Gida osoa PV generatzaile-plantako bultzada-handiak: Ezaugarriak Arriskuak eta Sistemak Soluzioak

I. Zer da Iraunka Tensionaren Akatsa?

Iraunka tensionaren akatsak erreferentziatik gorantz doan tensioaren balioa gainditzea esan nahi du sistema elektrikoetan edo zirkuituetan.

Oro har, indarraren maiztasunaren arabera, AC tenzionaren RMS (Root Mean Square) balioa 10% baino gehiago igaro eta horrela egon 1 minutu baino gehiago bada, iraunka tensionaren akats gisa hartzen da.

Adibidez, Txinako oso arrunt dauden 380V hiru faseko sistema elektrikoan, tenzioa 418Vtik gorantz joatean eta denbora bat mantentzean, iraunka tensionaren akatsa aktibatu dezake.

Fotovoltaiko (PV) estazioetan, sarrera konpentsadoreek dirauten tenziorik betiko monitorizatzen dute.

Konpentsadoreek ohitoki tenzio-sensor berriroten precisiokoak dituzte tenzioaren datuak betiko bildatzeko. Sensor hauek bildutako senalak konpentsadorearen kontrol sistemara bidaltzen dira, non analizatzen eta prozesatzen diren, eta ondoren erabakitzen da tenzioa ezarritako muga barruan dagoen ala ez.

Tenzioa ezarritako mugarik gabeana gainditzen denean, konpentsadorea berehala aktibatuko du babesa mekanismoa, itzal egingo du eta sareetatik deskonektatuko da, horrela babestuz gailuak eta operariak, gaitasuna gainditzeagatik egin dezakeen zerbitzua eskaintzeko.

Gainera, PV estazio handietan, sarbidea duten kwalitate monitorizatzeko tresnak instalatzen dira, sarbidearen parametro desberdin guztiak betiko monitorizatzeko, eta horrela sarbidea gainditze bezalako egoerak orduan eta orduan detektatzeko eta tratatzeko ahalbidetzen dira.

II. Tensionaren Gainditze Akatsen Arrazoia

(1) Lerro Faktoreak: Kablearen Impedimentziaren Ezaugarria

Inbertsorren eta sareen arteko kableak oso garrantzitsuak dira indarraren transmitapenarako.

Kablea oso txiki izatea, bere erritantzia handitzen duela. Ohm-en Legearen arabera (U = I×R), indarra konstantea dela, erritantzia handiagoa tenzio-eremua handitzen du, horrek inbertsorearen aldean tenzioa handitzen duela.

Eragile luzeak ere erritantzia handitzen dute, tenzioa handitzeko problema berbera sortuz. Adibidez, PV estazioetan, sareen puntuaren inguruan lehenago, kableen neurriak ez direla egokiak direnean, erritantzia handia sor dezake, tensionaren gainditzeak ekarri dezake.

Kableak garrotuta badira, inductantziak handitzen dira. Inductantzia indarraren fluxua sakonetik, tenzioaren banaketak perturbatzen du, eta agian tensionaren gainditzea gertatzen da.

Konexio Okerak

PV estazio baten instalazio hasierakoan, AC kableen konexio okerra (adibidez, neutroa zein indarrarekin lotuta) tenzio anormala eragin dezake. Honek inbertsoreak sarearen tenzioa ez duela bat egiten, tenzioaren gainditze babesa mekanismoa aktibatzen du.

Inbertsoreak denbora bat erabiltzan, sareko kableen konexio askurrak edo txarrak erritantzia kontaktuan handitzen dute. Joule-en Legearen arabera (Q = I²Rt, non Q kaloria, I indarra, R erritantzia, eta t denbora), erritantzia kontaktuan handiagoa, kaloria gehiago sortzen du, lokaleko tenperatura igotzen da. Horrek lerro elektrikoaren prestazioak ahulduz, inbertsorearen tenzioa momentuz handitzen da, eta tenzioaren gainditze akatsa aktibatzen da.

