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逆變器孤島效應(yīng)是什么？逆變器的防孤島保護(hù)功能又是什么？

逆變器孤島效應(yīng)是指當(dāng)電網(wǎng)因故障或維修等原因停止供電時(shí)，若逆變器未能及時(shí)檢測(cè)到電網(wǎng)停電并脫離電網(wǎng)，而是繼續(xù)向局部負(fù)載供電，形成一個(gè)與公共電網(wǎng)隔離的 “孤島” 供電區(qū)域。在這種情況下，“孤島”內(nèi)的電壓、頻率可能會(huì)因負(fù)載變化而不穩(wěn)定（如逆變器輸出功率與負(fù)載不匹配），損壞用電設(shè)備或逆變器本身，同時(shí)也可能會(huì)給維護(hù)人員帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)，在維修中可能誤判線路斷電，接觸 “孤島” 中的帶電線路，導(dǎo)致觸電事故。

舉個(gè)例子，如某個(gè)小區(qū)停電時(shí)，某戶家的逆變器未斷開(kāi)，仍向自家負(fù)載設(shè)備（如空調(diào)、照明）供電，同時(shí)通過(guò)線路與停電的電網(wǎng)相連，這就形成了 “孤島效應(yīng)”。

一、逆變器的防孤島保護(hù)功能

而逆變器的防孤島保護(hù)功能，正是為了防止逆變器的“孤島效應(yīng)”種危險(xiǎn)情況的發(fā)生。該功能通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)，一旦檢測(cè)到電網(wǎng)斷電或異常，逆變器會(huì)迅速（2秒內(nèi)）自動(dòng)切斷與電網(wǎng)的連接，停止向局部電網(wǎng)供電，從而有效避免孤島效應(yīng)的產(chǎn)生，保障維修人員安全和設(shè)備的穩(wěn)定。

二、什么逆變器才會(huì)有防孤島保護(hù)功能？

只要逆變器連接電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，并網(wǎng)饋電，將多余電能輸送至電網(wǎng)，向電網(wǎng)反向供電，逆變器與電網(wǎng)形成雙向能量流動(dòng)，并網(wǎng)逆變器和混合逆變器（并網(wǎng)模式）都具有向電網(wǎng)輸送的能力，因此并網(wǎng)逆變器和混合逆變器都有防孤島保護(hù)功能，防孤島保護(hù)功能的核心是避免逆變器在電網(wǎng)停電后繼續(xù)送電，且關(guān)于并網(wǎng)設(shè)備在國(guó)內(nèi)、歐美等主流市場(chǎng)都是需要強(qiáng)制具備防孤島保護(hù)功能的，無(wú)該功能的設(shè)備可能會(huì)無(wú)法通過(guò)并網(wǎng)驗(yàn)收。

三、離網(wǎng)逆變器為什么沒(méi)有防孤島保護(hù)功能？

在純離網(wǎng)模式下，離網(wǎng)逆變器與電網(wǎng)完全電氣隔離，僅由蓄電池或發(fā)電機(jī)供電，無(wú)反向送電可能。離網(wǎng)逆變器雖然有市電輸入端口可連接電網(wǎng)，但市電僅僅是作為離網(wǎng)逆變器備用電源的補(bǔ)充，輸出端不與電網(wǎng)并聯(lián)的。當(dāng)蓄電池電量不足時(shí)，離網(wǎng)逆變器可通過(guò)市電輸入端口接入電網(wǎng)，直接由市電為負(fù)載供電或給電池充電，在這個(gè)過(guò)程中，離網(wǎng)逆變器是電網(wǎng)輸出電能的接收端，而非向電網(wǎng)送電的輸出端。離網(wǎng)逆變器的市電輸入是為了在電池電量不足時(shí)從電網(wǎng)取電，屬于 “單向電能輸入”，不涉及向電網(wǎng)輸出電能，因此離網(wǎng)逆變器不涉及“向電網(wǎng)反向供電”，所以離網(wǎng)逆變器就不會(huì)形成 “孤島效應(yīng)”，自然就無(wú)需防孤島保護(hù)功能。

