Hvordan oppdage og forhindre isolering i solcelle nettverkssystemer

Definisjon av øyeffekt

Når strømforsyningen fra kraftverksnettet blir avbrutt på grunn av feil, driftsfeil eller planlagte vedlikeholdsavbrudd, kan distribuerte fornybar energi-genereringssystemer fortsette å produsere og levere strøm til lokale laster, danner de en selvstendig "øy" som er utenfor kontrollen til kraftverkselskapet.

Farer forårsaket av øyeffekten

• Tap av spennings- og frekvenskontroll: Kraftverket kan ikke regulere spenning og frekvens i den øyede delen. Hvis disse parametrene avviker unna tillatte grenser, kan tilkoblede brukere utstyr bli skadet.

• Overbelastningsrisiko: Hvis lastbehovet overstiger inverterens nominelle kapasitet, kan strømkilden bli overbelasted og risikere termisk skade eller mislykking.

• Skade ved automatiske lukninger: Automatisk gjenåpning av sirkuitsbrytere mot en øyed del kan føre til umiddelbar ny avtakelse og potensiell skade på invertere eller annet utstyr.

• Sikkerhetsfare for personell: Linjer koblet til inverteren forbli energisatt under avbrudd, noe som innebærer alvorlige elektriske risikoer for vedlikeholdsgrupper og svekker total sikkerheten i nettet.

Deteksjonsmetoder for øyeffekt

Flere primære metoder brukes for å detektere øyeffekt:

• Frekvensdriftsdeteksjon: I et øyed mikronett, vil systemfrekvens typisk avvike fra hovednettets nominelle verdi. Overvåking av frekvensvariasjoner hjelper med å identifisere øyeforhold. Dette kan implementeres ved hjelp av dedikerte frekvensovervåkningsenheter eller SCADA-systemer.

• Reaktiv effektvariasjonsdeteksjon: Uten tilgang til hovednettets reaktive effektstøtte, blir forholdet mellom generatorers reaktiv effektutdata og lastendring mer karakteristisk i øymodus. Overvåking av reaktiv effekt eller effektfaktor gjør det mulig å detektere øyeforhold.

• Spenningsanomalideteksjon: Spenningsfluktueringer i et øyed mikronett skiller seg ofte markant fra de i hovednettet. Deteksjon av slike anomalier via spenningsovervåkningsutstyr kan signalere øyeforhold.

• Frekvens-spenningskorrelasjonanalyse: Det dynamiske forholdet mellom frekvens og spenning i et øyed system kan avvike fra det i netttilkoblet modus. Analyse av denne korrelasjonen hjelper med å skille øyeforhold.

• Omvendt effektstrømdeteksjon: Under øyeforhold, kan distribuerte generatorener gi strøm tilbake mot hva som skulle være en de-energisert linje. Overvåking av effektstrømsretning ved hjelp av effektanalyser eller beskyttelsesrelæer kan indikere øyeforhold.

Merk: Avhengig av den spesifikke mikronettkonfigurasjonen og driftsforholdene, kan en enkelt metode være utilstrekkelig. Ofte benyttes en kombinasjon av passive og aktive deteksjonsteknikker. I tillegg er riktig valg, kalibrering og vedlikehold av overvåkningsutstyr nødvendig for å sikre pålitelig og nøyaktig deteksjon.

Forebygging og moderering av øyeffekt

For å effektivt forebygge eller moderate øyeffekt, blir følgende tiltak vanligvis innført:

• Sentralisert overvåking og kontroll: Implementer et sentralt system for kontinuerlig overvåking av tilkoblingsstatus og driftsparametre for både mikronettet og hovednettet. Ved deteksjon av øyeforhold, bør systemet automatisk frakoble den øyede delen.

• Pålitelig anti-øykoordineringslogikk: Bruk robuste slaringslogikker som sikrer at omtilkobling til hovednettet bare skjer etter bekreftet stabilt netttilstand, for å forhindre usikker genlukning.

• Intelligente beskyttelsesenheter: Distribuer smarte beskyttelsesrelæer som kan overvåke spenning, frekvens og andre kritiske parametre i sanntid. Disse enhetene kan autonomt trippe invertere eller frakoble sirkuit ved deteksjon av øyeforhold.

• Programmerbare logikkstyringer (PLC): Bruk PLC-er eller avanserte styringer for å automatisere frakobling og tilkobling basert på forhåndsdefinerte sikkerhetsregler og nettforhold.

• Smart lasthåndtering: Integrer intelligente lastkontrollsystemer for dynamisk balansering eller lastnedlasting under øyede drift, for å forhindre overbelasting og forbedre systemstabilitet.

• Tilslutningstesting og regulatorisk tilsyn: Overhold relevante standarder (f.eks. IEEE 1547, IEC 62109) og gjennomfør regelmessig tilslutningstesting for å sikre at anti-øyfunksjoner oppfyller sikkerhets- og ytelseskrav, og dermed minimere risikoer for både nettet og sluttkunder.

Referansestandarder

• IEEE 1547-2018

• IEEE 1547.1-2020    

• IEEE 929-2000

• IEEE 1662-2019