Як виявляти та запобігати автономному режиму у сонячних мережевих системах

Oliver Watts

Поле: Перевірка та тестування

China

Визначення ефекту островування

Коли поставка електроенергії з мережі переривається через аварії, операційні помилки або плановані відключення для техобслуговування, розподілені системи генерації відновлюваної енергії можуть продовжувати працювати і постачати електроенергію до місцевих споживачів, формуючи самостійний "острів", який виходить за межі контролю компанії-постачальника.

Небезпеки, спричинені ефектом островування

Втрата контролю над напругою та частотою: Компанія-постачальник не може регулювати напругу та частоту у відокремленому відрізку. Якщо ці параметри відхиляються за допустимі межі, обладнання, підключене до мережі, може бути пошкоджено.
Ризик перенавантаження: Якщо потреба в навантаженні перевищує номінальну потужність інвертора, джерело живлення може перенавантажитися, що призведе до теплового пошкодження або виходу з ладу.
Пошкодження при автоматичному закритті: Автоматичне закриття автоматичних вимикачів на відокремленому відрізку може призвести до немедленного повторного відключення та можливо пошкодити інвертори або інше обладнання.
Небезпека для персоналу: Лінії, підключені до інвертора, залишаються під напруженням під час відключень, що створює серйозні ризики електротравматизму для ремонтних бригад та загалом погіршує безпеку мережі.

Методи виявлення ефекту островування

Для виявлення ефекту островування використовуються кілька основних методів:

Виявлення зсуву частоти: У відокремленій мікромережі, система частоти зазвичай відрізняється від номінального значення головної мережі. Моніторинг змін частоти допомагає виявити умови островування. Це можна реалізувати за допомогою спеціальних пристроїв для моніторингу частоти або систем SCADA.
Виявлення зміни реактивної потужності: Без доступу до підтримки реактивної потужності головної мережі, співвідношення між випуском реактивної потужності генератора та змінами навантаження стає характерним у режимі островування. Моніторинг реактивної потужності або коефіцієнта потужності дозволяє виявити островування.
Виявлення аномалій напруги: Коливання напруги у відокремленій мікромережі часто значно відрізняються від тих, що спостерігаються у головній мережі. Виявлення таких аномалій за допомогою пристроїв для моніторингу напруги може сигналізувати про островування.
Аналіз кореляції частота-напруга: Динамічне співвідношення між частотою та напругою у відокремленій системі може відрізнятися від того, що спостерігається у режимі підключення до мережі. Аналіз цієї кореляції допомагає відрізняти події островування.
Виявлення зворотнього потоку енергії: Під час островування, розподілені генератори можуть підставляти енергію назад до лінії, яка повинна бути деенергізована. Моніторинг напрямку потоку енергії за допомогою аналізаторів потужності або пристроїв захисту може свідчити про островування.

Примітка: Залежно від конкретної конфігурації мікромережі та операційного контексту, один метод може бути недостатнім. Зазвичай використовується комбінація пасивних та активних методів виявлення. Крім того, правильний вибір, калібрування та технічне обслуговування обладнання для моніторингу є важливими для забезпечення надійного та точного виявлення.

Стратегії запобігання та зменшення ефекту островування

Для ефективного запобігання або зменшення ефекту островування зазвичай приймаються наступні заходи:

Централізоване моніторинг та контроль: Реалізація централізованої системи для постійного моніторингу статусу взаємопов'язаності та операційних параметрів как мікромережі, так і головної мережі. Після виявлення островування, система має автоматично від'єднати відокремлений відрізок.
Надійна логіка координації проти островування: Використання стійкої логіки переключення, яка гарантує, що підключення до головної мережі відбувається лише після підтвердження стабільних умов мережі, запобігаючи небезпечному повторному підключенню.
Інтелектуальні пристрої захисту: Впровадження інтелектуальних пристроїв захисту, здатних до реального часу моніторингу напруги, частоти та інших критичних параметрів. Ці пристрої можуть автономно відключати інвертори або відокремлювати кола при виявленні островування.
Програмувані логічні контролери (PLC): Використання PLC або передових контролерів для автоматизації процедур відключення та підключення на основі попередньо визначених правил безпеки та умов мережі.
Інтелектуальне управління навантаженням: Інтеграція інтелектуальних систем керування навантаженням для динамічного балансування або відключення навантаження під час операцій у режимі островування, що запобігає перенавантаженням та підвищує стабільність системи.
Перевірка на відповідність стандартам та регуляторний нагляд: Дотримання відповідних стандартів (наприклад, IEEE 1547, IEC 62109) та проведення регулярних перевірок на відповідність, щоб забезпечити, що функції проти островування відповідають вимогам безпеки та продуктивності, що мінімізує ризики для обох мереж та кінцевих користувачів.

Справжні стандарти