Πώς να Ανιχνεύσετε και Προλάβετε την Απομόνωση σε Συστήματα Ηλιακών Δικτύων

Ορισμός Φαινομένου Περιοχής-Νησιού

Όταν η παροχή ενέργειας από το δίκτυο εφοδιασμού διακόπτεται λόγω σφάλματος, λανθασμένης λειτουργίας ή προγραμματισμένων διακοπών για συντήρηση, τα συστήματα κατανεμημένης παραγωγής ανανεώσιμης ενέργειας μπορεί να συνεχίσουν να λειτουργούν και να παρέχουν ενέργεια σε τοπικές φορτίες, δημιουργώντας ένα αυτόνομο «νησί» πέρα από τον έλεγχο της εταιρείας εφοδιασμού.

Κίνδυνοι Λόγω Φαινομένου Περιοχής-Νησιού

• Απώλεια Ελέγχου Τάσης και Συχνότητας: Η εταιρεία εφοδιασμού δεν μπορεί να ρυθμίζει την τάση και τη συχνότητα στην περιοχή-νησιού. Αν αυτά τα παράμετρα αποκλίνουν πέρα από τους επιτρεπτούς ορίους, το συνδεδεμένο εξοπλισμός των χρηστών μπορεί να βλαφθεί.

• Ρίσκο Υπερφόρτισης: Αν η ζήτηση φορτίου υπερβαίνει την ρυθμισμένη ικανότητα του αντιστροφού, η πηγή ενέργειας μπορεί να υπερφορτιστεί και να υποστεί θερμική βλάβη ή παύση λειτουργίας.

• Βλάβη Λόγω Αυτόματης Ανασύνδεσης: Η αυτόματη ανασύνδεση προστατευτικών σταγόνων σε μια περιοχή-νησιού μπορεί να προκαλέσει άμεση ανασύνδεση και πιθανά να βλάψει αντιστρόφους ή άλλο εξοπλισμό.

• Κίνδυνος Ασφάλειας για το Προσωπικό: Οι γραμμές που συνδέονται με τον αντιστρόφο παραμένουν υπερήφανες κατά τη διάρκεια διακοπών, παρουσιάζοντας σοβαρά ρίσκα ηλεκτροκτονίας για το προσωπικό συντήρησης και υπονομεύοντας την συνολική ασφάλεια του δικτύου.

Μέθοδοι Ανίχνευσης Φαινομένου Περιοχής-Νησιού

Χρησιμοποιούνται πολλές βασικές μέθοδοι για την ανίχνευση περιοχής-νησιού:

• Ανίχνευση Διαφοράς Συχνότητας: Σε ένα μικρό δίκτυο-νησιό, η συχνότητα του συστήματος συνήθως αποκλίνει από την ονομαστική τιμή του κυρίως δικτύου. Η παρακολούθηση των μεταβολών συχνότητας βοηθά στην αναγνώριση συνθηκών περιοχής-νησιού. Αυτό μπορεί να εφαρμοστεί με τη χρήση ειδικών συσκευών παρακολούθησης συχνότητας ή συστημάτων SCADA.

• Ανίχνευση Μεταβολής Ρεακτίβης Ισχύος: Χωρίς πρόσβαση στην υποστήριξη ρεακτίβης ισχύος του κυρίως δικτύου, η σχέση μεταξύ της εξόδου ρεακτίβης ισχύος ενός γεννήτρια και της μεταβολής του φορτίου γίνεται διαφορετική σε λειτουργία περιοχής-νησιού. Η παρακολούθηση της ρεακτίβης ισχύος ή του παράγοντα δύναμης επιτρέπει την ανίχνευση περιοχής-νησιού.

• Ανίχνευση Ανωμαλίας Τάσης: Οι διακυμάνσεις τάσης σε ένα μικρό δίκτυο-νησιό συνήθως διαφέρουν σημαντικά από αυτές του κυρίως δικτύου. Η ανίχνευση τέτοιων ανωμαλιών μέσω συσκευών παρακολούθησης τάσης μπορεί να σηματοδοτήσει περιοχή-νησιό.

• Ανάλυση Συσχετισμού Συχνότητας-Τάσης: Η δυναμική σχέση μεταξύ συχνότητας και τάσης σε ένα σύστημα περιοχής-νησιού μπορεί να διαφέρει από εκείνη σε λειτουργία συνδεδεμένη με το δίκτυο. Η ανάλυση αυτού του συσχετισμού βοηθά στη διάκριση γεγονότων περιοχής-νησιού.

