Quali sistemi di sicurezza impediscono agli inverter collegati alla rete di fornire energia durante le interruzioni della rete?

Sistemi di sicurezza per prevenire l'energia fornita dagli inverter collegati alla rete durante le interruzioni della rete

Per prevenire che gli inverter collegati alla rete continuino a fornire energia alla rete durante le interruzioni, vengono solitamente impiegati diversi sistemi e meccanismi di sicurezza. Queste misure non solo proteggono la stabilità e la sicurezza della rete, ma assicurano anche la sicurezza del personale di manutenzione e degli altri utenti. Di seguito sono elencati alcuni dei sistemi e meccanismi di sicurezza comuni:

1. Protezione anti-isolamento

La protezione anti-isolamento è una tecnologia critica per prevenire che gli inverter collegati alla rete forniscono energia quando la rete è inattiva.

Principio di funzionamento: Quando la rete subisce un'interruzione, la protezione anti-isolamento rileva i cambiamenti nella tensione o nella frequenza della rete e disconnette rapidamente l'inverter dalla rete per impedirgli di continuare a fornire energia.

Metodi di implementazione:

Metodi di rilevazione attivi: Iniettando piccoli segnali di disturbo (come perturbazioni di frequenza o tensione) nella rete, questi disturbi vengono assorbiti se la rete sta operando normalmente. Tuttavia, se la rete si interrompe, i segnali di disturbo causano cambiamenti notevoli nella tensione o nella frequenza, innescando la disconnessione dell'inverter.

Metodi di rilevazione passivi: Monitoraggio dei parametri come la tensione e la frequenza della rete, e immediata disconnessione dell'inverter se i valori superano i range predefiniti (ad esempio, sovratensione, sottotensione, frequenza anomala).

2. Dispositivi di protezione a relè

I dispositivi di protezione a relè monitorano lo stato della rete e disconnettono rapidamente l'inverter dalla rete al rilevamento di anomalie.

• Relè di tensione: Monitorano la tensione della rete e disconnettono automaticamente l'inverter se la tensione supera i range normali (troppo alta o troppo bassa).

• Relè di frequenza: Monitorano la frequenza della rete e disconnettono automaticamente l'inverter se la frequenza cade fuori dai limiti accettabili (troppo alta o troppo bassa).

• Relè di rilevamento di fase: Monitorano i cambiamenti di fase nella rete per garantire che l'inverter rimanga sincronizzato con la rete. Se la sincronizzazione di fase viene persa, l'inverter viene immediatamente disconnesso.

3. Interruttori automatici ad azione rapida

Gli interruttori automatici ad azione rapida sono dispositivi capaci di rispondere ai cambiamenti dello stato della rete entro millisecondi.

• Principio di funzionamento: Quando si verifica un guasto o un'interruzione della rete, gli interruttori automatici ad azione rapida possono interrompere rapidamente la connessione elettrica tra l'inverter e la rete, impedendo all'inverter di continuare a fornire energia.

• Scenari di applicazione: Ampiamente utilizzati in grandi impianti fotovoltaici, parchi eolici e altri sistemi di generazione distribuita per garantire l'isolamento rapido delle fonti di energia durante i guasti della rete.

4. Interruttori automatici lato CC

Gli interruttori automatici lato CC controllano l'ingresso di potenza continua all'inverter.

• Funzione: Oltre a disconnettere la connessione lato CA, l'interrompimento della fonte di alimentazione lato CC può fermare completamente l'operazione dell'inverter quando la rete è inattiva.

• Scenari di applicazione: Principalmente utilizzati negli inverter dei sistemi fotovoltaici per garantire che la potenza continua generata dai pannelli solari non continui a essere fornita all'inverter durante le interruzioni della rete.

5. Sistemi di monitoraggio intelligente

I sistemi di monitoraggio intelligente forniscono funzioni di controllo e avviso automatizzate tramite il monitoraggio in tempo reale dello stato della rete e dell'operazione dell'inverter.

• Monitoraggio remoto: Utilizzando sensori e moduli di comunicazione per monitorare parametri come la tensione, la frequenza e la potenza della rete, trasmettendo i dati a un sistema di controllo centrale per l'analisi.

• Disconnessione automatica: Al rilevamento di interruzioni della rete o altre anomalie, i sistemi di monitoraggio intelligente possono emettere automaticamente comandi per disconnettere l'inverter dalla rete.

• Registrazione e analisi dei dati: Registrazione dei dati storici dell'operazione della rete e dell'inverter per l'analisi successiva e l'ottimizzazione delle strategie operative del sistema.

6. Protezione contro i guasti a terra

La protezione contro i guasti a terra rileva i guasti di terra nel sistema di inverter collegati alla rete per garantire che non si verifichino fughe di corrente pericolose durante le interruzioni della rete.

• Principio di funzionamento: Monitorando le correnti a terra nel sistema, una volta rilevate correnti a terra anormali (come cortocircuiti o fughe), l'inverter viene immediatamente disconnesso dalla rete.

• Scenari di applicazione: Applicabile a vari tipi di sistemi di inverter collegati alla rete, specialmente in ambienti soggetti a umidità o colpi di fulmine.

7. Sistema di gestione energetica bidirezionale

I sistemi di gestione energetica bidirezionale coordinano il flusso di energia tra gli inverter collegati alla rete e i sistemi di accumulo di energia.

• Principio di funzionamento: Durante le interruzioni della rete, il sistema può automaticamente passare alla modalità off-grid, immagazzinando l'eccesso di energia in batterie o altri dispositivi di accumulo invece di continuare a fornire energia alla rete.

• Scenari di applicazione: Ampiamente utilizzati in sistemi energetici ibridi (come sistemi PV + accumulo) per garantire l'operazione autonoma senza influire sulla rete durante le interruzioni.

8. Interruttori manuali di disconnessione

Gli interruttori manuali di disconnessione sono interruttori fisici che permettono agli operatori di disconnettere manualmente l'inverter dalla rete in caso di emergenza.

Scenari di applicazione: Anche se la maggior parte degli inverter moderni è dotata di funzionalità di disconnessione automatica, gli interruttori manuali di disconnessione forniscono ulteriore sicurezza in determinate situazioni speciali (come la manutenzione o le emergenze).

Riepilogo

Per prevenire che gli inverter collegati alla rete continuino a fornire energia alla rete durante le interruzioni, spesso vengono combinati diversi sistemi e meccanismi di sicurezza, inclusi la protezione anti-isolamento, i dispositivi di protezione a relè, gli interruttori automatici ad azione rapida, gli interruttori automatici lato CC, i sistemi di monitoraggio intelligente, la protezione contro i guasti a terra, i sistemi di gestione energetica bidirezionale e gli interruttori manuali di disconnessione. Queste misure lavorano insieme per garantire la sicurezza, l'affidabilità e la stabilità della rete.