Фотоэлектрик станцияда жогары напряжение ақырсыз қатынасына толық кітап: себептер риски және жүйелі шешімдер

I. Сеттік напының ашық деңгейінің қатары деген не?

Сеттік напының ашық деңгейі - бұл энергиялық жүйелерде немесе схемаларда напының нормалды іске қосылу аралығынан астам болуы.

Жалпысынан, жылдамдық уақытта, егер ЖКН (Жекелендірілген Квадраттық Напы) AC напының мәні номиналдық мәннен 10% дан асқан және 1 минуттан кейін ұзақталса, ол сеттік напының ашық деңгейінің қатары ретінде анықталады.

Мисалы, Китайда ыңғайлы 380В үш фазалы сеттік жүйеде, егер напы 418В-ден асқан және белгілі бір уақыт ұзақталса, сеттік напының ашық деңгейінің қатарын пайдалануы мүмкін.

Фотоэлектрстандарда, толыққа қосылатын инверторлар сеттік напыны әзірше және өзара қарап тұрады.

Инверторлар сәтті түрде жоғары деңгейдегі напы сенсорларымен жабдықталған, олар реалды уақытта сеттік напы сигналдарын жинауға және оларды инверторлардың басқару жүйесіне жіберуге қызмет етеді, олар сигналдарды талдайды және өңдейді, сеттік напының белгіленген аралықта екенін анықтайтын.

Егер сеттік напы алдын ала қойылған қауіпсіз аралықтан асқаны анықталса, инвертор тутын түрде қорғау механизмін инициализациялайды, жұмыстан тоқтатылады және сеттен ажыратылады, тағы да ашық напының тəжірибелікті құрылғыларға зиян беруін және құрылғылар мен операторлардың қауіпсіздігін сақтау үшін.

Осында, бірнеше үлкен фотоэлектрстандарда, арнайы энергиялық сапа мониторинг құрылғылары орнатылып, сапаның барлық параметрлерін толық, реалды уақытта қарап, напының ашық деңгейі сияқты энергиялық сапа қатарларын ұзақтыққа қарай табу және шешу үшін.

II. Напының ашық деңгейінің себептері

(1) Шина Факторлары: Кабельдік Инпеданс Тәсірі

Инвертор мен сетке қосылу нүктесі арасындағы кабелдер энергия өтуде маңызды рөл атқарады.

Егер кабель өте жұлдыз болса, оның қарсылығы артық. Ом заңына (U = I×R) сәйкес, тұрақты ағыммен, қарсылықтың артуы напының төмендетуіне әкеледі, сонымен қатар инвертордың жағындағы АС шығыс напыны артық болады.

Өте ұзын кабелдер де қарсылықты арттырады, напының артуына әкеледі. Мисалы, алыс аймақтардағы фотоэлектрстандарда, сетке қосылу нүктесі өте алыс болғанда, емес стандарттарға сай кабелдерді пайдалану напының ашық деңгейінің қатарына әкелуі мүмкін, өйткені кабельдік инпеданс өте артық болады.

Егер кабелдер қиылысқан болса, олардың индуктивтілігі артық. АС схемаларында, индуктивтілік ағымдың өтуіне тағы қарсылық қояды, напының таратылуын қате етуге және напының ашық деңгейін пайдалануына әкеледі.

Шығыс Деңгейіндегі Қателер

Фотоэлектрстандың бастапқы орнату кезінде, туынды АС кабелдерінің қате орнатылуы (мисалы, нейтраль терминалын жив қатарына қосу) напының қате болуына әкеледі. Бұл инвертордың нақты сеттік напынан әртүрлі напын анықтауына әкеледі, сондықтан ашық напы қорғау механизмин пайдалануына әкеледі.

Инвертор бірнеше уақыт ішінде жұмыс істеген кезде, сетке қосылу кабелдерінің басқаруы қате болуы немесе қиын болуы қосылыс қарсылығын арттырады. Жоулану заңына (Q = I²Rt, Q - жылу, I - ағым, R - қарсылық, t - уақыт) сәйкес, қосылыс қарсылығының артуы көбірек жылу қалыптасуына әкеледі, локалды температураны арттырады. Бұл сызықтың электр қызметін зиян етеді, инверторда қауіпсіз напының қызметіне әкеледі және напының ашық деңгейінің қатарын пайдалануына әкеледі.

(2) Сеттік Құрылым және Жүк Факторлары: Сеттік Емделу қабілеті және Жүк Емдеуі Арасындағы Конфликт

Бірнеше аймақтарда, әсіресе алыс ауыл аймақтарында немесе өнеркәсіптік қауіпсіздіктің дамуы кем аймақтарында, сеттің жүк емдеу қабілеті шектеулі. Егер бірдей энергия тарату аймағында орнатылған фотоэлектр станцияларының қуаты өте көп болса, көп фотоэлектр энергиясы сетке қосылады. Егер сет бұл энергияны уақытымен және өнімді түрде еме алмаса, сеттік напы артық болады.

