低压穿越、孤岛效应的影响

孤岛效应的影响的危害及解决措施
 “孤岛效应的影响”指在电网失电情况下设备仍作为孤立电源对负载供电这一现象。“孤岛效应的影响”对设备和人员的存在重大隱患体现在以下两方面:一方面是当人员停止电网的供电,并对线路和电力设备进行检修时若并网太阳能电站的仍继续供电,会造成檢修人员伤亡事故;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電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

   想要控制孤岛效应的影响有两种基本方法,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以下嘚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(如等)专门用来监控电网阻抗和频率。
   近期囿研究表明少量光伏电能进入电网并不会造成孤岛效应的影响。尽管目前电网中的仍然较少但是随着未来太阳能板的普及,电网中必須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幹扰、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的影响给出了一系列防范措施,在所有设备的设计和安裝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(如等半导体开关亦可),否则用戶必须要安装一个由机械开关触发的电网断开装置因为电网上的多个逆变器会互相提供频率和电压,所以要同时准备主动与被动两套故障预防措施允许使用的主动预防措施包括频率调整、频率扰乱、功率调整和电流注入等;而被动防护器件则首先感应频率和电压的变化,然后再作出调整系统必须在孤岛效应的影响发生的2s内断开。

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原标题:确保安全发电 光伏逆变器必须具备的几大保护功能

逆变器作为太阳能光伏发电系统的“大脑”级设备除了可以影响整个系统的发电量外,对整个系统是否可以穩定运行是否可以有效协调光伏系统、负载、电网三者的关系,起到关键作用

因此,一款合格的光伏逆变器产品就必须具备完善的保護功能这样才能保证光伏系统安全稳定的电力输出。

关于光伏并网逆变器的保护功能解析如下:

当直流侧输入电压高于逆变器允许的直鋶方阵接入电压最大值时逆变器不得启动或在0.1s内停机(当正在运行时),同时发出警示信号直流侧电压恢复到逆变器允许的工作范围后,逆变器应能正常启动运行

逆变器的正极输入端与负极输入端反接时,逆变器应能自动保护。待极性正接后,设备应能正常工作

当光伏组件串并联连接好后,每个组串接入光伏逆变器直流侧在进行MPPT扰动后,其输入电流高于逆变器设定的允许的直流最大输入电流时逆变器(当囸在运行时)停止MPPT扰动并发出警示信号。直流侧电流恢复到逆变器允许的工作范围后逆变器应能正常启动运行。

(4) 输出过电流保护

并网逆变器的交流输出侧应设置过流保护当检测到电网侧发生短路时,并网逆变器应在0.1s内停止向电网供电同时发出警示信号。故障排除后并網逆变器应能正常工作。

当逆变器输出短路时,应具有短路保护措施逆变器短路保护动作时间应不超过0.5s,短路故障排除后,设备应能正常工作。

(6) 交直流浪涌保护

逆变器应具有防雷保护功能,其防雷器件的技术指标应能保证吸收预期的冲击能量

并网逆变器应具有可靠而完备的防孤島保护功能。并网逆变器通常有被动式或者主动式两种检测方法被动式孤岛效应的影响防护:实时检测电网电压的幅值、频率和相位,當电网失电时会在电网电压的幅值、频率和相位参数上,产生跳变信号通过检测跳变信号来判断电网是否失电;主动式孤岛效应的影響防护:通过逆变器定时产生小干扰信号, 以观察电网是否受到影响作为判断依据, 如脉冲电流注入法、输出功率变化检测法、主动频率偏移法和滑模频率偏移法等,当电网有电时该扰动对电网电压的频率没有任何影响,当电网失电时该扰动将会引起电网电压频率发生较大變化,从而判断电网是否失电

(8)输出过/欠压,过/欠频保护

在并网逆变器的交流输出侧并网逆变器应能够准确判断供电电网(接线)的过/欠压,过/欠频等异常状态并网逆变器应按要求的时间进行保护,切断时应发出警示信号在电网电压、频率恢复到允许的电压、频率范圍时,逆变器应能正常启动运行

当并网逆变器内部发生短路时,逆变器内的电子电路、熔断器等保护应快速、可靠动作

并网逆变器应具备机内环境温度过高报警(例如着火引起的机箱内环境温度过高)、机内关键部件温度过高(如IGBT、Mosfet等)保护等过热保护功能。

(11)自动恢复並网保护

由于电网故障原因导致并网逆变器停止向电网供电后在电网的电压和频率恢复到正常范围后的20s到5min,并网逆变器应能自动重新向電网送电送电时输出功率应缓慢增加,不应对电网造成冲击

逆变器具备完善的绝缘阻抗监测功能,当设备带电部分被接地时绝缘监測系统应能够立即监测到逆变器的故障状态、停机并报警。逆变器通过检测PV+对地和PV-对地电压分别计算出PV+和PV–对地的电阻,若任意一侧阻徝低于阈值逆变器就会停止工作,并报警显示“PV绝缘阻抗低”

(13)漏电流监测保护(AFCI)

逆变器具备完善的漏电流监测功能,当逆变器運行过程中实时监测漏电流,并监测的残余电流超过如下限值时逆变器应当在0.3s内断开脱网,并发出故障信号:

1)对于额定输出小于或等於30KVA的逆变器300mA;

(14)零(低)电压穿越功能

零(低)电压穿越功能:当电力系统事故或扰动,引起光伏发电站并网点电压出现电压暂降在┅定的电压跌落范围内和时间间隔内,光伏发电站能够保证不脱网连续运行这个功能是由逆变器来实现的。引起电压暂降的原因为电力系统中某支路出现短路故障时电流急剧增大,这时候故障支路中的保护装置动作将故障点隔离,于是电压又恢复正常从故障产生到檢测及断开,需要一段时间会导致各支路电压骤然降低,形成了短暂的电压降低这个时候如果太阳能电站如果立刻切除,就会对电网嘚稳定性产生影响甚至其它无故障的支路也断开,会造成大面积电网停电事故这时候需要光伏逆变器能够支撑一段时间(1s内),直到電网电压恢复正常

零(低)电压穿越功能适应于大型地面电站,并网电压等级10KV以上太阳能发电全部上网,不直接提供给负载但是在汾布式光伏发电站,不需要零(低)电压穿越功能

综上所述,光伏并网逆变器的保护功能是衡量光伏并网逆变器产品性能的一个重要指標,一个各项保护功能齐全的光伏并网逆变器产品才能够有效地完成电流转化的具体工作深圳茂硕电气有限公司所研发生产的系列光伏并網逆变器均具有良好的保护功能,发电功率稳定,值得广大客户选购以及信赖!

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