Как обнаружить и предотвратить островной режим в солнечных сетевых системах

Oliver Watts

Поле: Проверка и испытание

China

Определение эффекта островковости

Когда подача электроэнергии от сети прерывается из-за неисправностей, операционных ошибок или плановых отключений, распределенные системы генерации возобновляемой энергии могут продолжать работать и снабжать энергией местные нагрузки, формируя самодостаточный «остров», который выходит за пределы контроля компании-поставщика электроэнергии.

Опасности, вызванные эффектом островковости

Потеря контроля над напряжением и частотой: Компания-поставщик электроэнергии не может регулировать напряжение и частоту в островковом участке. Если эти параметры выходят за допустимые пределы, подключенное оборудование пользователей может быть повреждено.
Риск перегрузки: Если спрос на нагрузку превышает номинальную мощность инвертора, источник питания может перегружаться, что приводит к тепловым повреждениям или отказу.
Повреждение при повторном включении: Автоматическое повторное включение автоматических выключателей на островковый участок может вызвать немедленное повторное отключение и потенциально повредить инверторы или другое оборудование.
Опасность для персонала: Линии, подключенные к инвертору, остаются под напряжением во время отключений, что создает серьезный риск поражения электрическим током для ремонтных бригад и угрожает общей безопасности сети.

Методы обнаружения эффекта островковости

Существует несколько основных методов обнаружения островковости:

Обнаружение дрейфа частоты: В островковой микросети частота системы обычно отклоняется от номинального значения основной сети. Мониторинг изменений частоты помогает определить условия островковости. Это можно реализовать с помощью специальных устройств мониторинга частоты или систем SCADA.
Обнаружение изменения реактивной мощности: Без доступа к реактивной мощности основной сети соотношение между выходом реактивной мощности генератора и изменением нагрузки становится уникальным в островковом режиме. Мониторинг реактивной мощности или коэффициента мощности позволяет обнаруживать островковость.
Обнаружение аномалий напряжения: Колебания напряжения в островковой микросети часто существенно отличаются от тех, которые наблюдаются в основной сети. Обнаружение таких аномалий с помощью оборудования для мониторинга напряжения может сигнализировать о наличии островковости.
Анализ корреляции частоты и напряжения: Динамическая связь между частотой и напряжением в островковой системе может отличаться от связи в режиме подключения к сети. Анализ этой корреляции помогает различать события островковости.
Обнаружение обратного потока мощности: Во время островковости распределенные генераторы могут подавать энергию обратно по линиям, которые должны быть обесточены. Мониторинг направления потока мощности с помощью анализаторов мощности или реле защиты может указывать на островковость.

Примечание: В зависимости от конкретной конфигурации и операционного контекста микросети, одного метода может быть недостаточно. Часто используются комбинации пассивных и активных методов обнаружения. Кроме того, правильный выбор, калибровка и обслуживание оборудования для мониторинга являются необходимыми для обеспечения надежного и точного обнаружения.

Стратегии предотвращения и смягчения эффекта островковости

Для эффективного предотвращения или смягчения островковости обычно принимаются следующие меры:

Централизованный мониторинг и управление: Реализация централизованной системы для непрерывного мониторинга состояния соединения и операционных параметров как микросети, так и основной сети. При обнаружении островковости система должна автоматически отключать островковый участок.
Надежная логика координации против островковости: Применение прочной логики переключения, которая гарантирует, что повторное подключение к основной сети происходит только после подтверждения стабильных условий сети, предотвращая небезопасное повторное включение.
Интеллектуальные защитные устройства: Развертывание умных реле защиты, способных к реальному времени мониторингу напряжения, частоты и других критических параметров. Эти устройства могут автономно отключать инверторы или разрывать цепи при обнаружении островковости.
Программируемые логические контроллеры (PLC): Использование PLC или продвинутых контроллеров для автоматизации процедур отключения и повторного подключения на основе заранее определенных правил безопасности и условий сети.
Умное управление нагрузкой: Интеграция интеллектуальных систем управления нагрузкой для динамического балансирования или сброса нагрузок во время островковой работы, предотвращая перегрузки и повышая устойчивость системы.
Тестирование на соответствие и надзор: Соблюдение соответствующих стандартов (например, IEEE 1547, IEC 62109) и проведение регулярных тестов на соответствие, чтобы обеспечить, что функции против островковости соответствуют требованиям безопасности и производительности, минимизируя риски для сети и конечных пользователей.

Ссылочные стандарты