. 特点

高性能的硬件平台

装置采用主频为 168MHz 的处理器，16 位同步采样 A/D，每周波 48 点高速采样、实时并行计算；配置 512K 字节 Flash、（192+4）K 字节 Sram、外置 4M 字节 NorFlash、外置 512K 字节 Sram，硬件资源充足，可靠性高。统一的硬件设计和完善的保护功能装置硬件包括电源模块、CPU 模块、开入开出模块、控制回路模块、模拟量采集、通讯模块等采用模块化设计，通用性强。在同一硬件平台上针对不同对象进行保护功能设计，实现 35kV 及以下电压等级的电力系统保护，适用于进线、馈线、主变（一般容量 2000kVA 以上）、配电变压器（一般容量 2000kVA 以下）、高压电动机、高压电容器、母联、PT 等设备的保护和自动控制功能。安科瑞联系人陈芳芳13/611965/514

丰富的接口资源

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 TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU 规约；

GPS 对时功能，支持 IRIG-B 对时方式（RS485 接口）；

11 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。

人性化

装置采用全汉化大屏幕液晶显示，人机界面清晰易懂。

灵活、舒适的按钮设计，菜单式操作简单、便捷。

保护功能的出口可通过跳闸矩阵进行设置，方便用户选择要动作的继电器。

配备计算机界面的调试与分析软件，调试及维护简单方便。

透明化

实时记录交流量、开入量、开出量和所有保护模块的状态。

装置记录内部各元件动作行为、动作时间和录波数据，共可记录 16 条故障录波，每条录波可触发 12 次录波，每次录波可录故障前 8 个周波、故障后 4 个周波波形，共计 46s。每个采样点录波至少包含 12 个模拟量、10 个开关量波形。

可靠性设计

装置采用全图形编程技术设计每个保护功能，以提高程序的可靠性及正确性。

软硬件具有持续完善的自检功能，抗干扰性能好，装置通过多项电磁兼容检测认证，电快速瞬变脉冲群、静电放电、浪涌抗干扰性能均达到 IV 级标准

2.装置功能对照表

并网系统

3 .标准与规范

防孤岛保护装置的设计和运行需符合相关标准，如IEEE 1547和UL 1741，确保其可靠性和安全性。

4,产品结构

并网系统

三.总结

防孤岛保护装置通过被动和主动检测方法识别孤岛效应，并在检测到孤岛时迅速切断光伏电站与电网的连接，保障人员和设备安全。

审核编辑黄宇

打开APP阅读更多精彩内容