د شبکه پر بدل کننده لارې عملیاتي اصولونه
I. د شبکه پرته وړاندیزې اینورټرونو اوپریټنګ مسلکونه
د شبکه پرته وړاندیزې اینورټرونه د مستقیم کارنټ (DC) ته د متغیر کارنټ (AC) واوړلو لپاره دیوی چې په خورشیدي فوټوولټایک (PV) انرژي جنریشن سیستمونو کې ډیر استعمال شوي دي. دا اوپریټنګ مسلکونه څو څو مواد شامل دي:
د انرژي واوړلې پروسه:په خورښت کې، PV پینلونه د مستقیم کارنټ (DC) تولیدوي. کوچني او متوسطه اندازه د شبکه پرته وړاندیزې اینورټرونو کې دوه مرحلې ډول کارول کېږي، چې په دې کې د PV پینلونو څخه د DC خروجي په اولویت سره د DC/DC کنورټرونه کې واوړل شي او پس د DC/AC کنورټرونه کې واوړل شي چې AC تولیدوي. لوی اینورټرونه معمولاً د یوه مرحلې ډول کارول کېږي ترڅو د مستقیم واوړلې پر بنسټ وي. د عمل کال کې، اینورټرونه د DC ولټاژ، کارنټ او د شبکه د AC ولټاژ او کارنټ په بریالیتوب کې د سه فازې اینورټرو مډول کنټرولوي. د دیجیټل کنټرول سیستم د PWM (Pulse Width Modulation) درایو سیګنالونه جنریټوي، چې دا د اینورټرو څخه د شبکه سره د فریکوانس او فازه یوځایولو لپاره AC تولیدوي. مثالولو، که د PV پینلونو څخه د DC کارنټ د شبکه پرته وړاندیزې اینورټرو ته راوړي، دا په نومبرې کې د یوه مرحلې ډول کې د ریکټیفایر (د ریکټیفایشن وظیفه لرونکي) په مسیره ورشي، چې هر موجوده AC د DC ته واوړي، او پس د اینورټرو سیکشن کې د الکترونیکي کامپوننتونو په کې د DC ته د AC واوړلې کې واوړي، چې دا په پای کې د خانوادی یا صنعتي بارونو ته دی یا د شبکه ته دی.
د مهمو کمپوننټونه او د وې ځانګړتیاوې:
ریکټایفایر: د ځانګړي سازونو کې د AC په DC بدلولو لپاره مسئولیت لري، دا د اوسني انورټر بخش ته د DC ورودل ښه کوي.
انورټر: دا د اساسي کمپوننت دی، د الکترونيکي عناصرو (په مثال ډول د قدرت سیمیکانډوکټر) کارولو سره د DC په AC بدلولو لپاره کارول کیږي.
کنټرولر: دا کل تبدیل کولو پروسه جوړوي، د ورودي او خروجي ولټيجونه او جريانونه له نظر څخه موندلو او د دې پارامترانو په اساس د PWM ډرايوب سینالونو تنظیم کول شامل دي ترڅو د خروجي AC د لازمي معیارونو په موخه وي.
خروجي ترمینال: دا تبدیل شوي AC را به شبکه يا بار خروجوي.
II. شبکه ترمنځۍ انورټر او شبکه ترمنځ د رابطه
پاوره ترسال او همغږي:شبکه ترمنځۍ انورټر د DC تر AC تبدیل کول او د شبکه ته وصلولو د اصلي کاري چې د پاوره ترسال لپاره ده. دا د PV سیسټم ته په توګه تولید شوي برق را به شبکه ترسالي کوي، د بل کسانو پاوره ضروريتونه پاملرنی. د دې پروسه کې، د شبکه د یو لوی انرژي ذخيره او توزیع مرکز کارولو سره، د شبکه ترمنځۍ انورټر د دistributed PV پاوره تر دې مرکز ترمنځ د پلنه کاروي. مثالاً، د distributed PV پروژونو کې، ډېرې کورنۍ چې د PV سیسټم لري، د شبکه ترمنځۍ انورټرونو په واسطه د زیاتې پاوره را به شبکه فروشي کوي، دوه طرفه پاوره جريان ترمنځ کوي—د شبکه څخه او ته پاوره ترسال کوي.
