Cara Mendeteksi dan Mencegah Islanding dalam Sistem Grid Surya

Oliver Watts

Bidang: Pemeriksaan dan Pengujian

China

Definisi Efek Pemisahan Pulau

Ketika pasokan listrik jaringan utilitas terputus karena gangguan, kesalahan operasional, atau pemadaman untuk perawatan yang direncanakan, sistem pembangkit energi terbarukan terdistribusi mungkin tetap beroperasi dan menyediakan daya ke beban lokal, membentuk "pulau" mandiri yang berada di luar kendali perusahaan utilitas.

Bahaya yang Ditimbulkan oleh Efek Pemisahan Pulau

Kehilangan Kontrol Tegangan dan Frekuensi: Perusahaan utilitas tidak dapat mengatur tegangan dan frekuensi dalam bagian yang dipisahkan. Jika parameter ini melampaui batas yang diperbolehkan, peralatan pengguna yang terhubung dapat rusak.
Risiko Overload: Jika permintaan beban melebihi kapasitas nominal inverter, sumber daya mungkin menjadi overload dan mengalami kerusakan termal atau kegagalan.
Kerusakan Akibat Penutupan Ulang: Penutupan ulang otomatis dari pemutus sirkuit ke bagian yang dipisahkan dapat menyebabkan penutupan ulang segera dan potensial merusak inverter atau peralatan lainnya.
Bahaya Keselamatan bagi Personel: Garis yang terhubung ke inverter tetap berenergi selama pemadaman, menimbulkan risiko korsleting serius bagi tim pemeliharaan dan mengompromikan keselamatan jaringan secara keseluruhan.

Metode Deteksi untuk Efek Pemisahan Pulau

Beberapa metode utama digunakan untuk mendeteksi pemisahan pulau:

Deteksi Drift Frekuensi: Dalam mikrogrid yang dipisahkan, frekuensi sistem biasanya menyimpang dari nilai nominal jaringan utama. Memantau variasi frekuensi membantu mengidentifikasi kondisi pemisahan pulau. Ini dapat diimplementasikan menggunakan perangkat pemantauan frekuensi khusus atau sistem SCADA.
Deteksi Variasi Daya Reaktif: Tanpa akses ke dukungan daya reaktif jaringan utama, hubungan antara output daya reaktif generator dan perubahan beban menjadi unik dalam mode pulau. Memantau daya reaktif atau faktor daya memungkinkan deteksi pemisahan pulau.
Deteksi Ketidaknormalan Tegangan: Fluktuasi tegangan dalam mikrogrid yang dipisahkan sering kali berbeda signifikan dari jaringan utama. Mendeteksi anomali tersebut melalui peralatan pemantauan tegangan dapat menandakan pemisahan pulau.
Analisis Korelasi Frekuensi-Tegangan: Hubungan dinamis antara frekuensi dan tegangan dalam sistem yang dipisahkan mungkin berbeda dari mode yang terhubung ke jaringan. Menganalisis korelasi ini membantu membedakan peristiwa pemisahan pulau.
Deteksi Aliran Daya Terbalik: Selama pemisahan pulau, pembangkit terdistribusi mungkin memberikan daya kembali ke arah yang seharusnya tidak berenergi. Memantau arah aliran daya menggunakan analisis daya atau relai pelindung dapat menunjukkan pemisahan pulau.

Catatan: Bergantung pada konfigurasi mikrogrid spesifik dan konteks operasional, satu metode mungkin tidak cukup. Seringkali, kombinasi teknik deteksi pasif dan aktif digunakan. Selain itu, pemilihan, kalibrasi, dan pemeliharaan peralatan pemantauan yang tepat sangat penting untuk memastikan deteksi yang andal dan akurat.

Strategi Pencegahan dan Mitigasi Efek Pemisahan Pulau

Untuk mencegah atau mengurangi efek pemisahan pulau secara efektif, langkah-langkah berikut umumnya diadopsi:

Pemantauan dan Kontrol Sentral: Implementasikan sistem sentral untuk memantau status interkoneksi dan parameter operasional baik mikrogrid maupun jaringan utama secara terus-menerus. Setelah deteksi pemisahan pulau, sistem harus secara otomatis memutus bagian yang dipisahkan.
Logika Koordinasi Anti-Pemisahan Pulau yang Andal: Gunakan logika beralih yang kuat untuk memastikan rekonfigurasi ke jaringan utama hanya terjadi setelah kondisi jaringan stabil dikonfirmasi, mencegah penutupan ulang yang tidak aman.
Perangkat Perlindungan Cerdas: Pasangkan relai perlindungan cerdas yang mampu memantau tegangan, frekuensi, dan parameter kritis lainnya secara real-time. Perangkat ini dapat memutus inverter atau sirkuit secara otomatis ketika pemisahan pulau terdeteksi.
Programmable Logic Controllers (PLC): Gunakan PLC atau pengontrol canggih untuk mengotomatisasi prosedur putus dan sambung berdasarkan aturan keselamatan dan kondisi jaringan yang telah ditentukan.
Manajemen Beban Cerdas: Integrasikan sistem kontrol beban cerdas untuk menyeimbangkan atau mengurangi beban secara dinamis selama operasi pulau, mencegah overload dan meningkatkan stabilitas sistem.
Pengujian Kepatuhan dan Pengawasan Regulator: Patuhi standar relevan (misalnya, IEEE 1547, IEC 62109) dan lakukan pengujian kepatuhan secara berkala untuk memastikan fungsi anti-pemisahan pulau memenuhi persyaratan keselamatan dan kinerja, sehingga mengurangi risiko bagi jaringan dan pengguna akhir.

Standar Referensi