(2) Sarearen Estructura eta Karga Faktoreak: Sarearen Kapazitatearen eta Kargaren Absorbizioaren Konfliktoa

Herritar asko, espesialki sare infrastrukturen haztapenetan, sarearen kargaren absorbizio-kapazitatea mugatua dago. PV instalatutako kapazitate handia denean, sarean sartutako indarra asko da, sareak ezin duelarik orduan eta moduan ondo hartu, sarearen tenzioa igotzen da.

Transformatorrik Gertatzen Dena

Transformatorek sarean tenzio aldaketa eta indarraren banaketa trukean oso garrantzitsuak dira:

Transformatora sarearen puntuarekin urrun dagoenean, bere tenzioa gehitu behar da lerroko tenzio-pertsonaldia konpentsatzeko, eta transformatorretatik urrun dauden kokalekuetan tenzio normala mantentzeko. Baina horrek sarearen puntuan, transformatorretatik hurbil, tenzio handiagoa ekar dezake.

Transformatorren tapen ezarpen ez logikoak edo funtzionamenduko akatsak (adibidez, tap aldaketa kontaktu txarra) transformatorren birada-erlazioa aldatzen dute, emaitza gisa output tenzioa anormalki handitzen da, eta sarearen tenzioaren gainditze akatsa aktibatzen da.

(3) Inbertsorearen Faktoreak: Ezarpen Hasierakoak eta Funtzionamenduko Akatsak

Inbertsoreek fabrikatuta ateratzen dira tenzio babesa muga lehenetsi bat duzuelarik. Erabilera praktikoan, ezarpen hau ez denean bat egiten arealki sarearen egoerarekin, misinterpretazioa gertatzen da. Adibidez, sarearen tenzioa balio normalen barruan fluctuatzen badu, baina inbertsorearen tenzio babesa muga oso baxua baduzu, inbertsoreak asideste bertsioak eman dizkie akatsa.

Erabilera luzean, inbertsoreak hardwareko akatsak (adibidez, tenzio laguntzailea circuituak hondatuta, kontrol panela txarra) izan ditzake. Akats horiek inbertsorearen sarearen tenzioaren detektioa ez zuzena eragiten dute, horrek tenzioaren gainditze babesa mekanismoa ez zuzena aktibatzen du, eta inbertsorea itzal egin du.

Anitz Inbertsore Konexion Arazoak

PV estazio handietan, inbertsore anitz saretan konektatzen dira batera. Inbertsore monofase anitz bat fase bakarrean konzentratzen badira, fase horretako indarra handiegi izango da, sarearen tenzio desegokitzea eta fase horretako tenzioa igotzen da.

III. Tensionaren Gainditze Akatsen Arazoak PV Estazioetan eta Sarean

(1) PV Estazioaren Gailuak Ezabatzea: Inbertsorearen Akatsen Arriskua Handitzen Da

Sarearen tenzioa gainditzen denean, inbertsorearen barneko elementu elektronikoak tenzioa gainditzen dute, horrek elementuen envelatzea azeleratzen du edo zuzenean ezabatzen ditu.

Adibidez, inbertsoreetako indarra aldatzeko gailuak (IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistors) tenzio handia dutenean, aktibatzean eta desaktibatzean tenzioaren stressa handitzen da, horrek kolapsatzeko arriskua handitzen du, eta inbertsoreak ezin du funtzionatu.

Gainera, tenzioaren gainditzeak inbertsorearen kontrol circuitua ezabatu dezake, horrek output tenzioa eta indarra zehaztasun handiz kontrolatzeko ahalmena gutxitzen du, eta inbertsorearen prestazioa eta fidagarritasuna gehiago gutxitzen dira.