د شبکې نظر لرونکي توګه، د شبکې سره پیل شوي انورټر ډیری کېږي، د شبکې توانو خوندي ډېرې متنوعه شي. دا هم د شبکې ثبات او توان کیفیت لپاره نوي درنځې وړاندې کوي.
کنټرول او اداب: دا وخت د شبکې سره پیل شوي انورټر دوه بنیادی کنټرول مودونه کارول کوي: جریاني کنټرول او ولتاژي کنټرول. د جریاني کنټرول موده کې، انورټر د بیروني جریان کنټرول کول غوښتل کیږي او د شبکې ولتاژ او بل ارزښتونو تغییرات ته د استازیتوب لپاره د پیل کول ضروري دي. مثال بیا، د ضعیف شبکې (بل امپدانس، ضعیف چارچوب، کم رزونانس) کې، انورټر د بل امپدانس شبکې ته د قوی استازیتوب لري ترڅو د رزونانس ګڼې چې د غلطي ګرمۍ ته ورسوي. مختلف مصنوعینو انورټر ډېرې الگوریتمونه او کنټرول مکانیزمونه کارول کوي چې د شبکې تغییرات ته د استازیتوب لپاره، مثلاً د هوشياره فعال دمپ کولو ګټې چې د ضعیف شبکې کې د رزونانس مسئلو حل کوي، او د تکرار کنټرول، د پوښتنې PI پارامتر، معين هارمونیک دمپ کول، او د مرګونو کمپنشیشن.
د ولتاژي کنټرول موده کې، انورټر د ولتاژ کنټرول کول غوښتل کیږي، د شبکې سره پیل شوي انورټر د بیروني خصوصياتو د کنټرول شوي ولتاژ منبع په توګه راولي، چې د ولتاژ او فریکوئنسي په برخه کې د حمایت ورکوي. دا په خاصه توګه د لوړه پنځمه انرژي د شبکې سره پیل شوې لپاره مناسب دي، یعنی انورټر د شبکې ولتاژ او فریکوئنسي په کچه کې تنظیم کولی شي ترڅو د مستقیم کارولو ثبات حفظ کړي.
III. د ګرید سره اړیکه کوونکي انورټر په غیر ګرید حالت کې کارول شي؟
نرمال شرایطو کې، کارول معمولاً جوړ نه ده:په مربوطه معیارات او سلامتی قوانینو کې د ګرید سره اړیکه کوونکي انورټرو ته د ګرید وړاندې د اړیکه کوونکو دواړه لرونکي دی. که ګرید ولټه صفر وي، انورټر کاري ونه کوي. دا ځکه دی چې که انورټر په بې کارۍ توګه کار کوي، د کارګرانو ته د سلامتی خطر وړي. مثلاً، که د شمسي نظام په غیر ګرید حالت کې د انورټر په واسطه ګرید ته توان ورکوي، د ښکارۍ او نورو سلامتی واقعاتو ته راوړل کېږي. پسې، ملي معیارات د شمسي ګرید سره اړیکه کوونکي انورټرو ته د ګرید وړاندې دواړه لرونکي او د ګرید نه وجود لرونکي توګه کاري ونه کولو تړون کوي.
د خاصه جوړښت سره کارول:ټیوریکي توګه، د سوفټویر او هارډویر جوړولو لپاره، یو آف ګرید انورټر ته ورته د "ګرید" سمول کېږي، چې د PV انورټر ته د ګرید د عادي توګه په اړه ځانګړي کوي او دا د دې "ګرید" ته د قدرت راپور کولو اجازه ورکوي. په دې موده کې د دې طريقي د خطراتو او د عادي امنیتي او نظموالۍ لپاره مناسب نه وي. بیلکه، که د ګرید ته لنډل شوي انورټر د آف ګرید کارولو لپاره جوړ شوي وي، مثلاً په ځینې هایبرید ګرید-تیټ او آف ګرید انورټرونو کې، د ګرید د غیر حاضریت دمخه د آف ګرید موده ته واخلي. په دې موده کې دا د یو خالص ګرید-تیټ انورټر د عملیاتو څخه نه دي بلکه د خاصه جوړښت او جوړولو د نتیجه ده.
