পিভি পাওয়ার প্ল্যান্টের ওভারভলটেজ ফল্ট: কারণ, ঝুঁকি এবং ব্যবস্থাপনা সমাধানের একটি সম্পূর্ণ গাইড

I. গ্রিড ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ ফলটি কি?

গ্রিড ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ হল পাওয়ার সিস্টেম বা সার্কিটে যেখানে ভোল্টেজ স্বাভাবিক পরিচালনা পরিসীমার উপরে বেড়ে যায়।

সাধারণত, পাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সিতে, যদি এসি ভোল্টেজের RMS (Root Mean Square) মান নির্দিষ্ট মানের 10% বেশি হয় এবং এটি 1 মিনিটের বেশি সময় ধরে থাকে, তাহলে এটিকে গ্রিড ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ ফলটি বলা হয়।

উদাহরণস্বরূপ, চীনের সাধারণ 380V তিন-ফেজ গ্রিড সিস্টেমে, যদি ভোল্টেজ 418V এর উপরে বেড়ে যায় এবং এটি নির্দিষ্ট সময় ধরে থাকে, তাহলে এটি গ্রিড ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ ফলটি ট্রিগার করতে পারে।

ফটোভোল্টাইক (PV) পাওয়ার স্টেশনে, গ্রিড-সংযুক্ত ইনভারটারগুলি গ্রিড ভোল্টেজের বাস্তব-সময় পর্যবেক্ষণের জন্য দায়িত্বপ্রাপ্ত।

ইনভারটারগুলি সাধারণত উচ্চ-প্রশস্তির ভোল্টেজ সেন্সর সহ থাকে যা বাস্তব-সময় গ্রিড ভোল্টেজ সিগন্যাল সংগ্রহ করে। এই সেন্সরগুলি সংগৃহীত ভোল্টেজ সিগন্যালগুলি ইনভারটারের নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমে প্রেরণ করে, যা সিগন্যালগুলি বিশ্লেষণ এবং প্রক্রিয়া করে এবং নির্ধারিত পরিসীমার মধ্যে গ্রিড ভোল্টেজ আছে কিনা তা নির্ধারণ করে।

একবার গ্রিড ভোল্টেজ প্রেসেট নিরাপদ পরিসীমার উপরে বেড়ে যাওয়া শনাক্ত হলে, ইনভারটার তৎক্ষণাৎ প্রোটেকশন মেকানিজম সক্রিয় করবে, বন্ধ হবে এবং গ্রিড থেকে বিচ্ছিন্ন হবে যাতে ওভারভোল্টেজ দ্বারা যন্ত্রপাতি এবং অপারেটরের নিরাপত্তা নিশ্চিত করা যায়।

আরও, কিছু বড় স্কেলের PV পাওয়ার স্টেশনে, বিশেষ পাওয়ার কোয়ালিটি মনিটরিং ডিভাইস স্থাপন করা হয় যা গ্রিডের বিভিন্ন প্যারামিটারের সম্পূর্ণ এবং বাস্তব-সময় মনিটরিং পরিচালনা করে, যার ফলে ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ এর মতো পাওয়ার কোয়ালিটি সমস্যাগুলির সময়োপযোগী শনাক্ত এবং পরিচালনা সম্ভব হয়।

II. ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ ফলটির কারণ

(1) লাইন ফ্যাক্টর: কেবল ইমপিডেন্সের প্রভাব

ইনভারটার এবং গ্রিড সংযোগ বিন্দুর মধ্যে কেবলগুলি পাওয়ার ট্রান্সমিশনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

যদি কেবল খুব সরু হয়, তাহলে এর রেসিস্টেন্স বেড়ে যায়। ওহমের সূত্র (U = I×R) অনুসারে, ধ্রুব বিদ্যুৎপ্রবাহের ক্ষেত্রে, বেশি রেসিস্টেন্স বেশি ভোল্টেজ ড্রপ ঘটায়, যা ইনভারটার পাশের AC আউটপুট ভোল্টেজ বাড়ায়।

অতিরিক্ত দীর্ঘ কেবলও রেসিস্টেন্স বাড়ায়, যা ভোল্টেজ উত্থানের সমান সমস্যা ঘটায়। উদাহরণস্বরূপ, দূরবর্তী এলাকায় গ্রিড সংযোগ বিন্দু দূরে থাকলে, অপ্রয়োজনীয় স্পেসিফিকেশনের কেবল ব্যবহার করলে কেবল ইমপিডেন্সের কারণে ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ ফলটি সহজেই ঘটতে পারে।

যদি কেবলগুলি জটিল হয়, তাহলে এদের ইনডাক্টেন্স বাড়ে। এসি সার্কিটে, ইনডাক্টেন্স বিদ্যুৎপ্রবাহকে বাধা দেয়, যা ভোল্টেজ বিতরণকে বিভ্রান্ত করে এবং ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ ট্রিগার করতে পারে।

