Λύση Παρακολούθησης Αρμονικών για Σταθμούς Νέων Πηγών Ενέργειας: Συνολική Διαχείριση Υψηλοσυχνών Αρμονικών σε Φωτοβολταϊκά Παρκα
Ι. Σενάριο Προβλήματος
Εγκατάσταση υψηλής συχνότητας από κλάστες ενεργοποιητών φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων
Κατά τη λειτουργία μεγάλων κεντρικών φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων, πολλοί ενεργοποιητές που λειτουργούν παράλληλα παράγουν ευρείας ζώνης αρμονικές στην περιοχή 150-2500Hz (κυρίως οι 23ης έως 49ης αρμονικές), προκαλώντας τα εξής προβλήματα στο δίκτυο:
- Συνολική Διαστροφή Τροποποίησης Ρεύματος (THDi) που φθάνει στο 12,3%, υπερβαίνοντας σημαντικά τα όρια του προτύπου IEEE 519-2014.
- Προκαλεί υπερφόρτωση, υπερθέρμανση και λανθασμένη λειτουργία προστατικών συσκευών των συστημάτων καταθέσεων καταναλωτών.
- Αύξηση της Ηλεκτρομαγνητικής Επερχόμενης Αναταραχής (EMI) που επηρεάζει τα κοντινά ευαίσθητα εξοπλισμό.
II. Βασική Λύση
Χρήση μιας τοπολογίας LC παθητικού φίλτρου, δημιουργώντας αποδοτικά κύκλωματα απορρόφησης αρμονικών με τη χρήση προσαρμοσμένων αντιδραστών + συστημάτων καταθέσεων καταναλωτών.
- Επιλογή Κλειδιάς Εξοπλισμού
|
Τύπος Εξοπλισμού |
Μοντέλο/Προδιαγραφή |
Βασική Λειτουργία |
|
Αντιδραστής Ξηρού Τύπου με Σίδηρο |
Τύπος CKSC (Προσαρμοσμένος Σχεδιασμός) |
Παρέχει ακριβή αντιδραστική αντίσταση, περιορίζοντας τις υψηλοσυχνότητας αρμονικές. |
|
Σύστημα Καταθέσεων Καταναλωτών Φίλτρου |
Τύπος BSMJ (Επιλογή Αντιστοιχίας) |
Εναρμονίζεται με τους αντιδραστές για να απορροφήσει συγκεκριμένες ζώνες αρμονικών. |
- Τεχνική Σχεδίαση Παραμέτρων
Αντιδραστική Αντίσταση: 0,5mH ±5% (@50Hz βασική συχνότητα)
Παράμετρος Ποιότητας (Q): >50 (Εξασφαλίζει χαμηλών απωλειών υψηλοσυχνότητας φίλτρωση)
Κλάση Απομόνωσης: Κλάση H (Μακροχρόνια αντοχή θερμοκρασίας 180°C)
Ρύθμιση Σχέσης Αντίστασης: 5,5% (Βελτισμένη για την 23η-49η υψηλοσυχνότητα ζώνη)
Τοπολογία Δομής: Δελτοειδής (Δ) Σύνδεση (Ενισχύει την ικανότητα διαίρεσης υψηλού βαθμού αρμονικών) - Κλειδιά Σχεδίασης Συστήματος Φίλτρου
Υπολογισμός Συχνότητας Εναρμόνισης:
f_res = 1/(2π√(L·C)) = 2110Hz
Ακριβής κάλυψη της στόχευσης συχνοτικής ζώνης (150-2500Hz), επιτυγχάνοντας τοπική απορρόφηση υψηλοσυχνότητας αρμονικών.
III. Έλεγχος Αποτελεσματικότητας Μείωσης EMC
|
Δείκτης |
Πριν την Μείωση |
Μετά την Μείωση |
Όριο Προτύπου |
|
THDi |
12,3% |
3,8% |
≤5% (IEEE 519) |
|
Μεμονωμένη Διαστροφή Αρμονικών |
Μέχρι 8,2% |
≤1,5% |
Συμμόρφωση με GB/T 14549 |
|
Αύξηση Θερμοκρασίας των Καταθέσεων Καταναλωτών |
75K |
45K |
Συμμόρφωση με IEC 60831 |
IV. Πλεονεκτήματα Τεχνικής Εφαρμογής
- Υψηλής Απόδοσης Φίλτρωση:
Ο σχεδιασμός 5,5% αντιδραστικής σχέσης ειδικά περιορίζει τις αρμονικές πάνω από την 23η, παρέχοντας μια 40% βελτίωση στην απόκριση υψηλής συχνότητας σε σχέση με τα παραδοσιακά σχέδια 7%. - Ασφάλεια και Αξιοπιστία:
Το σύστημα απομόνωσης θερμοκρασίας κλάσης H εξασφαλίζει σταθερή λειτουργία του εξοπλισμού σε εξωτερικό περιβάλλον με θερμοκρασίες από -40°C έως +65°C. - Βελτιστοποίηση Κόστους:
Ο χαμηλών απωλειών σχεδιασμός (Q > 50) έχει ως αποτέλεσμα επιπλέον κατανάλωση ενέργειας του συστήματος < 0,3% της έξοδος ενέργειας.
V. Προτάσεις Εγκατάστασης
- Τοποθεσία Εγκατάστασης: Μπάρα μεταξύ της χαμηλής πίεσης και της 35kV συσσωρευτικής υποσταθμίδας.
- Ρυθμίση: Κάθε 2Mvar σύστημα καταθέσεων καταναλωτών σε σειρά με 10 αντιδραστές CKSC (Αυτόματη αλλαγή σε ομάδες).
- Απαίτηση Εποπτείας: Εγκατάσταση ενός συστήματος ανάλυσης υψηλής συχνότητας αρμονικών για την παρακολούθηση των αλλαγών THDi σε πραγματικό χρόνο.
Αξία της Λύσης: Επιτυγχάνει αποτελεσματικά την επίλυση της ρύπανσης υψηλής συχνότητας αρμονικών σε εγκαταστάσεις νέων ενεργειών, επεκτείνει τη διάρκεια ζωής των καταθέσεων καταναλωτών κατά πάνω από 37% και αποφεύγει την περιορισμό της έξοδου PV λόγω παραβιάσεων αρμονικών.