IV. د ګرید-تیټ انورټر کارولو لپاره ضروري شرایطو
فنی شرایطو:
د فریکوونسې سمون: د ګرید فریکوونس د اعظمي په منځ کې ۵۰Hz یا ۶۰Hz دی. د انورټر لخوا خپل AC فریکوونس د ګرید سره سمون کیدل شي. دغه معمولاً د فاز قفل شوي لوپونو (PLLs) په واسطه ترسره کیږي ترڅو د انورټر AC فریکوونس د ګرید فریکوونس سره سمون کړي، نو غیرته د نرمال کارولو لپاره نشي.
د فاز سمون: د فریکوونسې سمون له وروسته، د انورټر لخوا خپل AC اوټپوټ د ګرید ولټیج سره د فاز سره سمون کیدل شي. د فاز سمون د مربوطه کنټرول تکنالوژۍ په واسطه ترسره کیږي. فقط د فاز سمون سره د انورټر اوټپوټ د ګرید ته بې خرابۍ او د ولټیج کوالیټي په توګه داخل شي.
ولټیج سمون: د انورټر اوټپوټ ولټیج د ګرید ولټیج سره د نقطې جوړښتوب سره سمون کیدل شي. د انورټرونو معمولاً د مختلف ولټیجونو لپاره طراحی شوي دي، خو د خطرناک حدودو څخه کارولو لپاره ضروري دی. که ولټیجنې سمون نشي، د دې د نرمال کارولو له لارې پرمختګ ورکوي او د انورټر یا ګرید تجهیزاتو لپاره خرابۍ راوړي.
حدود هارمونیک: در حین تبدیل DC به AC، مبدل ممکن است هارمونیکها را ایجاد کند که میتواند بر شبکه تأثیر بگذارد، مانند ایجاد تحریف ولتاژ و تأثیر بر عملکرد عادی دیگر تجهیزات الکتریکی. بنابراین، مبدلها باید به معیارهای خاصی از محدودیت هارمونیک پایبند باشند تا کیفیت انرژی را تضمین کنند. به عنوان مثال، جریان خروجی مبدل نباید مؤلفه DC داشته باشد و هارمونیکهای مرتبه بالا در جریان خروجی مبدل باید به حداقل رسیده تا از آلودگی شبکه جلوگیری شود.
کنترل قدرت واکنشی: مبدل باید قادر به کنترل خروجی قدرت واکنشی باشد تا پایداری ولتاژ شبکه را حمایت کند. در شبکههایی که سهم زیادی از انرژیهای تجدیدپذیر دارند، کنترل قدرت واکنشی بسیار مهم است. با کنترل قدرت واکنشی، سطح ولتاژ شبکه تنظیم میشود و پایداری و کیفیت شبکه افزایش مییابد.
حفاظت از اثر جزیرهای: وقتی شبکه خاموش میشود، مبدل باید به سرعت از شبکه جدا شود تا از تأمین انرژی به شبکه جدا شده جلوگیری کند و بدین طریق پرسنل نگهداری را محافظت کند. این یکی از توابع ایمنی ضروری مبدلهای متصل به شبکه است.
شرایط ایمنی:
الامنې د بریښنا: د اینورټر او د دا تنصیب په اړه د بریښنا د مربوطه معیارونو سره موافق وي، په جمله د عایقۍ، لوډ او کورکې د پروتیکشن. مثلاً، د اینورټر د برقې د عایقۍ خصوصیتونه خوب وي چې د لوړې کې وړاندې نشي؛ په لوډ یا کورکې کې د اینورټر د پروتیکشن مکانیزمونه فعال شي چې د تجهیزاتو د لپاره د زیان یا پوتې له دې غواړي.
د پروتیکشن رتبه: د اینورټر د یو بل پروتیکشن رتبه نیولو اړتیا لري ترڅو د ګوړی او آبې د ځانګړتیاوو له دې غواړي. د پوهې د اینورټرانو د یو لوی پروتیکشن رتبه نیولو اړتیا لري، مثلاً IP65. د پروتیکشن رتبه د اینورټر ته د مختلفې ځانګړتیاوو کې د نرمال کارولو لپاره او د دې عمر د افزایش لپاره وړاندې کوي.
د قوانین او معیارونو:
د ملي او صنعتي معايير: د شبکې سره پیوستل شوي انورټر لرونکي د ملي او صنعتي معايير سره مطابقت ورکولو لازم ده، په مثال کې د چین د GB/T 37408 - 2019 معيار، چې د PV شبکې سره پیوستل شوي انورټر لپاره فني ضروريات تعریفوي. دا معايير ډیری جوانۍ شامل دي، په خواص د اجرا، امنیت او توان کیفیت له مخې، چې د انورټر د شبکې ته راغلي وخت د قانونونو سره مطابقت لري.