PV Moduluak Ezabatzea

Tenzio handia inbertsorearen bidez PV moduluaren aldera bueltatzen da, horrek moduluen tenzioa handitzen du. PV moduluak tenzio handiarekin lan egitean, bere barneko semiconductor materialen prestazioa aldatzen da, horrek hot spot eta mikro-trinkadura bezalako arazoak sortzen ditu.

(2) Sarearen Estabilitatearen Ezaugarria: Sarbidearen Kalitatea Gutxitu Da

Sarearen tenzioaren gainditzeak sarbidearen kalitatea gutxitzen du, harmonikoak sortzen ditu. Tenzioa balio normalen gainean dagoenean, sistema elektrikoan dagoen indarraren karga linealak harmoniko indarr gehigarriak sortzen ditu, horrek sarearen tenzioa gehiago perturbatzen du, ziklotan burutzeko. Harmonikoak elektrikoko gailuetan kaloria handiagoa sortzen dute, zerbitzu-igaina gutxitzen dute, eta komunikazio sistemen funtzionamendu normala interferitzen dute, sistema elektrikoaren osoen estabilitatea gutxitzen du.

(3) Indarraren Ezabaketa eta Ekonomiaren Benetakoak Gutxitu Da: Inbertsorearen Itzal eta Potentzia Gutxitua

Inbertsoreak sarearen tenzioaren gainditzea detektatzen duenean, itzal egin duzu babesa, edo potentzia gutxitua funtzionatzen du gailuak babesteko. Inbertsorearen itzalak PV estazioak indarraren eguneroko eraginez gelditzen da, horrek indarraren ezabaketa zuzena ematen du.

Denbora Luzean Mantentze eta Operazio (M&O) Kosuen Gehitzea

Tensionaren gainditzeak (adibidez, inbertsoreak eta PV moduluak) PV estazioaren gailuak ezabatzen ditu, horrek zuzenean konpondu eta ordezkatu behar dira. Honek kosu txikia handitzen du, baina geroago gailuak orduan eta orduan ordeztu beharko dira, horrek M&O kosuen gehitzea suposatzen du.

IV. Tensionaren Gainditze Akatsen Soluzio Efektiboak

(1) Eraikuntza Aurrekontua eta Diseinu Optimizatua: Sarearen Azterketa eta Balorazio Osoa

PV estazioaren eraikuntza aurrekontuan, sare lokala aztertu eta baloratzen behar da. Sarearen egitura, kapazitatea, kargaren egoera, eta tenzioaren fluctuazio-tartea ulertzeko. Sarearen indarren eragina simulatzeko eta analizatzeko software profesionala erabili behar da.

Adibidez, PSCAD (Power System Computer-Aided Design) edo ETAP (Electrical Transient Analyzer Program) tresnak sarearen tenzio aldaketak simulatu ahal dituzte PV instalatutako kapazitate desberdinetarako, konexio puntu desberdinetarako, eta konexio metodo desberdinetarako. Horrek laguntzen du PV estazioaren eraikuntza planifikazio egokia erabaki, sarearen puntuaren tenzioa osasuntsu mantentzen du, eta tenzioaren gainditze akatsen arriskua murriztu.

PV Instalatutako Kapazitatearen Planifikazio Logikoa

Sarearen kargaren absorbizio-kapazitatea eta transformatorren kapazitatearen arabera, PV estazioaren instalatutako kapazitatea planifikatu behar da. PV gailuak ez konzentratu behar dira beste batzuk dituzten kokaleku elektrikoetan, horrek indar handia sareak ezin du hartu eta tenzioa handitzen du.

Inbertsoreen Konexion Metodoen Optimizazioa

Inbertsore anitz dituzten PV estazioetan, inbertsoreen konexion metodo optimizatu behar da. Inbertsore monofase anitz bat fase bakarrean konzentratu ezin, bestela sarearen hiru faseen artean banatzen da, horrek sareko konexio anitz lortzen du. Horrek faseen arteko indar balantzeatzen du, eta fase bakarreko indar handiagatik tenzio desegokitzea eta handitzea murriztu.