তার ত্রুটি

PV পাওয়ার স্টেশনের প্রাথমিক ইনস্টলেশনের সময়, ভুল এসি কেবল তার (যেমন, নিউট্রাল টার্মিনাল লাইভ তারের সাথে সংযুক্ত) অ্যাবনরমাল ভোল্টেজ ঘটাতে পারে। এটি ইনভারটারকে বাস্তব গ্রিড ভোল্টেজের সাথে মিল না রেখে ভোল্টেজ শনাক্ত করতে পারে, যার ফলে ওভারভোল্টেজ প্রোটেকশন মেকানিজম ট্রিগার হয়।

ইনভারটার কিছু সময় পরিচালনা করার পর, গ্রিড-পাশের কেবলের শিথিল বা খারাপ সংযোগ কন্টাক্ট রেসিস্টেন্স বাড়ায়। জুলের সূত্র (Q = I²Rt, যেখানে Q হল তাপ, I হল বিদ্যুৎপ্রবাহ, R হল রেসিস্টেন্স, এবং t হল সময়) অনুসারে, বেশি কন্টাক্ট রেসিস্টেন্স বেশি তাপ উৎপাদন করে, যা স্থানীয় তাপমাত্রা বাড়ায়। এটি লাইনের ইলেকট্রিক্যাল পারফরম্যান্সকে ক্ষতিগ্রস্ত করে, যা ইনভারটারে ট্রান্সিয়েন্ট ভোল্টেজ বৃদ্ধি ঘটায় এবং ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ ফলটি ট্রিগার করে।

(2) গ্রিড স্ট্রাকচার এবং লোড ফ্যাক্টর: গ্রিড ক্ষমতা এবং লোড শোষণের মধ্যে সংঘর্ষ

কিছু এলাকায়, বিশেষ করে দূরবর্তী গ্রামীণ এলাকা বা গ্রিড ইনফ্রাস্ট্রাকচার অনুন্নত এলাকায়, গ্রিডের লোড শোষণ ক্ষমতা সীমিত। যখন একই পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন এলাকায় ইনস্টল করা PV ক্ষমতা খুব বেশি, তখন বেশি পরিমাণ প্রাকৃতিক শক্তি উৎপাদিত বিদ্যুৎ গ্রিডে প্রবেশ করে। যদি গ্রিড এই বিদ্যুৎকে সময়মত এবং কার্যকরভাবে শোষণ না করতে পারে, তাহলে গ্রিড ভোল্টেজ বাড়বে।

ট্রান্সফরমার-সম্পর্কিত সমস্যা

ট্রান্সফরমারগুলি গ্রিডে ভোল্টেজ রূপান্তর এবং পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে:

যদি ট্রান্সফরমার গ্রিড সংযোগ বিন্দু থেকে দূরে থাকে, তাহলে এর আউটপুট ভোল্টেজ সাধারণত লাইন ভোল্টেজ লোসের জন্য কম্পেনসেট করার জন্য বেশি করা হয় এবং ট্রান্সফরমার থেকে দূরে এলাকার নিয়মিত ভোল্টেজ নিশ্চিত করা হয়। তবে, এটি ট্রান্সফরমারের কাছে গ্রিড সংযোগ বিন্দুতে অতিরিক্ত ভোল্টেজ ঘটাতে পারে।

অমূল্য ট্রান্সফরমার ট্যাপ সেটিং বা পরিচালনা ত্রুটি (যেমন, ট্যাপ চেঞ্জারের খারাপ কন্টাক্ট) ট্রান্সফরমারের টার্ন রেশিওতে প্রভাব ফেলতে পারে, যা আউটপুট ভোল্টেজের অ্যাবনরমাল বৃদ্ধি ঘটাতে পারে এবং গ্রিড ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ ফলটি ট্রিগার করতে পারে।

(3) ইনভারটার-সম্পর্কিত ফ্যাক্টর: প্রাথমিক সেটিং এবং পরিচালনা ত্রুটি

ইনভারটারগুলি প্রাথমিক ভোল্টেজ প্রোটেকশন পরিসীমা সঙ্গে ফ্যাক্টরিতে ছাড়া হয়। বাস্তব প্রয়োগে, যদি এই প্রেসেট পরিসীমা বাস্তব স্থানীয় গ্রিড শর্তগুলির সাথে মিল না থাকে, তাহলে ভুল বিচার হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি গ্রিড ভোল্টেজ স্বাভাবিক পরিসীমার মধ্যে দোলায়মান হয় কিন্তু ইনভারটারের ভোল্টেজ প্রোটেকশন থ্রেশহোল্ড খুব কম হয়, তাহলে ইনভারটার প্রায়শই ওভারভোল্টেজ ফলটি রিপোর্ট করবে।