Трансформатордың Маңызды Рөлі

Трансформаторлар сетте напын өзгерту және энергия таратуда маңызды рөл атқарады:

Егер трансформатор сетке қосылу нүктесінен өте алыс болса, оның шығыс напысы сызықтық напының жеңілдетуіне қатысты компенсация үшін артық болады және трансформатордан ұзақ аралықта нормалды напын қамтамасыз етеді. Бірақ, бұл трансформаторға жақын сетке қосылу нүктесінде напының артық болуына әкелуі мүмкін.

Арнайы трансформатор түбірлерінің қатынасын қолдану немесе іске қосу қателері (мисалы, түбір өзгерту модулінің қысқартылған қосылысуы) трансформатордың спиралдарының қатынасына тәсіл етеді, шығыс напының қате артық болуына және сеттік напының ашық деңгейінің қатарына әкеледі.

(3) Инвертордың Маңызды Рөлі: Бастапқы Параметрлер және Іске Қосу Қателері

Инверторлар заводта ұсынылған напы қорғау диапазонымен шығады. Нақты қолдануда, егер бұл ұсынылған аралық нақты жердегі сеттік шарттарға сәйкес болмаса, қате бағалау ықтимал. Мисалы, егер сеттік напы нормалды аралықта өзгерсе, бірақ инвертордың напы қорғау сипаттамасы өте төмен болса, инвертор тың қатырақ ашық напы қатарын пайдалануы ықтимал.

Узун мерзімде, инверторлар аппараттық қателерге ұшырай алады (мисалы, напы сенсорларының қыбылдамасы, басқару платтарының қыбылдамасы). Бұл қателер инвертордың сеттік напын қате анықтауына әкеледі, сондықтан ашық напы қорғау механизмин қате іске қосуына және инвертордың жұмыстан тоқтатылуына әкеледі.

Бірнеше Инверторлардың Қосылуындағы Қателер

Үлкен фотоэлектрстандарда, бірнеше инверторлар бір уақытта сетке қосылуы мүмкін. Егер бірнеше бір фазалы инверторлар бір фазада концентраландырылса, ол фазадағы ағым өте көп болады, сеттік напының теңсіздігін пайда етеді және осы фазадағы напын артық болады.

III. Напының ашық деңгейінің фотоэлектрстандарға және сетке әсері

(1) Фотоэлектрстандардың Құрылғыларына Әсері: Инверторлардың Қатарының Артуы

Егер сеттік напы ашық деңгейде болса, инвертордың ішкі электрондық құрылғылары өзінің номиналдық мәнінен асқан напына қабылдайды, бұл құрылғылардың ыңғайлауын ыңғайлап, қатырақ түрде қыбылдамасына әкеледі.

Мисалы, инверторлардың (мисалы, IGBT, изолдасқан гатылдық биполярлы транзисторлар) ашық напы шартында қосылыс пен тоқтату кезінде напының қысымы артық болады, бұл олардың қыбылдамасына әкеледі және инвертордың қызмет етпей қалуына әкеледі.

Дегенмен, ашық напы инвертордың басқару схемасында қателер пайда етуі мүмкін, оның шығыс напы және ағымды дәл басқару қабілетін азайтуына әкеледі, сондықтан инвертордың қызмет ету қабілеті мен қауіпсіздігін төмендетеді.

Фотоэлементтердің Өмір Мерзімінің Қысқартылуы

Өте жоғары сеттік напы инвертор арқылы фотоэлементтерге қайта қосылады, олардың ішкі полупроводников материалдарының қызмет ету параметрлерін өзгертеді, бұл горячие точки және микро трещины сияқты қателер пайда етуіне әкеледі.

(2) Сеттің Стабилдігіне Әсері: Энергиялық Сапаның Дегендері

Сеттік напының ашық деңгейі энергиялық сапаны дегендерін әкеледі және гармоникалық загрязнение пайда етеді. Егер напы нормалды аралықтан асқанда, энергиялық жүйедегі нелинейдік жүктер қосымша гармоникалық ағымдарды қалыптасуына әкеледі, бұл, өзінде, сеттік напын қате етеді, қатырақ цикл қалыптасады. Гармоникалық ағымдар электр құрылғыларында жылу қалыптасуын арттырады, қызмет ету мерзімін азайтады және хабарласу жүйелерінің нормалды қызмет етуіне әсер етеді, энергиялық жүйенің жалпы стабилдігін төмендетеді.