(2) Gailuak Hautatzeko, Instalatzeko eta Komisionatzeko Espezifikak: Kable Onen Erabilera eta Konexio Logikoa

PV estazioaren eraikuntzan, herrialdeko estandarrez betetzen diren kable onak erabili behar dira. Kableen neurria eta sekzioa erabiliko den indararen eta distantziaren arabera hautatu behar dira.

Distantzia luzeetarako, sekzio handiagoa behar da lerroko impedimentzia eta tenzio-eremua murrizteko.

Bereiz, konexio logikoa egitea, kable luze, garrotu, edo dobila egin behar dira. Konexioan, kableak ordenatzeko eta babesteko kable taldea edo kanala erabili ahal dira, kableen segurtasuna lortzeko.

Adibidez, PV estazio handietan, kableak lurrean jarri ahal dira, eta kableen bidea planeatuta, kableen luzera eta ebakidura murriztu, indar transmitapenaren efizientzia hobetu, eta tenzioaren gainditze akatsen probabilitatea gutxitu.

Inbertsoreak Zuzen Hautatzeko eta Instalatzeko

Inbertsoreak hautatzean, sarearen egoera osoan kontuan hartu behar da. Tensio-adaptazio maila zabal, babesa fiable, eta indar konbertsio efizientzia handiko inbertsoreak hautatu behar dira.

Instalazioan, inbertsorearen AC konexioa zuzena dela ziurtatu, fasea eta neutroa aldatu gabe, horrek tenzio anormalak saihestu.

Transformatorren Konfigurazio eta Mantentze Logikoa

Tensio-regulazio prestazio ona duen transformatorra hautatu behar da, sarearen tenzioa aldatu denean orduan eta moduan aldatu ahal izateko. Gainera, transformatorren mantentze eta monitorizazioa hedatu behar da. Transformatorren parametroak, adibidez, tap aldaketa, bobina, eta olioko maila, inspektatu behar dira, transformatorra normalki funtzionatzen duen ziurtatzeko.

Sarearen puntuarekin urrun dagoen transformatorrentzat, on-load tap changerrak erabil daitezke, transformatorren output tenzioa distantziatik kontrolatu ahal izateko, sarearen puntuaren tenzioa balio normalen barruan mantentzeko.

(3) Funtzio Monitorizazioa eta Regulazio Intelligente Estrategia: Monitorizazio Sistema Orduko Sortzea

PV estazioarentzat monitorizazio sistema orduko osoa sortu behar da, sarearen parametroak, adibidez, tenzioa, indarra, indarra, eta maiztasuna orduko kontrolatzeko. Sarearen puntuaren, inbertsorearen output amaieran, eta PV moduluan instalatutako sensorrek datuak bildu dituzte, eta horiek orduko bidali behar dira monitorizazio zentrorako. Datu handien analisi eta cloud computing plataforma erabili behar dira datuak analizatzeko eta prozesatzeko, horrek tenzioaren gainditze bezalako anomalia orduko detektatzeko ahalbidetzen du.

Adibidez, tenzioaren gainditzearen alarma-muga ezarrita, sistema automatikoki alerta bidali du, sarearen tenzioa mugarik gabeana hurbildu edo gainditzen denean, O&M langileei orduko neurriak hartzea oharra eman.

Mantentze eta Akatsen Konponbide Ordukoa

PV estazioarentzat mantentze plana ordukoa sortu behar da, gailuak orduko inspektion, mantentze, eta konponbide egiteko.

Inbertsore, PV modulu, kable, eta transformator bezalako gailuak orduko egokitu, mantentzen, eta konpondu behar dira, horrek ahalbidetzen du potentsialen akats-riskoak orduko detektatu eta konpondu. Mantentzean, gailuaren parametroak probatu eta idatzi, eta datu historikoak konparatu behar dira, gailuaren funtzio trend bat analizatzeko, eta potentsialen akatsak aurretik predikzio egin ahal izateko.