3.3孤岛检测技术
3.3.1孤岛效应概念
所谓孤岛效应,根据美国Sandia国家实验室(SandiaNationalLaboratories)提供的报告指出:当电网由于电气故障、误操作或自然因素等原因中断供电时,各个用户端的太阳能发电系统未能及时检测出停电状态将自身脱离市电电网,则太阳能发电系统和负载形成一个公共电网系统无法控制的自给供电孤岛。事实上,不只太阳能发电系统会有这个问题的存在,只要是分散式的发电系统,例如:风力发电、燃料电池发电等,或是一般并联在市电的发电设备都会有此问题产生。
孤岛现象可能产生的三种方式包括:
1.大电网发电系统停止运行导致整个电网停电,例如开关K3断开,但是光伏并网系统仍通过投闸开关连接在电网上,其输出容量远小于供电电网系统容量,在短时间内形成的孤岛系统就会崩溃。
2.大电网或配电网某处线路断开或开关跳闸,例如K2断开造成光伏并网系统与所连接负载(包括配电网上的部分负载)形成独立供电系统,并可能进入稳定运行状态。
3.光伏并网系统投闸开关K1自主或意外断开,但是并网发电系统与本地网络仍旧形成孤岛运行。
一旦孤岛产生以后,将可能对配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响,包括:
(1)电力公司输电线路维修人员的安全危害。
(2)影响配电系统上的保护开关动作程序。
(3)电力孤岛区域所发生的供电电压与频率的不稳定现象。
(4)当电力公司供电恢复时所造成的相位不同步问题。
当光伏系统输出有功与负载有功不匹配时,负载端电压将发生变化;当系统输出无功与负载无功不匹配时,频率将发生变化。当功率不匹配程度足够大,而引起的负载电压频率值超过逆变器的过压(OV),欠压(UV)、过频(OF)和欠频(UF)的保护范围时,孤岛保护将动作,系统将停止工作。反之,当功率差异较小,负载电压频率变化在允许范围之类,则系统保护失效,进入检测盲区,系统进入孤岛状态。