Hvordan detektere og forebygge isolering i solcelleanlæg
Definition af Islanding Effekt
Når strømforsyningen fra nettet er afbrudt på grund af fejl, driftsfejl eller planlagte vedligeholdelsesafbrydelser, kan decentraliserede fornyelige energi-produktionssystemer fortsætte med at producere og levere strøm til lokale forbrugere, hvilket danner et selvstændigt "ø" som er uden for energiselskabets kontrol.
Faretyper forbundet med Islanding Effekt
Tab af spændings- og frekvenskontrol: Energiselskabet kan ikke regulere spænding og frekvens i den isolerede del. Hvis disse parametre afviger fra de tilladte grænser, kan forbundet udstyr blive skadet.
Overbelastningsrisiko: Hvis forbruget overstiger inverterens nominelle kapacitet, kan kilden blive overbelasted og lid termisk skade eller mislykkes.
Skade ved automatiske lukninger: Automatisk genlukning af brydere til en isoleret del kan medføre øjeblikkelig gentripning og potentielt skade invertere eller andet udstyr.
Sikkerhedsrisiko for personale: Ledninger forbundet til inverteren er under afbrydelser stadig eldende, hvilket indebærer alvorlige risici for elektriske stød for vedligeholdelsespersonale og kompromitterer den generelle sikkerhed af nettet.
Detektionsmetoder for Islanding Effekt
Der anvendes flere primære metoder til detektion af islanding:
Frekvensdriftsdetektion: I et isoleret mikronet vil systemets frekvens typisk afvige fra hovednettets nominelle værdi. Overvågning af frekvensvariationer hjælper med at identificere islanding-betingelser. Dette kan implementeres ved hjælp af dedikerede frekvensovervågningsenheder eller SCADA-systemer.
Reaktiv effektvariationsdetektion: Uden adgang til hovednettets reaktive effektsupport bliver forholdet mellem generatorens reaktive effektoutput og lastændringer karakteristisk i ø-tilstand. Overvågning af reaktiv effekt eller effektfaktor gør det muligt at opdage islanding.
Spændingsanomalidetektion: Spændingsfluktuationer i et isoleret mikronet forskellige ofte betydeligt fra dem i hovednettet. Detektion af sådanne anomalier via spændingsovervågningsudstyr kan signalere islanding.
Frekvens-spændingskorrelationsanalyse: Den dynamiske relation mellem frekvens og spænding i et isoleret system kan afvige fra den i netforbundet tilstand. Analyse af denne korrelation hjælper med at skelne islanding-hændelser.
Omvendt effektstrømdetektion: Under islanding kan decentraliserede generatorer føde effekt tilbage mod hvad der burde være en de-energiseret ledning. Overvågning af effektstrømsretningen ved hjælp af effektanalyser eller beskyttelsesrelæ kan indikere islanding.
Bemærk: Afhængigt af den specifikke mikronetkonfiguration og driftscontext, kan en enkelt metode være utilstrækkelig. Ofte anvendes en kombination af passive og aktive detektionsteknikker. Desuden er korrekt udvalg, kalibrering og vedligeholdelse af overvågningsudstyr afgørende for at sikre pålidelig og præcis detektion.
Forebyggelses- og modereringsstrategier for Islanding Effekt
For at effektivt forebygge eller moderere islanding, anvendes følgende foranstaltninger ofte:
Centraliseret overvågning og kontrol: Implementer et centraliseret system til konstant overvågning af interkonnexionsstatus og driftsparametre for både mikronettet og hovednettet. Ved detektion af islanding skal systemet automatisk afkoble den isolerede del.
Pålidelig anti-islanding koordinationslogik: Anvend robuste skiftelogik, der sikrer, at genforbindelse til hovednettet kun finder sted, når stabile netforhold er bekræftet, og usikre lukninger undgås.
Intelligente beskyttelsesenheder: Distribuer smarte beskyttelsesrelæ, der er i stand til realtidsovervågning af spænding, frekvens og andre kritiske parametre. Disse enheder kan autonomt trippe invertere eller afkoble kredsløb, når islanding er opdaget.
Programmerbare logikkontroller (PLC): Brug PLC'er eller avancerede kontroller til at automatisere afkoblings- og genforbindelsesprocedurer baseret på fordefinerede sikkerhedsregler og netforhold.
Smart laststyring: Integrer intelligente laststyringssystemer for at dynamisk balancere eller slippe laste under isoleret drift, hvilket forebygger overbelastninger og forbedrer systemets stabilitet.
Overholdelse af standarder og regulerende tilsyn: Overhold relevante standarder (fx IEEE 1547, IEC 62109) og udfør regelmæssige overholdelsetests for at sikre, at anti-islanding-funktionerne opfylder sikkerheds- og ydelseskrav, hvilket minimaliserer risici for både nettet og slutbrugerne.
Referencenormer
IEEE 1547-2018
IEEE 1547.1-2020
IEEE 929-2000
IEEE 1662-2019