দীর্ঘ সময়ের পরিচালনায়, ইনভারটারগুলিতে হার্ডওয়্যার ত্রুটি (যেমন, ভোল্টেজ স্যাম্পলিং সার্কিট নষ্ট, কন্ট্রোল বোর্ড ত্রুটি) ঘটতে পারে। এই ত্রুটিগুলি ইনভারটারকে গ্রিড ভোল্টেজ অনুপযোগীভাবে শনাক্ত করতে বাধ্য করে, যার ফলে ওভারভোল্টেজ প্রোটেকশন মেকানিজম ভুলভাবে সক্রিয় হয় এবং ইনভারটার বন্ধ হয়।

মাল্টি-ইনভারটার সংযোগের সমস্যা

বড় স্কেলের PV পাওয়ার স্টেশনে, অনেক ইনভারটার একই সাথে গ্রিডে সংযুক্ত হয়। যদি বেশি সংখ্যক সিঙ্গল-ফেজ ইনভারটার একটি ফেজে সমাহিত হয়, তাহলে ঐ ফেজে বিদ্যুৎপ্রবাহ অত্যন্ত বেশি হবে, যা গ্রিড ভোল্টেজ অবিচ্ছিন্নতা ঘটায় এবং ঐ ফেজের ভোল্টেজ বাড়ায়।

III. ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ ফলটির প্রভাব PV পাওয়ার স্টেশন এবং গ্রিডের উপর

(1) PV পাওয়ার স্টেশন যন্ত্রপাতির ক্ষতি: ইনভারটার ত্রুটির ঝুঁকি বাড়ানো

যখন গ্রিড ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ, তখন ইনভারটারের অভ্যন্তরীণ ইলেকট্রনিক কম্পোনেন্টগুলি তাদের নির্দিষ্ট মানের উপরে ভোল্টেজ বহন করে, যা কম্পোনেন্টের বয়স্করণ ত্বরান্বিত করে বা সরাসরি ক্ষতি করতে পারে।

উদাহরণস্বরূপ, ইনভারটারের পাওয়ার সুইচিং ডিভাইসগুলি (যেমন IGBT, ইন্সুলেটেড গেট বাইপোলার ট্রানজিস্টর) ওভারভোল্টেজ শর্তে অন এবং অফ সময়ে ভোল্টেজ স্ট্রেস বাড়ায়, যা তাদের বিপরীত করে এবং ইনভারটারকে অপারেশনাল করে তোলে।

আরও, ওভারভোল্টেজ ইনভারটারের নিয়ন্ত্রণ সার্কিটে ত্রুটি ঘটাতে পারে, যা আউটপুট ভোল্টেজ এবং বিদ্যুৎপ্রবাহের নিখুঁত নিয়ন্ত্রণ ক্ষমতা হ্রাস করে এবং ইনভারটারের পারফরম্যান্স এবং বিশ্বস্ততা আরও কমিয়ে দেয়।

PV মডিউলের জীবনকাল কমানো

অতিরিক্ত উচ্চ গ্রিড ভোল্টেজ ইনভারটার দ্বারা PV মডিউল পাশে ফেডব্যাক করা যেতে পারে, যা মডিউলের পারফরম্যান্স বাড়ায়। PV মডিউলগুলি দীর্ঘ সময় উচ্চ ভোল্টেজে পরিচালনা করলে তাদের অভ্যন্তরীণ সেমিকন্ডাক্টর মেটেরিয়ালের পারফরম্যান্স পরিবর্তিত হয়, যা হট স্পট এবং মাইক্রোক্র্যাকস এর মতো সমস্যা ঘটাতে পারে।

(2) গ্রিড স্থিতিশীলতার প্রভাব: পাওয়ার কোয়ালিটি হ্রাস

গ্রিড ভোল্টেজ ওভারভোল্টেজ পাওয়ার কোয়ালিটি হ্রাস করে এবং হারমোনিক পরিস্থিতি ঘটায়। যখন ভোল্টেজ স্বাভাবিক পরিসীমার উপরে যায়, তখন পাওয়ার সিস্টেমের অ-রৈখিক লোডগুলি অতিরিক্ত হারমোনিক বিদ্যুৎপ্রবাহ উৎপাদন করে, যা গ্রিড ভোল্টেজকে আরও বিভ্রান্ত করে এবং একটি বিষাক্ত চক্র তৈরি করে। হারমোনিকগুলি ইলেকট্রিক্যাল যন্ত্রপাতিতে তাপ উৎপাদন বাড়ায়, সেবার জীবনকাল হ্রাস করে এবং যোগাযোগ স