Jakie systemy bezpieczeństwa zapobiegają przesyłaniu prądu przez inwertery synchronizowane z siecią w czasie awarii zasilania?
Systemy bezpieczeństwa zapobiegające dostarczaniu energii przez invertory gridowe podczas awarii sieci
Aby zapobiec kontynuacji dostarczania energii przez invertory gridowe do sieci podczas awarii, zazwyczaj stosuje się wiele systemów i mechanizmów bezpieczeństwa. Te środki nie tylko chronią stabilność i bezpieczeństwo sieci, ale także bezpieczeństwo personelu serwisowego i innych użytkowników. Poniżej przedstawiono niektóre typowe systemy i mechanizmy bezpieczeństwa:
1. Ochrona przed izolacją
Ochrona przed izolacją jest kluczową technologią zapobiegającą dostarczaniu energii przez invertory gridowe, gdy sieć jest wyłączona.
Zasada działania: Gdy w sieci występuje awaria, ochrona przed izolacją wykrywa zmiany napięcia lub częstotliwości sieci i szybko odłącza inwerter od sieci, aby zapobiec dalszemu dostarczaniu energii.
Metody realizacji:
Aktywne metody wykrywania: Poprzez wprowadzanie małych sygnałów zakłócających (np. perturbacje częstotliwości lub napięcia) do sieci, te zakłócenia są absorbowane, jeśli sieć działa normalnie. Jednak, gdy sieć jest wyłączona, sygnały zakłócające powodują zauważalne zmiany napięcia lub częstotliwości, co powoduje odłączenie inwertora.
Pasywne metody wykrywania: Monitorowanie parametrów takich jak napięcie i częstotliwość sieci, a natychmiastowe odłączenie inwertora, jeśli wartości przekraczają zdefiniowane zakresy (np. przepięcie, niedopięcie, nieprawidłowa częstotliwość).
2. Urządzenia ochronne relacyjne
Urządzenia ochronne relacyjne monitorują stan sieci i szybko odłączają inwerter od sieci po wykryciu anomalii.
Relay napięciowe: Monitorują napięcie sieci i automatycznie odłączają inwerter, jeśli napięcie przekracza normalne zakresy (zbyt wysokie lub zbyt niskie).
Relay częstotliwościowe: Monitorują częstotliwość sieci i automatycznie odłączają inwerter, jeśli częstotliwość wychodzi poza dopuszczalne granice (zbyt wysoka lub zbyt niska).
Relay detekcji fazy: Monitorują zmiany fazy w sieci, aby upewnić się, że inwerter pozostaje zsynchronizowany z siecią. Jeśli synchronizacja fazy jest utracona, inwerter jest natychmiast odłączany.
3. Szybkie przerywacze obwodowe
Szybkie przerywacze obwodowe to urządzenia zdolne do reagowania na zmiany stanu sieci w ciągu milisekund.
Zasada działania: Gdy wystąpi awaria lub przerwa w sieci, szybkie przerywacze obwodowe mogą szybko przerwać połączenie elektryczne między inwerterem a siecią, zapobiegając dalszemu dostarczaniu energii przez inwerter.
Scenariusze zastosowania: Szeroko stosowane w dużych elektrowniach fotowoltaicznych, farmach wiatrowych i innych systemach rozproszonej generacji energii, aby zapewnić szybką izolację źródeł energii podczas awarii sieci.
4. Przerywacze obwodowe strony DC
Przerywacze obwodowe strony DC kontrolują wejście mocy DC do inwertora.
Funkcja: Oprócz odłączenia połączenia strony AC, przecięcie źródła mocy strony DC może całkowicie zatrzymać działanie inwertora, gdy sieć jest wyłączona.
Scenariusze zastosowania: Głównie używane w inverterach systemów fotowoltaicznych, aby zapewnić, że energia DC generowana przez panele słoneczne nie będzie dalej dostarczana do inwertora podczas awarii sieci.
5. inteligentne systemy monitorowania
Inteligentne systemy monitorowania zapewniają funkcje automatycznego sterowania i ostrzegania poprzez rzeczywistoczesne monitorowanie stanu sieci i działania inwertora.
Monitorowanie zdalne: Używanie czujników i modułów komunikacyjnych do monitorowania parametrów takich jak napięcie, częstotliwość i moc sieci, przesyłanie danych do centralnego systemu sterowania do analizy.
Automatyczne odłączenie: Po wykryciu awarii sieci lub innych anomalii, inteligentne systemy monitorowania mogą automatycznie wydawać polecenia odłączenia inwertora od sieci.
Rejestrowanie danych i analiza: Rejestrowanie historycznych danych dotyczącego działania sieci i inwertora do późniejszej analizy i optymalizacji strategii działania systemu.
6. Ochrona przed uziemieniem
Ochrona przed uziemieniem wykrywa usterki uziemienia w systemie inwertora gridowego, aby zapewnić, że podczas awarii sieci nie wystąpi niebezpieczny przepływ prądu.
Zasada działania: Poprzez monitorowanie prądów uziemienia w systemie, po wykryciu nieprawidłowych prądów uziemienia (np. zwarcia lub przecieki), inwerter jest natychmiast odłączany od sieci.
Scenariusze zastosowania: Stosowane w różnych typach systemów inwertora gridowego, szczególnie w środowiskach narażonych na wilgoć lub uderzenia piorunów.
7. System dwukierunkowego zarządzania energią
Systemy dwukierunkowego zarządzania energią koordynują przepływ energii między inwertorami gridowymi a systemami magazynowania energii.
Zasada działania: Podczas awarii sieci, system może automatycznie przełączyć się na tryb off-grid, przechowując nadmiar energii w bateriach lub innych urządzeniach magazynujących energię, zamiast kontynuować dostarczanie energii do sieci.
Scenariusze zastosowania: Szeroko stosowane w hybrydowych systemach energetycznych (np. PV + systemy magazynowania), aby zapewnić autonomiczne działanie bez wpływu na sieć podczas awarii.
8. Ręczne przełączniki odłączania
Ręczne przełączniki odłączania to fizyczne przełączniki, które pozwalają operatorom ręcznie odłączyć inwerter od sieci w nagłych przypadkach.
Scenariusze zastosowania: Chociaż większość nowoczesnych inwerterów jest wyposażona w funkcje automatycznego odłączania, ręczne przełączniki odłączania zapewniają dodatkowe bezpieczeństwo w pewnych specjalnych sytuacjach (np. podczas konserwacji lub nagłych przypadków).
Podsumowanie
Aby zapobiec kontynuacji dostarczania energii przez invertory gridowe do sieci podczas awarii, często łączy się wiele systemów i mechanizmów bezpieczeństwa, w tym ochronę przed izolacją, urządzenia ochronne relacyjne, szybkie przerywacze obwodowe, przerywacze obwodowe strony DC, inteligentne systemy monitorowania, ochronę przed uziemieniem, systemy dwukierunkowego zarządzania energią oraz ręczne przełączniki odłączania. Te środki współpracują, aby zapewnić bezpieczeństwo, niezawodność i stabilność sieci.
