नवीन ऊर्जा विद्युत स्टेशन के लिए हार्मोनिक मिटीगेशन समाधान: फोटोवोल्टाईक पावर प्लांट में उच्च आवृत्ति हार्मोनिक्स का संपूर्ण प्रबंधन
Ⅰ. समस्या की परिस्थिति
पीवी प्लांट इनवर्टर क्लस्टरों से उच्च आवृत्ति हार्मोनिक इंजेक्शन
बड़े पैमाने पर केंद्रीय पीवी पावर प्लांट के संचालन के दौरान, समानांतर में काम कर रहे अनेक इनवर्टर 150-2500Hz (मुख्य रूप से 23वें से 49वें हार्मोनिक) की आवृत्ति में व्यापक बैंड हार्मोनिक्स उत्पन्न करते हैं, जिससे निम्नलिखित ग्रिड-साइड समस्याएं होती हैं:
- करंट टोटल हार्मोनिक विकृति (THDi) 12.3% तक पहुंच जाती है, जो IEEE 519-2014 मानक सीमाओं से बहुत अधिक है।
- कैपेसिटर बैंक की ओवरलोड, ओवरहीटिंग, और सुरक्षा उपकरणों का गलत संचालन।
- विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप (EMI) निकटवर्ती संवेदनशील उपकरणों पर प्रभाव डालता है।
II. मुख्य समाधान
LC पासिव फिल्टर टोपोलॉजी का उपयोग, कस्टमाइज्ड रिएक्टर + कैपेसिटर बैंक का उपयोग करके कार्यक्षम हार्मोनिक अवशोषण सर्किट बनाना।
- महत्वपूर्ण उपकरण चयन
|
उपकरण प्रकार |
मॉडल/स्पेसिफिकेशन |
मुख्य कार्य |
|
ड्राय-टाइप आयरन-कोर सीरीज रिएक्टर |
CKSC प्रकार (कस्टम डिजाइन) |
सटीक इंडक्टिव रिएक्टेंस प्रदान करता है, उच्च आवृत्ति हार्मोनिक्स को दबाता है। |
|
फिल्टर कैपेसिटर बैंक |
BSMJ प्रकार (मैच्ड सिलेक्शन) |
रिएक्टर्स के साथ रिझोनेट करके विशिष्ट हार्मोनिक बैंडों को अवशोषित करता है। |
- तकनीकी पैरामीटर डिजाइन
रिएक्टर इंडक्टेंस: 0.5mH ±5% (@50Hz मूल आवृत्ति)
गुणवत्ता गुणांक (Q): >50 (कम-लाभ उच्च आवृत्ति फिल्टरिंग सुनिश्चित करता है)
इन्सुलेशन क्लास: क्लास H (लंबावधि 180°C तापमान सहन करने की क्षमता)
रिएक्टेंस अनुपात विन्यास: 5.5% (23वें-49वें उच्च आवृत्ति बैंड के लिए अनुकूलित)
टोपोलॉजी संरचना: डेल्टा (Δ) कनेक्शन (उच्च-क्रम हार्मोनिक शंटिंग क्षमता को बढ़ाता है) - फिल्टर सिस्टम डिजाइन की महत्वपूर्ण बिंदुओं
रिझोनेंट आवृत्ति गणना:
f_res = 1/(2π√(L·C)) = 2110Hz
लक्ष्य आवृत्ति बैंड (150-2500Hz) को सटीक रूप से कवर करता है, उच्च आवृत्ति हार्मोनिक्स का स्थानीय अवशोषण प्राप्त करता है।
III. EMC मिटिगेशन प्रभावकारी प्रमाणित
|
संकेतक |
मिटिगेशन से पहले |
मिटिगेशन के बाद |
मानक सीमा |
|
THDi |
12.3% |
3.8% |
≤5% (IEEE 519) |
|
व्यक्तिगत हार्मोनिक विकृति |
अधिकतम 8.2% |
≤1.5% |
GB/T 14549 के अनुसार अनुरूप |
|
कैपेसिटर तापमान वृद्धि |
75K |
45K |
IEC 60831 के अनुसार अनुरूप |
IV. इंजीनियरिंग लागू करने के फायदे
- उच्च-कार्यक्षम फिल्टरिंग:
5.5% रिएक्टेंस अनुपात डिजाइन विशेष रूप से 23वें क्रम से ऊपर के हार्मोनिक्स को दबाता है, जो पारंपरिक 7% योजनाओं की तुलना में उच्च आवृत्ति प्रतिक्रिया में 40% सुधार प्रदान करता है। - सुरक्षा और विश्वसनीयता:
क्लास H तापमान वृद्धि इन्सुलेशन सिस्टम -40°C से +65°C तक के बाहरी वातावरण में स्थिर उपकरण काम करने की सुनिश्चित करता है। - लागत अनुकूलन:
कम-लाभ डिजाइन (Q > 50) आउटपुट शक्ति के 0.3% से कम अतिरिक्त सिस्टम शक्ति उपभोग का परिणाम होता है।
V. डिप्लॉयमेंट सुझाव
- इंस्टॉलेशन स्थान: 35kV संग्रह उपस्टेशन के लो-वोल्टेज साइड बसबार।
- कॉन्फिगरेशन: प्रत्येक 2Mvar कैपेसिटर बैंक 10 CKSC रिएक्टर्स के साथ सीरीज कनेक्ट किया जाता है (ग्रुप-आधारित स्वचालित स्विचिंग)।
- मॉनिटरिंग आवश्यकता: ऑनलाइन हार्मोनिक एनालाइजर इनस्टॉल करें वास्तविक समय में THDi परिवर्तनों की ट्रैक करने के लिए।
समाधान का मूल्य: नए ऊर्जा पावर स्टेशनों में उच्च आवृत्ति हार्मोनिक प्रदूषण को प्रभावी रूप से समाप्त करता है, कैपेसिटर की लंबाई 37% से अधिक बढ़ाता है, और हार्मोनिक उल्लंघन दंड के कारण पीवी आउटपुट कटौती से बचाता है।
