Kako otkriti i sprečiti odsecanje u solarnim mrežnim sistemima

Oliver Watts

Polje: Pregled i testiranje

China

Definicija efekta otočenja

Kada se snabdevanje električnom energijom iz javne mreže prekine zbog grešaka, operativnih grešaka ili planiranih održavanja, distribuirani sistemi generisanja obnovljivih izvora energije mogu nastaviti sa radom i snabdevanjem lokalnih opterećenja, formirajući samoodrživi "otok" koji je izvan kontrole javne kompanije.

Opasnosti koje prouzrokuje efekat otočenja

Gubitak kontrole nad naponom i frekvencijom: Javna kompanija ne može regulisati napon i frekvenciju u otočenoj sekciji. Ako ovi parametri odstupaju izvan dopustivih granica, povezana korisnička oprema može biti oštećena.
Rizik od preopterećenja: Ako potražnja za opterećenjem premaši nominalnu kapacitet inverzora, izvor struje može doći do preopterećenja i patiti termičko oštećenje ili propast.
Oštećenje pri ponovnom zatvaranju: Automatsko ponovno zatvaranje prekidaca na otočenoj sekciji može dovesti do odmahne ponovne isključenosti i potencijalno oštetiti invertere ili drugu opremu.
Opasnost za osoblje: Linije povezane sa inverterom ostaju pod napajanjem tokom prekida, što predstavlja ozbiljan rizik od strujne udarne te kompromitira ukupnu sigurnost mreže.

Metode detekcije efekta otočenja

Nekoliko primarnih metoda se koristi za detekciju otočenja:

Detekcija klizanja frekvencije: U mikromreži koja je otočena, sistemsko frekvencija tipično odstupa od nominalne vrednosti glavne mreže. Monitorisanje varijacija frekvencije pomaže u identifikaciji uslova otočenja. Ovo se može implementirati korišćenjem specifičnih uređaja za monitorisanje frekvencije ili SCADA sistema.
Detekcija varijacija reaktivne snage: Bez pristupa reaktivnoj snazi podršci glavne mreže, odnos između reaktivne snage generatora i promene opterećenja postaje karakterističan u otočenom režimu. Monitorisanje reaktivne snage ili faktora snage omogućava detekciju otočenja.
Detekcija anomalija napona: Fluktuacije napona u otočenoj mikromreži često značajno razlikuju se od onih glavne mreže. Detektovanje takvih anomalija putem opreme za monitorisanje napona može signalizirati otočenje.
Analiza korelacije frekvencije i napona: Dinamički odnos između frekvencije i napona u otočenom sistemu može se razlikovati od onog u režimu povezanom sa mrežom. Analiza ove korelacije pomaže u razlikovanju događaja otočenja.
Detekcija obrnutog toka snage: Tijekom otočenja, distribuirani generatori mogu isporučivati snagu prema liniji koja bi trebalo da bude deenergizovana. Monitorisanje smera toka snage korišćenjem analizatora snage ili zaštitnih releja može ukazivati na otočenje.

Napomena: Zavisno od specifične konfiguracije mikromreže i operativnog konteksta, jedna metoda može biti nedovoljna. Često se koriste kombinacije pasivnih i aktivnih tehnika detekcije. Takođe, odgovarajući izbor, kalibracija i održavanje opreme za monitorisanje su ključni za osiguranje pouzdanog i tačnog detektovanja.

Strategije prevencije i mitigacije efekta otočenja

Da bi se efektivno sprečilo ili smanjilo otočenje, često se primenjuju sledeće mere:

Centralizovano monitorisanje i kontrola: Implementirati centralizovani sistem za kontinuirano monitorisanje statusa spajanja i operativnih parametara kako mikromreže tako i glavne mreže. Nakon detekcije otočenja, sistem bi trebao automatski odspajati otočenu sekciju.
Pouzdano logičko upravljanje protiv otočenja: Koristiti robustnu logiku prebacivanja koja osigurava da se prebacivanje na glavnu mrežu dešava tek nakon potvrde stabilnih uslova mreže, sprečavajući nebezbedno ponovno zatvaranje.
Inteligentni zaštitni uređaji: Instalirati pametne zaštitne releje sposobne za realno vreme monitorisanja napona, frekvencije i drugih ključnih parametara. Ovi uređaji mogu autonomno isključivati invertere ili odspajati krugove kada se detektuje otočenje.
Programabilni logički kontroleri (PLC): Koristiti PLC-e ili napredne kontrolere za automatizaciju procedura odspajanja i prebacivanja na osnovu predefinisanih pravila bezbednosti i uslova mreže.
Pametno upravljanje opterećenjem: Integrirati inteligentne sisteme upravljanja opterećenjem da bi dinamički balansirali ili smanjavali opterećenje tijekom otočenog rada, sprečavajući preopterećenje i unapređujući stabilnost sistema.
Testiranje usklađenosti i nadzor regulativa: Pridržavati relevantne standarde (npr. IEEE 1547, IEC 62109) i redovno provoditi testiranje usklađenosti kako bi se osiguralo da funkcije protiv otočenja zadovoljavaju zahteve za bezbednost i performanse, time minimizirajući rizike i za mrežu i za krajnje korisnike.

Referentni standardi