د غږونو او موافقې: د شبکې سره پیوستل شوي انورټر لرونکو او اجرایو لپاره د طاقه دپارتنې غږونه او موافقتونه نیول شي چې دا د شبکې ته منفي اغېز نه کړي. د طاقه دپارتنې د انورټر د نصب شوی جګړه، ظرفیت او فني پارامترانه بررسی کړي او پسې موافقې وروسته همگی چې د انورټر د شبکې ته پیوستل شي.
اقتصادي عوامل:
پېښتنه د سرمایه پر وړاندیز (ROI): کارنګره او کمپنيونه چې ډول مخ پالسونه ته وړاندې کووې، د ROI پېښتنه کوي، په اړه د نورو بیرته کولو لپاره د اوسیدلو او غواړي او نگهدارۍ خپرونو او په اړه د بیلې پالس او د بېلابېله برخه جوړولو په اړه. که دا پېښتنه نه داسې د وړاندیز د هڅه ته تاثیر وکړي. مثلاً، که د اوسیدلو خپرونه لوی وي او د بېلابېله قیمت وړاندې نه وي او د پالسې په اړه نه داسې پالیسې شته، سرمایه ګذارونه له داسې کې ځکه کړي.
پالیسې: د مختلفو مناطقو د پالیسې په اړه مختلف دي، چې د ډول مخ پالسونه پروژې د اقتصادي توپیر ته تاثیر وکړي. چندې مناطق د نوی انرژیو پراختیا ته وړاندې کوونکو لپاره د پالیسې په اړه د پالسونه خریدونه او د بېلابېله برخه جوړولو په اړه د پالیسې په اړه داسې کوي، چې د ډول مخ پالسونه پروژې د اقتصادي فوائد ته تاثیر وکړي.
د نظام توپیر:
توافق شبکه: د انورټر لازم ده چې په موجوده شبکه سیستم کې توافق لري، شامل د شبکه جوړښت، مقیاس او عملیاتي خصوصیتونه. مختلفه شبکه جوړښتونه (مثال: TT، IT او TN برق سیستمونه) او مقیاستونه (مثال: کم ولټی او لوی ولټی شبکونه) د انورټرونو لپاره مختلفه مطالبو لري، او انورټر لازم ده چې ته دا توافق وکړي ترڅو پایداره شبکه وصلولو حاصل شي.
توافق د زیرساختونو سره: د انورټر لازم ده چې په وصل شوي تولید برق زیرساختونو (مثال: افغاني ژرفان، وزنۍ میل) سره خوښه توافق لري ترڅو موثره برق تحويلولو حاصل شي. مثال، د افغاني ژرفانونو د خالصه برق او ولټی لازم ده چې په انورټر د ورودي مطالبو سره توافق لري ترڅو د کلی تولید سیستمونو کارکوونکی او موثره ترلاسه شي.
محیطی عوامل:
پیرودونکی تطبیق: د انورټر پایلې د نصب شوي جګړه د هواوادیز او میعشت لپاره تطبیق کولی شي، دا باید د وختي سره د مستقر عمل کولو لپاره ضمانت کړي. مثال وکړه، د لوړ درجې لهاله کې، د انورټر د حرارت پراخولو اغېزمنځه خوښ شئ ترڅو د زیاتو حرارت له لارې پړاو شوې؛ د لوړ میعشت لهاله کې، د انورټر باید د آب پریښت منع کولو خصوصیت ولري ترڅو د داخلی مدار د کنټرول پریښت ورکړي.
د پیرودونکو اغېز: د انورټر د طرح او عمل کولو باید د هواوادیز تأثیر په اړه په اړه وړاندیز کړي، مثلاً د غړو او الکترومغناطیسی دخل. د انورټر عمل کولو په وخت کې د غړو راډه کولو ترلاسه کړئ ترڅو د غړو تنظیفې په اړه پام کړي، او الکترومغناطیسی دخل کنټرول کړئ ترڅو د بل ایزو الکترونيکي دستاویزاتو سره دخل ورکړي.
