Hvilke sikkerhedssystemer forhindre grid-tilknyttede invertere i at levere strøm under netafbrud

Sikkerhedssystemer til at forhindre grid-tilsluttede invertere i at levere strøm under netudfald

For at forhindre grid-tilsluttede invertere i at fortsætte med at levere strøm til nettet under udbrud, anvendes typisk flere sikkerhedssystemer og mekanismer. Disse foranstaltninger beskytter ikke kun nettets stabilitet og sikkerhed, men sikrer også sikkerheden for vedligeholdelsespersonale og andre brugere. Nedenfor er nogle almindelige sikkerhedssystemer og mekanismer:

1. Anti-isoleringssikring

Anti-isoleringssikring er en vigtig teknologi, der forhindrer grid-tilsluttede invertere i at levere strøm, når nettet er nede.

Funktion: Når nettet oplever et udbrud, opdager anti-isoleringssikring ændringer i netvoltage eller -frekvens og afbryder hurtigt forbindelsen mellem inverteren og nettet for at forhindre, at den fortsætter med at levere strøm.

Implementeringsmetoder:

Aktive detectionsmetoder: Ved at indføre små støj signaler (som frekvens- eller spændingsforstyrrelser) i nettet, absorberes disse forstyrrelser, hvis nettet fungerer normalt. Hvis nettet dog går ned, vil støjsignalene forårsage mærkbare ændringer i spænding eller frekvens, hvilket udløser, at inverteren afbrydes.

Passive detectionsmetoder: Overvågning af parametre som netvoltage og -frekvens, og øjeblikkelig afbrydelse af inverteren, hvis værdierne overstiger prædefinerede områder (fx overspænding, underspænding, anormal frekvens).

2. Relæbeskyttelsesenheder

Relæbeskyttelsesenheder overvåger nettets status og afbryder hurtigt forbindelsen mellem inverteren og nettet, når anomalier opdages.

• Spændingsrelæ: Overvåger netvoltage og afbryder automatisk inverteren, hvis spændingen overstiger normale grænser (for høj eller for lav).

• Frekvensrelæ: Overvåger netfrekvens og afbryder automatisk inverteren, hvis frekvens falder uden for acceptable grænser (for høj eller for lav).

• Faseoversigtsrelæ: Overvåger faseændringer i nettet for at sikre, at inverteren forbliver synkroniseret med nettet. Hvis fasesynkroniseringen tabes, afbrydes inverteren øjeblikkeligt.

3. Hurtige kredsløbsbrydere

Hurtige kredsløbsbrydere er enheder, der kan reagere på ændringer i nettets status inden for millisekunder.

• Funktionsprincip: Når der opstår en fejl eller udbrud i nettet, kan hurtige kredsløbsbrydere hurtigt afbryde den elektriske forbindelse mellem inverteren og nettet, hvilket forhindrer, at inverteren fortsætter med at levere strøm.

• Anvendelsesscenarier: Bredt anvendt i store solceller, vindmøller og andre distribuerede energiproduktionssystemer for at sikre hurtig isolering af energikilder under netfejl.

4. DC-side kredsløbsbrydere

DC-side kredsløbsbrydere kontrollerer DC-strøminputtet til inverteren.

• Funktion: Udover at afbryde AC-side forbindelsen, kan afbrydelse af DC-side strømkilde fuldstændigt stoppe inverterens drift, når nettet er nede.

• Anvendelsesscenarier: Primært anvendt i invertere i solcellesystemer for at sikre, at DC-strøm, genereret af solceller, ikke fortsætter med at blive leveret til inverteren under netudfald.

5. Smarte overvågningsystemer

Smarte overvågningsystemer giver automatiserede kontrol- og advarselsfunktioner ved realtidsovervågning af nettets status og inverterens drift.

• Fjerntilsyn: Brug af sensorer og kommunikationsmoduler til at overvåge parametre som netvoltage, -frekvens og -effekt, og overføre data til et central kontrolsystem til analyse.

• Automatisk afbrydelse: Når systemet opdager netudfald eller andre anomalier, kan smarte overvågningsystemer automatisk udstede kommandoer til at afbryde inverteren fra nettet.

• Dataoptagelse og -analyse: Optagelse af historiske data om nettets og inverterens drift for efterfølgende analyse og optimering af systemdriftsstrategier.

6. Jordsporbeskyttelse

Jordsporbeskyttelse opdager jordsporfejl i grid-tilsluttede inverteresystemer for at sikre, at der ikke opstår farlig strømlækage under netudfald.

• Funktionsprincip: Ved at overvåge jordstrømme i systemet, afbrydes inverteren øjeblikkeligt, når anomal jordstrømme (som kortslutninger eller lækage) opdages.

• Anvendelsesscenarier: Applicerbar til forskellige typer grid-tilsluttede inverteresystemer, især i miljøer, der er udsat for fugt eller lynnedslag.

7. Bidirektionel energistyringssystem

Bidirektionelle energistyringssystemer koordinerer strømflyden mellem grid-tilsluttede invertere og energilagringssystemer.

• Funktionsprincip: Under netudfald kan systemet automatisk skifte til off-grid-tilstand, hvor ekstra energi lagres i batterier eller andre energilagringsenheder i stedet for at fortsætte med at levere strøm til nettet.

• Anvendelsesscenarier: Bredt anvendt i hybridenergisystemer (som PV + lagringssystemer) for at sikre autonom drift uden at påvirke nettet under udbrud.

8. Manuelle afbrydelsesswitches

Manuelle afbrydelsesswitches er fysiske switcher, der tillader operatører at manuelt afbryde inverteren fra nettet i nødsituationer.

Anvendelsesscenarier: Selvom de fleste moderne invertere er udstyret med automatiske afbrydelsesfunktioner, giver manuelle afbrydelsesswitches yderligere sikkerhed i visse særlige situationer (som vedligeholdelse eller nødsituationer).

Oversigt

For at forhindre grid-tilsluttede invertere i at fortsætte med at levere strøm til nettet under udbrud, kombineres ofte flere sikkerhedssystemer og mekanismer, herunder anti-isoleringssikring, relæbeskyttelsesenheder, hurtige kredsløbsbrydere, DC-side kredsløbsbrydere, smarte overvågningsystemer, jordsporbeskyttelse, bidirektionelle energistyringssystemer og manuelle afbrydelsesswitches. Disse foranstaltninger arbejder sammen for at sikre sikkerheden, pålideligheden og stabiliteten af nettet.