防孤岛和智能电网保护

防孤岛保护是必要的，以确保并网能量收集系统，削减到当电网本身失去电力的电网连接。然而，在电网损耗的标识是具有挑战性的，需要一种方法能够找到的灵敏度之间的适当平衡，以网格和响应电网停电正常波动。工程建筑并网逆变器可以通过利用来自制造商的按键设计方法和可用的组件，包括ADI公司，飞思卡尔半导体，微芯科技安森美半导体，TE连接和德州仪器，以及其他的组合优势，实现可靠的防孤岛保护。

小规模的能量收集可以提供相当大的功率水平，足以满足个人建设的需要，仍然养活多余的电能回馈到电网的功劳。与这种类型的分布式发电的，但是，功率在电网缺失可产生危险状况时，太阳能电池阵列或风力涡轮机，例如，继续供电。在这种情况下，能量收集系统变得供电的岛进入无动力电网。防孤岛保护提供了旨在防止发生这些电源岛通过打破能量收集系统和电网之间的连接，当电网变暗机制。

防孤岛保护非常重要，具体的功能和规格防孤岛都需要在美国和其他国家与发达的电网系统。不仅孤岛地方效用维修人员有危险，有源岛可以复杂恢复电网的过程。

功率损耗检测

确定当电网已经失去功率可以在许多情况下，一个显著挑战。在一个典型的并网能量采集系统的临时检查，功率从电网损失似乎是很快明显(图1)。在某些情况下，然而，本地负载可呈现其导致仅在有功和无功功率非常小的变化当电网断电特性。其结果是，反相器将不能够检测到差异，因此将继续供应电力到无动力的网格，从而导致岛状态。另一方面，反相器反复断开本身当电网继续提供电力将减少收入其拥有者的返回的功率，并减少它的机会量。

Microchip的技术并网能量采集系统的图像

图1：如果电网出现故障，本地负载可能掩盖了一个微逆变器检测到的有功，无功，造成孤岛，或电力的持续流入电网从能量采集源的任何变化。 (Microchip的技术提供)

该组条件下的逆变器无法检测到的功率损耗在网格被称为非检测区间(NDZ)。的有效防孤岛方法的目的是减少或消除理想NDZs，使用某种形式的从电网反馈。常规方法用于减少NDZ通常依赖于所谓的无源方法，其中所述逆变器的措施电网电压或频率。当测得的特性低于阈值时，逆变器确定一个岛状态存在，并且无论是从电网，同时继续供电本地负载完全断开或自行关闭。

最常见的被动防孤岛方法采取在逆变器的主要机制的优势。在典型的逆变器设计，数字功率控制器管理的输出电压，通常使用一个脉冲宽度调制器(PWM)以产生所需的交流波形(图2)。通过监测电网电压波形并测量其过零点，逆变器可以启动的PWM输出周期，以产生一个交流波形保持与电网同步的发作。

对Silicon Laboratories的防孤岛方法图像

图2：反孤岛方法集中在交流波形的产生和同步与电网的范围内分析电网反馈。 (Silicon Laboratories公司提供)

为了确保同步，设计者可以结合一个过零检测器具有一个相位锁定环(PLL)系控制器，以产生一个保留在相位与电网的波形(图3)的AC输出波形。这里，波形控制器产生一个网格同步波形，使用PLL，以确保输出正弦波和电网的波形的零交叉点之间的紧密匹配。

德州仪器被动防孤岛检测的图像

图3：被动防孤岛检测可以使用通过以硬件或软件实现的基于PLL的控制器执行电网频率监测如本示例所示。 (德州仪器提供)

为过零检测功能，工程师将使用围绕运算放大器建立了一个简单的模拟电路。实际上，一个有效的过零检测电路仅需要一个通用运算放大器，例如Microchip Technology的MCP6022，作为半导体BC817-16LT1G晶体管这样，和一些额外的无源元件(图4)。