【摘 要】在简述了光伏并网系统中孤岛效应的定义与危害及其发生机理条件的基础上，本文介绍了目前所采用的孤岛主要检测方法，通过分析各种反孤岛策略的优缺点，给出了以后研究光伏并网系统反孤岛策略中应考虑的问题。 

　　在追求低碳社会的今天，太阳能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，光伏产业如雨后春笋般异军突起。国内外太阳能发电并入电网的报道屡见不鲜，在光伏并网过程中，孤岛效应问题已成为影响电能质量、稳定、安全的关键。 

　　1 孤岛效应的定义与危害 

　　所谓孤岛效应[1]是指当电网因电气故障、自然因数或者误操作而发生停电中断时，各用户端的光伏发电系统没有及时检测出停电状态并脱离市电网络，而是继续保持向电网输送电能，同时与负载形成独立的公共电网无法控制的自给自足的供电孤岛。 

　　孤岛效应不仅给整个电网带来安全隐患，同时会降低整个光伏并网发电系统的工作效率，其主要影响表现在以下几个方面[2]： 

　　1.1 当维修人员对正在对系统进行检修时，孤岛现象发生，由于光伏并网系统继续保持给负载供电，因此会危害维修人员的人身安全。 

　　1.2 孤岛效应可能导致接地、相间短路等故障不能及时清除，从而导致电网设备的损害，干扰电网正常供电系统的自动或手动恢复。 

　　1.3 当孤岛系统与市电电网恢复正常时，一方面，断路器等装置会因为光伏并网发电系统与电网发生不同步而损坏，另一方面，在并网恢复瞬间，因电压相位不同产生很强的冲击电流，损坏相关设备。 

　　1.4 单相光伏并网发电系统可能会因孤岛效应的原因对三相负载进行供电，造成三相负载缺相运行，从而造成三相负载设备损害。 

　　由上可知，当电网电气故障或者供电中断时，孤岛效应将会对整个电力系统中的各级用户和设备造成损害。所以，在光伏并网系统中必须装设具有反孤岛保护功能的装置，目的是实时检测孤岛效应并及时将光伏并网发电系统与电网进行切断。 

　　3.2.1 主动频移反孤岛方法――AFD方案 

　　主动频移反孤岛方法是主动式反孤岛方案中的一种，其原理是通过逆变系统向市网注入略有所畸变的扰动电流，形成一个频率连续改变的趋势，当光伏并网系统与市网正常连接时，频率是不会改变的；当分离后，并网逆变器输出端电压频率将会被迫发生偏移，由此确定孤岛效应的发生。 

　　优缺点： 

　　操作简单，比被动式检测方式的非检测区更小。缺点是降低了并网逆变器输出的电能的质量，容易对非连续的电流波形产生射频干扰，并且负载的阻抗特性可能阻止频率偏移，使孤岛检测失败。 

　　3.2.2 主动电流干扰法 

　　采用此种方法检测孤岛效应时，逆变器输出的电流幅值在逆变器控制系统的作用下发生周期性的改变，同时也改变了逆变器输出的有功功率P。因此，当电网电气故障或者中断时，负载吸收的有功功率与逆变器输出的有功功率将会不匹配，当PCC点的电流超出过、欠电压保护阈值时，就可以检测出孤岛效应。 

　　优缺点： 

　　采用电流干扰的方案在负载功率完全匹配时也不存在不可检测区，并网运行时不会向电网注入谐波。缺点是多台并网运行时，必须同步进行电流干扰，否则各扰动量会相互抵消而产生稀释效应，进入不可检测区，此外光伏电池输出的功率随光照强度而波动，人为加入的电流扰动会对并网光伏系统的输出效率产生影响。孤岛检测的阀值也很难选取。 

　　3.2.3 阻抗测量法 

　　在光伏并网发电系统与电网连接时，公共耦合点处的阻抗比较小；当电网与并网系统断开时，公共耦合点处的负载阻抗一般情况均都大于连接时的阻抗。因此，通过测量公共耦合点电路阻抗的变化范围，就可实现孤岛效应的检测。 

　　优缺点： 

　　总体来看，阻抗测量法虽然可以很好地检测孤岛的发生，但是持续扰动会影响电网质量；对于弱电网或电网本身扰动较大的情况，很难实现电网阻抗检测；多个并网逆变器并联运行时，检测信号会相互干扰，使阻抗估算错误。 

　　从现有的反孤岛策略的优缺点来看，未来的光伏系统反孤岛效应还应从下面的方向努力： 

　　4.1 寻求简单有效且低成本的反孤岛策略，将光伏并网系统孤岛效应的危害降低到最低，兼顾考虑检测性能、输出电能质量以及对整个系统暂态响应的影响。 

　　4.2 综合使用多种孤岛检测方法并配合相应的并网逆变器控制方法，加强对孤岛效应的利用策略，防止重要设备在电网断电后停止工作。