Kako otkriti i spriječiti odvojenje u solarnim mrežnim sustavima

Oliver Watts

Polje: Pregled i testiranje

China

Definicija efekta otoka

Kada se snabdijevanje električnom energijom iz javne mreže prekine zbog grešaka, operativnih pogrešaka ili planiranih održavanja, distribuirani sustavi proizvodnje obnovljive energije mogu nastaviti s radom i snabdijevanjem lokalnih opterećenja, formirajući samoodrživ "otok" koji je izvan kontrole javne električne kompanije.

Opasnosti uzrokovane efektom otoka

Gubitak kontrole nad naponom i frekvencijom: Javna kompanija ne može regulirati napon i frekvenciju unutar otokovane sekcije. Ako se ovi parametri odmaknu izvan dopuštenih granica, povezana korištena oprema može biti oštećena.
Rizik od preopterećenja: Ako zahtjev za opterećenjem premaši nominirani kapacitet invertera, izvor snage može doživjeti preopterećenje i patiti termičko oštećenje ili propast.
Oštećenje pri automatskom zatvaranju: Automatsko ponovno zatvaranje prekidaca na otokovanom dijelu može dovesti do odmahne ponovne isključivanja i potencijalno oštetiti invertere ili drugu opremu.
Sigurnosni rizik za osoblje: Linije povezane s inverterom ostaju pod napajanjem tijekom prekida, stvarajući ozbiljne rizike od struje za održavajuće ekipaje i kompromitirajući ukupnu sigurnost mreže.

Metode detekcije efekta otoka

Koriste se nekoliko glavnih metoda za detekciju otoka:

Detekcija pomaka frekvencije: U mikromreži koja je otokovana, frekvencija sustava tipično odstupa od nominalne vrijednosti glavne mreže. Praćenje varijacija frekvencije pomaže u identifikaciji uvjeta otoka. Ovo se može implementirati koristeći posebne uređaje za praćenje frekvencije ili SCADA sustave.
Detekcija varijacija reaktivnog snaga: Bez pristupa podršci reaktivnog snaga glavne mreže, odnos između reaktivnog snaga izlaza generatora i promjene opterećenja postaje karakterističan u otokovanom načinu rada. Praćenje reaktivnog snaga ili faktora snage omogućuje detekciju otoka.
Detekcija anomalija napona: Fluktuacije napona u otokovanoj mikromreži često značajno razlikuju se od onih u glavnoj mreži. Detektiranje takvih anomalija putem opreme za praćenje napona može signalizirati otok.
Analiza korelacije frekvencija-napona: Dinamički odnos između frekvencije i napona u otokovanom sustavu može se razlikovati od onog u načinu rada spojenog na mrežu. Analiziranje te korelacije pomaže u razlikovanju događaja otoka.
Detekcija obrnutog toka snaga: Tijekom otoka, distribuirani generatori mogu vratiti snagu prema onome što bi trebalo biti deenergetizirana linija. Praćenje smjera toka snaga koristeći analizatore snaga ili zaštitne releje može upozoriti na otok.

Napomena: Zavisno o specifičnoj konfiguraciji mikromreže i operativnom kontekstu, jedna metoda može biti nedovoljna. Često se koristi kombinacija pasivnih i aktivnih tehnika detekcije. Također, pravilna odabir, kalibracija i održavanje opreme za praćenje su ključni za osiguranje pouzdanog i preciznog detektiranja.

Strategije sprečavanja i mitigacije efekta otoka

Za učinkovito sprečavanje ili umanjenje efekta otoka, najčešće se primjenjuju sljedeće mjere:

Centralizirano praćenje i kontrola: Implementirajte centralizirani sustav za neprekidno praćenje statusa spojenja i operativnih parametara kako mikromreže tako i glavne mreže. Nakon detekcije otoka, sustav bi trebao automatski odspojiti otokovanu sekciju.
Pouzdani logika koordinacije protivotoka: Koristite robustnu logiku prebacivanja koja osigurava da se ponovno spojenje na glavnu mrežu dešava tek nakon potvrde stabilnih uvjeta mreže, sprečavajući nebezbedno ponovno zatvaranje.
Inteligentni zaštitni uređaji: Instalirajte pametne zaštitne releje sposobne za real-time praćenje napona, frekvencije i drugih ključnih parametara. Ovi uređaji mogu autonomno isključiti invertere ili odspojiti krugove kada se detektira otok.
Programabilni logički kontroleri (PLC): Koristite PLC-e ili napredne kontrolere za automatizaciju procedura odspajanja i ponovnog spajanja temeljeno na predefinisanim sigurnosnim pravilima i uvjetima mreže.
Pametno upravljanje opterećenjem: Integrirajte inteligentne sisteme upravljanja opterećenjima za dinamičku balansiranju ili odbacivanje opterećenja tijekom otokovanog rada, sprečavajući preopterećenja i poboljšavajući stabilnost sustava.
Testiranje usklađenosti i nadzor nad regulativama: Pridržavajte se relevantnih standarda (npr. IEEE 1547, IEC 62109) i redovno provodite testiranje usklađenosti kako biste osigurali da funkcije protivotoka zadovoljavaju zahtjeve za sigurnošću i performansama, time minimizirajući rizike za mrežu i krajnje korisnike.

Referentni standardi