(3) Энергия Құралуының Жоюлары және Экономикалық Пайданың Азайуы: Инверторлардың Жұмыстан Тоқтатылуы және Қызмет Ету Қабілетінің Төмендетілуі

Егер инвертор сеттік напының ашық деңгейін анықтаса, ол қорғау үшін жұмыстан тоқтатылады немесе қызмет ету қабілетін төмендетеді. Инвертордың жұмыстан тоқтатылуы фотоэлектрстандың барлық энергия құралуын тоқтатады, бұл түрде прямое потери энергии қалыптасады.

Узун мерзімде эксплуатация және техникалық қызмет ету құнының артуы

Напының ашық деңгейінің қатарлары туралы фотоэлектрстандардың құрылғыларының (мисалы, инверторлар және фотоэлементтер) қыбылдамасы оңай қызмет ету үшін жабық және ауыстыру қажет. Бұл өзінде қызмет ету құнын арттырады, өйткені қызмет ету мерзімінің қысқартылуына әкеледі, қызмет ету құнын арттырады.

IV. Напының ашық деңгейінің қатарларына әсер ету үшін эффективті шешімдер

(1) Салыстыру және құрылымды оптимизациялау: Сеттің толық зерттеу және бағалауы

Фотоэлектрстандың құрылымдың бастапқы кезінде, месттік сеттің толық және терең зерттеу және бағалауы қажет. Сеттің құрылымы, қабілеті, жүк шарттары, напының өзгеру аралығы сияқты негізгі параметрлер терең түрде түсінілген. Профессиональды энергиялық талдау программалары қолданылып, фотоэлектрстандың сетке қосылуынан кейін сетке әсерін симуляциялау және талдау үшін қолданылады.

Мисалы, PSCAD (Power System Computer-Aided Design) немесе ETAP (Electrical Transient Analyzer Program) сияқты құралдар арқылы, әртүрлі фотоэлектр станцияларының қуаты, қосылу орны және қосылу әдістерінің өзгеруінде сеттік напының өзгеруін симуляциялау мүмкін. Бұл фотоэлектрстандың ең ыңғайлы құрылым планын анықтауға, сетке қосылу нүктесіндегі денсаулық напын қамтамасыз етуге және напының ашық деңгейінің қатарының қауіпсіздігін төмендету үшін көмектеседі.

Фотоэлектрстандардың қуатын рационалды планирование

Сеттің жүк емдеу қабілеті мен трансформатордың қабілетіне сүйене отырып, фотоэлектрстандардың қуаты рационалды планированы қажет. Бірдей энергия тарату аймағында фотоэлектр құрылғыларын қатырақ концентраланбау қажет, өйткені сет бұл энергияны еме алмаса, напының артуына әкеледі.

Инверторлардың қосылу әдістерін оптимизациялау

Бірнеше инверторлары бар фотоэлектрстандар үшін, инверторлардың қосылу әдістері оптимизациялануы қажет. Бір фазада бірнеше бір фазалы инверторларды концентраланбау қажет, оларды үш сеттік фазада теңсіздікпен тартау қажет, бұл үш фазадағы ағымды теңестіреді және қатырақ ағымдың артуына әкеледі.

(2) Құрылғыларды таңдау, орнату және инициализациялау стандарттары: Жоғары сапаға ие кабелдерді пайдалану және рационалды орнату

Фотоэлектрстандардың құрылымдауында, мемлекеттік стандарттарға сәйкес жоғары сапаға ие кабелдер қолданылуы қажет. Кабелдердің параметрлері мен көлемі нақты өткізу қуатына және аралығына сүйене отырып таңдалады.

Узак аралықты қосу үшін, сызықтық инпеданс және напының төмендетуін азайту үшін үлкен көлемдегі кабелдер қажет.

Сонымен қатар, орнату рационалды болуы қажет, өте ұзын, қиылысқан немесе қажетсіз қиылысқан кабелдерді қолданбау қажет. Орнату кезінде, кабелдерді қорғау және ұстау үшін кабелдердің желілері немесе каналдары қолданылады, кабелдердің қауіпсіз қызмет етуі қамтамасыз етеді.

Мисалы, үлкен фотоэлектрстандарда, жер астында кабелдер қалау қолданылады, кабелдердің маршруты рационалды қалау үшін, кабелдердің ұзындығын және қиылысуын азайту үшін, энергия өткізу үздігін жақсарту және напының ашық деңгейінің қатарының ықтималдығын төмендету үшін.

Точное выбор и установка инверторов

Инверторларды таңдау кезінде, месттік сеттік шарттарға толық ескеріс қажет. Жоғары вольттық адаптация аралығы, қауіпсіз ашық напы қорғау және жоғары энергия конвертациялық үздігі бар инверторлар таңдалуы қажет.