عملیات او نگهداری:
کاربرد کاربر: اینورتر باید رابط کاربری قابل فهمی برای نظارت بر وضعیت سیستم و انجام تنظیمات ضروری فراهم کند. به عنوان مثال، کاربران میتوانند پارامترهای عملیاتی (مانند ولتاژ ورودی/خروجی، جریان، توان) و اطلاعات هشدار خطا را از طریق رابط مشاهده کنند و تنظیمات پایه (مانند محدوده توان، انتخاب حالت عملیاتی) را انجام دهند.
نیازهای نگهداری: نگهداری اینورتر باید شامل راحتی نگهداری، هزینههای نگهداری و دورههای نگهداری باشد. یک اینورتر که راحت است در نگهداری، میتواند هزینهها و سختی نگهداری را کاهش دهد و دورهی نگهداری مناسب میتواند عملکرد پایدار بلندمدت را تضمین کند. به عنوان مثال، ساختار داخلی اینورتر باید به گونهای طراحی شود که بررسی آن توسط کارکنان نگهداری آسان باشد و عمر و هزینهی تعویض قطعات آن مناسب باشد.
V. نقش شبکه در عملیات اینورتر متصل به شبکه
پېښه ورکولو لپاره:ګریډ کې د ولټاژ، فریکونسۍ او بل آیې پارامیټرونه د ګریډ ته وړاندې شوي انورټرانسونو لپاره د عمل پېښه ستونزه جوړوي. انورټرانس د ګریډ ولټاژ او فریکونسۍ په پام کې نیولو سره خپلې خروجي ته سمون کوي ترڅو دا پارامیټرونه مطابقت لري. مثال بیا، انورټرانس د PLL چاپیریال څخه کارول کوي ترڅو د خپلې خروجي AC د ګریډ سره د فریکونسۍ او فاز په توګه سمون کړي او د ولټاژ په اړه مطابقت لري، د ګریډ ته د قدرت د همواره وړاندې کولو لپاره. که ګریډ د دې پېښوونه ورکول نه کړي، انورټرانس د خپلې خروجي سمون کولو ته د دقیقې پوهیدلو نه ورکړي او د عادي ګریډ وړاندې کول نه ورکړي.
قدرت د وړاندې او پراختیا لپاره:ګریډ د ګریډ ته وړاندې شوي انورټرانسونو لپاره د قدرت د وړاندې او پراختیا لپاره یو پلتفرم جوړوي. که انورټرانس د PV نظام لخوا راولي AC قدرت ګریډ ته وړاندې کړي، ګریډ دا قدرت ته چې دا لپاره ضروري دي، د ګریډ ته د وړاندې کولو په توګه د پراختیا کولو لپاره. دا د PV قدرت په لوی قدرت نظام کې د ګریډ ته د وړاندې کولو لپاره د ډېرې کارنې ته د قدرت د وړاندې کولو لپاره اجازه ورکوي. ګریډ د چاپېر او ستراتیژې هم د انورټرانس لپاره د وړاندې کولو چارې او عملې پرمختګ کوي. مثال بیا، د مختلف ولټاژ ګریډونو (مثلاً، کم ولټاژ او لوی ولټاژ ګریډونه) کې، انورټرانس د مطابق د وړاندې کولو استاندارد او تکنیکي پرمختګونه پېژندل شي ترڅو د غیر خطرناک او موثر وړاندې کولو لپاره.
د پایداره کارولو اطمینان ورکول:د شبکې کې د زیاتوالۍ او استعمال کولو د لړې تجهیزات په یوه توګه جوړ شوې دي، چې د لوی د زیاتوالۍ سیسټم ترتیب کوي. دا سیسټم یو مقدار پایدارۍ او لاکښتیالیت ولري، چې د شبکې په واسطه د انورټر کارولو پایداره کوي. مثال بیا، د نوری توان سیسټم (PV) د خروجی توان د متغیرې په وخت کې د شبکې په واسطه د دیگر تجهیزاتو د خروجی توانو تنظیم کول (مثلاً د دیگر زیاتوالۍ تجهیزاتو د خروجی توانو تنظیم کول) دا د انورټر تأثیر را کم کوي. علاوه بردا، د شبکې د کوتاهی د حفاظت او دیگر امنیتی خصوصیتونه وي. که د انورټر د خروجی کې د کوتاهی غلطي وړي، د شبکې د حفاظت تجهیزات عمل کوي او د غلطي له توسیدلو له وړاندې کوي، د انورټر او دیگر تجهیزاتو د حفاظت.
