Harmonikus Kiegyenlítő Megoldás Új Energiát termelő Erőművek számára: Fotovoltaikus Erőművekben előforduló Magas Frekvenciájú Harmonikusok Teljes Képpeni Kezelése
I. probléma forgatókönyv
A napelempark inverterekből származó magasfrekvenciás harmonikus behelyezés
A nagy léptékű központosított napelemparkok működése során a párhuzamosan működő több inverter széles sávú harmonikus jeleket generál 150-2500Hz-es tartományban (főleg a 23. és 49. harmonikus), ami a következő hálózati problémákhoz vezet:
- Az áramerősség teljes harmonikus torzítása (THDi) eléri a 12,3%-ot, jelentősen meghaladva az IEEE 519-2014 szabvány határértékét.
- Kondenzátorbankok túlterhelése, túlmelegedése és védelmi eszközök helytelen működése.
- Növekedő elektromágneses interferencia (EMI), ami érzékeny felszerelésekre is hatással van.
II. alapmegoldás
LC passzív szűrő topológia alkalmazása, hatékony harmonikus absorpciós áramkörök kialakítása egyéni tervezésű reaktorok + kondenzátorbankok használatával.
- Kulcsfontosságú berendezések kiválasztása
|
Berendezés típusa |
Típus/Azonosító |
Fő funkció |
|
Szárazvas rézmagú soros reaktor |
CKSC típus (Egyéni tervezés) |
Pontos induktív ellenállást nyújt, a magasfrekvenciás harmonikusokat csillapítja. |
|
Szűrő kondenzátorbank |
BSMJ típus (Illesztett kiválasztás) |
Rezonál a reaktorokkal, hogy specifikus harmonikus sávokat absorpciózzon. |
- Műszaki paraméterek tervezése
Reaktor induktancia: 0,5mH ±5% (@50Hz alapfrekvencia)
Minőségfaktor (Q): >50 (Biztosítja a kevés veszteséggel működő magasfrekvenciás szűrés)
Izolációs osztály: H osztály (Hosszú távú tűrőhőmérséklet 180°C)
Ellenállási arány beállítása: 5,5% (Optimalizált 23. és 49. magasfrekvenciás sávra)
Topológiai szerkezet: Deltakapcsolat (Δ) (Növeli a magasrendű harmonikusok áramkörben való levezetését) - Szűrőrendszer tervezési kulcspontjai
Reszonanciagyakoriság kiszámítása:
f_res = 1/(2π√(L·C)) = 2110Hz
Pontosan lefedi a célgyakorisági sávot (150-2500Hz), a magasfrekvenciás harmonikusok helyi absorpcióját elérve.
III. EMC enyhítés hatékonyságának ellenőrzése
|
Mutató |
Enyhítés előtt |
Enyhítés után |
Szabványhatár |
|
THDi |
12,3% |
3,8% |
≤5% (IEEE 519) |
|
Egyedi harmonikus torzítás |
Legfeljebb 8,2% |
≤1,5% |
Megfelel a GB/T 14549-nak |
|
Kondenzátor hőemelkedés |
75K |
45K |
Megfelel az IEC 60831-nek |
IV. Műszaki megvalósítás előnyei
- Nagyszerű szűrési hatékonyság:
A 5,5% ellenállási arányú tervezés specifikusan csillapítja a 23. rendűnél magasabb harmonikusokat, 40%-kal javítva a magasfrekvenciás választ a hagyományos 7% rendszerekhez képest. - Biztonság és megbízhatóság:
Az H osztályú hőemelkedési izolációs rendszer biztosítja a berendezések stabil működését -40°C-tól +65°C-ig kiterjedő külső környezetben. - Költséghatékonyság:
A kevés veszteséggel működő (Q > 50) tervezés eredményeként a rendszer további energiatermelése < 0,3% a kimenő teljesítménynek.
V. Telepítési ajánlások
- Telepítési hely: A 35kV gyűjtőállomás alacsony feszültségű oldali buszja.
- Konfiguráció: Minden 2Mvar kondenzátorbank sorosan kapcsolódik 10 CKSC reaktorral (Csoport alapján automatikus kapcsolás).
- Figyelési igény: Online harmonikusanalizátor telepítése a THDi változások valós idejű követésére.
Megoldás értéke: Hatékonyan kezeli a magasfrekvenciás harmonikus zavarokat az új energiaforrások termelőállomásaiban, a kondenzátorok élettartamát 37%-kal meghosszabbítja, és elkerüli a harmonikus sérelmi büntetésekből adódó napelemenergia-termelés korlátozását.
