安科瑞 王晶淼 咨詢家：Acrel-wjm

防孤島是指在分布式發電系統（如光伏、儲能等）與主電網斷開連接時，防止其繼續獨立供電形成“孤島”運行的保護機制。該機制的核心在于及時檢測電網狀態，并在電網斷電后迅速切斷并網連接，以避免多重安全風險。

一、為何需要防孤島保護？

保護用電設備安全

一旦形成孤島運行，系統失去主電網的電壓和頻率支撐，可能導致電壓驟升（如從220V升至280V）、頻率偏離額定值（如50Hz），進而損壞電機、逆變器、UPS等設備。此外，多個逆變器之間可能產生環流，造成設備損壞甚至火災。

防止重合閘沖擊

電網恢復供電時通常會執行自動重合閘。如果此時孤島仍在運行，其電壓相位與主網不一致，合閘瞬間將產生巨大沖擊電流，可能引起斷路器跳閘、變壓器損壞或逆變器故障。

二、光伏與儲能系統為何更需防孤島？

光伏系統在白天持續發電，儲能系統具備儲放電能力，兩者結合后即使電網停電也可能繼續供電。若無可靠的防孤島機制，系統可能誤判電網狀態而維持并網輸出，已在實際中導致誤供電、電氣火災及人身傷害事故。

三、防孤島與“停電供電”功能并不矛盾

安全穩定的系統通過“防孤島 + 并離網自動切換”協同工作實現平衡：

電網正常時，系統處于并網模式；

電網斷電時，防孤島功能迅速動作，使逆變器脫離電網；

同時通過ATS或微網控制器切換至離網模式，由儲能逆變器繼續為關鍵負載供電，光伏也可通過儲能維持微網運行。

整個切換過程僅需20–200毫秒，用戶幾乎無感知，實現真正意義上的“停電不斷電”。

四、防孤島的檢測原理

逆變器無法直接感知電網通斷，需依賴電氣參數進行判斷，常用方法包括：

被動檢測：實時監測電壓、頻率等參數，根據其自然變化判斷是否形成孤島。優點是簡單且對電能質量影響小，缺點是在發電與負載接近平衡時可能漏判。

主動檢測：逆變器主動注入微小擾動信號，通過系統響應判斷電網連接狀態。優點是檢測穩定性高，尤其適用于輕載工況；缺點是可能引入諧波，多機協調較復雜。

實際系統中通常采用“被動+主動”混合策略：平時依賴被動監測，發現異常時啟動主動擾動檢測，確認孤島后立即脫網。

總結而言，防孤島機制的根本目標并非限制發電，而是確保在電網異常時，分布式電源能迅速地脫離大電網，從而保障設備、人身與電網的整體安全。

五、防孤島保護裝置

1、AM5SE-IS防孤島裝置

AM5SE-IS防孤島保護裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發電、燃氣發電等新能源并網供電系統。

具有：逆功率保護、頻率保護（低頻減載/高頻保護）、頻率突變跳閘、有壓自動合閘、三段式過流保護（可經低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）、反時限過流保護等保護功能

根據 GB/T 50865-2013 ”當光伏發電系統設計為不可逆并網方式，應配置逆向功率保護設備。當檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時，光伏發電系統應在2s內自動降低出力或停止向電網線路送電。”

2、AM3-I 防孤島保護裝置

AM3-I 防孤島保護裝置具有資源緊湊、彩色大屏顯示、一次圖可配置的優勢。

具有：三段式過流、零序過流保護（三段）、負序過流（兩段）、過負荷跳閘/告警 、過電壓跳閘/告警（兩段）、低電壓保護、PT 斷線告警、逆功率跳閘（兩段） 、低頻減載（兩段）、非電量保護（溫度、瓦斯）等保護功能。

審核編輯 黃宇