Příčiny a rizika nadměrných harmonických po připojení fotovoltaické elektrárny k síti

Fotovoltaické elektrárny se staly důležitou silou v energetickém přechodu. Když se však tyto zelené energie připojí k elektrické síti, objeví se technická výzva, kterou nelze ignorovat, - harmonické znečištění. Nadměrné harmonické neovlivňují pouze provoz samotné elektrárny, ale také ohrožují kvalitu elektrické energie veřejné elektrické sítě. Tento článek bude hluboce analyzovat vnitřní příčiny, četná nebezpečí a řešení pro nadměrné harmonické po připojení fotovoltaických elektráren k síti.

1. Vícenásobná nebezpečí: Jak vážné jsou důsledky nadměrných harmonických?

Nadměrné harmonické nejsou v žádném případě jednoduchým datovým problémem. Mohou spustit řadu řetězových reakcí, které představují hrozbu jak pro samotnou elektrárnu, tak pro zabezpečení sítě.

Ⅰ. Nebezpečí pro samotnou fotovoltaickou elektrárnu:

⑴ Zařízení se přehřívá, což má za následek zkrácení životnosti:

Invertor: Harmonické proudy mohou způsobit dodatečné zahřívání tlumivek filtru, kondenzátorů a spínacích zařízení uvnitř střídače, což má za následek snížení účinnosti. Při dlouhé době provozu to může vést k poruchám a zkrácení životnosti.

Transformátor: Harmonické proudy zesilují kožní efekt a efekt přiblížení, což má za následek zvýšené ztráty mědi a železa, což způsobuje přehřívání transformátoru a nutnost nuceného provozu se sníženou-kapacitou.

Kabely: Kvůli skin efektu také způsobují přehřívání vedení, urychlují stárnutí izolace a představují nebezpečí požáru.

(2) Porucha/zablokování ochranného systému:

Zkreslené průběhy proudu mohou způsobit, že ochranná zařízení založená na nastavení napájecí frekvence (jako je nadproudová a diferenciální ochrana) budou provádět nesprávná rozhodnutí, což vede k chybnému vypnutí a neplánovanému vypnutí. Naopak mohou také selhat správně (selhat) při poruchách, čímž se rozšíří rozsah nehody.

⑶ Chyba měření:

Harmonické mohou ovlivnit přesnost měření elektroměru, což vede k nesrovnalostem ve vyúčtování za elektřinu mezi elektrárnami a společnostmi v rozvodné síti, což způsobuje ekonomické ztráty.

II. Protiopatření: Jak efektivně řídit harmonické?

⑴ Ovládání zdroje: Selektivní zařízení

V počáteční fázi návrhu elektrárny je vhodné vybrat vysoce-kvalitní měniče, které využívají pokročilou modulační technologii, mají vestavěné-účinné výstupní filtry a splňují nejnovější standardy kvality energie. Toto je nákladově-nejefektivnější a nejefektivnější řešení léčby.

(2) Návrh systému: Simulace a optimalizace

Proveďte podrobnou analýzu harmonické simulace, abyste předpověděli úroveň harmonických emisí po připojení elektrárny k síti, a optimalizujte elektrický návrh elektrárny (jako je uspořádání kolektorových vedení), aby se zabránilo superpozici harmonických z více střídačů nebo rezonance systému.

⑶ Úprava koncovky: Nainstalujte filtrační zařízení

Aktivní filtr napájení (APF): Dokáže detekovat harmonický proud zátěže v reálném čase a injektovat kompenzační proud stejné amplitudy, ale opačného směru, aby přesně a dynamicky eliminoval harmonické. Může současně řídit harmonické v rozmezí 2 až 50krát nebo dokonce vyšší a je nejúčinnějším prostředkem pro řešení náhodných harmonických, ale investice je poměrně vysoká.