• Ανίχνευση Αντίστροφης Κατεύθυνσης Ροής Ισχύος: Κατά τη διάρκεια περιοχής-νησιού, οι κατανεμημένοι γεννήτριες μπορεί να παρέχουν ισχύ προς μια γραμμή που θα έπρεπε να είναι αποενεργοποιημένη. Η παρακολούθηση της κατεύθυνσης ροής ισχύος με χρήση αναλυτών ισχύος ή προστατευτικών σταγόνων μπορεί να σηματοδοτήσει περιοχή-νησιό.

Σημείωση: Ένα μόνιμο μέθοδο μπορεί να είναι ανεπαρκές, εξαρτώμενο από τη συγκεκριμένη διάρθρωση και λειτουργικό πλαίσιο του μικροδικτύου. Συχνά, εφαρμόζονται συνδυασμοί παθητικών και ενεργών τεχνικών ανίχνευσης. Επιπλέον, η κατάλληλη επιλογή, διαμόρφωση και συντήρηση των συσκευών παρακολούθησης είναι απαραίτητες για την εγγύηση αξιόπιστης και ακριβούς ανίχνευσης.

Προληπτικές και Αντιμετώπισης Στρατηγικές για το Φαινόμενο Περιοχής-Νησιού

Για την αποτελεσματική πρόληψη ή αντιμετώπιση περιοχής-νησιού, συνήθως υιοθετούνται τα εξής μέτρα:

• Κεντρική Παρακολούθηση και Έλεγχος: Εφαρμόστε ένα κεντρικό σύστημα για τη συνεχή παρακολούθηση του καταστάσεων σύνδεσης και λειτουργικών παραμέτρων τόσο του μικροδικτύου όσο και του κυρίως δικτύου. Κατά την ανίχνευση περιοχής-νησιού, το σύστημα θα πρέπει να αποσυνδέσει αυτόματα την περιοχή-νησιό.

• Βασική Λογική Αντιμετώπισης Περιοχής-Νησιού: Χρησιμοποιήστε ισχυρή λογική ανασύνδεσης που εξασφαλίζει ότι η ανασύνδεση στο κυρίως δίκτυο συμβαίνει μόνο μετά την επιβεβαίωση σταθερών συνθηκών, προλεγόμενης ασφαλούς ανασύνδεσης.

• Έξυπνες Συσκευές Προστασίας: Προσθέστε έξυπνες προστατευτικές σταγόνες που είναι σε θέση να παρακολουθούν πραγματικού χρόνου την τάση, τη συχνότητα και άλλες κρίσιμες παραμέτρους. Αυτές οι συσκευές μπορούν να αποσυνδέσουν αυτόματα αντιστρόφους ή γραμμές όταν ανιχνεύεται περιοχή-νησιό.

• Προγραμματιζόμενοι Λογικοί Ελεγκτές (PLCs): Χρησιμοποιήστε PLCs ή προηγμένους ελεγκτές για την αυτοματοποίηση των διαδικασιών αποσύνδεσης και ανασύνδεσης με βάση προκαθορισμένους κανόνες ασφάλειας και συνθήκες δικτύου.

• Έξυπνη Διαχείριση Φορτίων: Ενσωματώστε έξυπνα συστήματα ελέγχου φορτίων για την δυναμική ισορροπία ή απορίψη φορτίων κατά τη λειτουργία περιοχής-νησιού, προλεγόμενης υπερφόρτισης και ενίσχυσης της σταθερότητας του συστήματος.

• Ελέγχος Συμμόρφωσης και Επιτροπική Επίβλεψη: Συμμορφώστε με τα σχετικά πρότυπα (π.χ., IEEE 1547, IEC 62109) και διεξάγετε συνεχείς δοκιμές συμμόρφωσης για να εξασφαλίσετε ότι οι λειτουργίες αντιμετώπισης περιοχής-νησιού πληρούν τις απαιτήσεις ασφάλειας και απόδοσης, μειώνοντας τα ρίσκα για το δίκτυο και τους τελικούς χρήστες.

Πρότυπα Αναφοράς

• IEEE 1547-2018

• IEEE 1547.1-2020    

• IEEE 929-2000

• IEEE 1662-2019