四、逆變器防孤島保護(hù)的檢測(cè)原理

逆變器防孤島保護(hù)通過(guò)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)斷電后的電氣參數(shù)異常 來(lái)識(shí)別孤島，分為被動(dòng)式檢測(cè)和主動(dòng)式檢測(cè)兩類，實(shí)際應(yīng)用中通常兩者結(jié)合以提高可靠性。

1. 被動(dòng)式檢測(cè)

通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)逆變器并網(wǎng)端口的 電壓、頻率、相位、諧波等參數(shù)，判斷電網(wǎng)是否斷開(kāi)。

電壓幅值異常：電網(wǎng)停電后，若逆變器輸出功率與本地負(fù)載功率不匹配（如發(fā)電功率 > 負(fù)載功率），孤島內(nèi)電壓會(huì)升高；反之可能降低，超出電網(wǎng)允許的范圍（如標(biāo)稱電壓的 ±10%）。

頻率偏移：電網(wǎng)正常時(shí)，頻率由電網(wǎng)統(tǒng)一穩(wěn)定在國(guó)家電網(wǎng)的頻率范圍上（如國(guó)內(nèi)50Hz）；孤島形成后，若發(fā)電設(shè)備與負(fù)載的有功功率不平衡（如發(fā)電功率 > 負(fù)載功率），頻率會(huì)升高，反之降低，超過(guò)閾值（如 50±0.5Hz）。

相位突變或諧波畸變：電網(wǎng)停電后，逆變器輸出的電壓相位不再受電網(wǎng)牽制，可能出現(xiàn)突變；同時(shí)，負(fù)載的非線性（如電機(jī)、開(kāi)關(guān)電源）會(huì)導(dǎo)致諧波含量激增，超過(guò)正常范圍。

被動(dòng)式檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，在逆變器的結(jié)構(gòu)上無(wú)需額外硬件，成本低，功耗低，適用大多數(shù)小型并網(wǎng)逆變器或混合逆變器；而缺點(diǎn)是當(dāng)發(fā)電功率與負(fù)載功率完全平衡時(shí)（如 “完美孤島”），電壓、頻率可能無(wú)明顯變化，存在檢測(cè)盲區(qū)。

2. 主動(dòng)式檢測(cè)

逆變器主動(dòng)向電網(wǎng)注入微小擾動(dòng)，通過(guò)檢測(cè)反饋信號(hào)判斷電網(wǎng)是否存在。

頻率擾動(dòng)法：逆變器周期性輕微調(diào)整輸出頻率（如 ±0.05Hz），正常電網(wǎng)因慣性頻率穩(wěn)定，孤島時(shí)頻率會(huì)隨擾動(dòng)持續(xù)偏移，觸發(fā)保護(hù)。

有功/無(wú)功功率擾動(dòng)法：故意制造微小的有功或無(wú)功功率偏差（如短時(shí)增加輸出功率），正常電網(wǎng)可吸收偏差，孤島時(shí)本地電壓 / 頻率會(huì)因無(wú)法平衡而超出閾值。

阻抗測(cè)量法：向電網(wǎng)注入高頻信號(hào)，測(cè)量并網(wǎng)端口的阻抗變化，電網(wǎng)正常時(shí)阻抗極低，孤島時(shí)阻抗由本地負(fù)載決定，呈現(xiàn)高阻抗特性。

主動(dòng)式檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)在于可檢測(cè) “功率平衡型孤島”，減少檢測(cè)盲區(qū)；缺點(diǎn)可能對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生輕微干擾，需控制擾動(dòng)幅度。

逆變器一旦檢測(cè)到孤島，可在2秒內(nèi)切斷并網(wǎng)連接，避免安全風(fēng)險(xiǎn)。凡是需要向電網(wǎng)送電的逆變器，不論并網(wǎng)逆變器還是混合逆變器，都是必須配備防孤島保護(hù)功能的，用戶可在產(chǎn)品說(shuō)明書查看是否有防孤島保護(hù)功能。