PV-інвертор — функції підтримки мережі: регулювання реактивної потужності та зниження потужності при перечастоті (LFSM-O)

Стаття про протиострівний режим розглядає реакцію PV-інвертора на повне зникнення мережі, а стаття про RCMU — внутрішнє виявлення замикання на землю інвертором. Ця стаття розглядає третій, незалежний механізм: функції підтримки мережі, активні, поки інвертор просто підключений до працюючої мережі, які вимагає NEN-EN 50549, щоб запобігти погіршенню локальної якості мережі великою кількістю одночасно відпускаючих потужність PV-інверторів.

Чому інвертор повинен робити більше, ніж просто віддавати потужність

Мережа низької напруги спочатку була спроєктована для одностороннього руху: потужність тече від підстанції до точки підключення. При високій щільності віддачі потужності PV на слабкому або довгому кабельному підключенні локальна напруга в сонячні години може, навпаки, підвищуватися замість зниження, з ризиком виходу за межі допустимої смуги напруги. Крім того, великий одночасний надлишок потужності в мережі може тимчасово підняти частоту мережі вище номінальних 50 Гц. Тому NEN-EN 50549 вимагає, щоб інвертор — окрім простої вироблення потужності — активно сприяв стабільності як локальної напруги, так і частоти мережі.

Регулювання реактивної потужності: Q(U) або cosφ(P)

Щоб протидіяти локальному підвищенню напруги, інвертор вище певної потужності повинен уміти керувати своєю реактивною потужністю згідно з однією з двох характеристик, зазначених мережевим оператором:

• Регулювання Q(U): інвертор вимірює локальну напругу і автоматично поглинає більше реактивної потужності (індуктивна поведінка) у міру подальшого підвищення напруги відносно номінального, згідно із заздалегідь заданою droop-характеристикою між напругою і реактивною потужністю.
• Фіксована характеристика cosφ(P): цільовий коефіцієнт потужності інвертора змінюється залежно від відданої активної потужності — близький до cosφ = 1 при низькій потужності, знижуючись до нижчого, заздалегідь заданого коефіцієнта потужності при потужності, близькій до максимальної.

Який із двох методів застосовується і з якими параметрами, визначає мережевий оператор при підключенні — це не є вільним вибором монтажника чи власника установки.

Зниження потужності при перечастоті: LFSM-O

LFSM-O (Limited Frequency Sensitive Mode – Overfrequency) — це функція, яка вимагає від інвертора автоматично знижувати активну потужність, щойно частота мережі перевищує встановлений поріг — у європейському мережевому кодексі стандартним порогом є 50,2 Гц. Вище цього порога інвертор знижує вихідну потужність згідно із заданою droop-характеристикою у міру подальшого зростання частоти, і знову підвищує її, щойно частота опускається нижче порога. Цей механізм запобігає подальшому зростанню вже підвищеної частоти мережі через велику частку розподіленої генерації, що без цієї функції могло б призвести до масштабного, скоординованого відключення генеруючих потужностей.

Увага: LFSM-O функціонально відрізняється від протиострівного режиму. Протиострівний режим повністю вимикає інвертор, коли мережа зникає або виходить за абсолютну межу. LFSM-O поступово знижує потужність у межах нормального робочого діапазону інвертора, без відключення інвертора від мережі — інвертор залишається підключеним і активним, просто з меншою вихідною потужністю.

Чому заводські налаштування не відповідають автоматично

Інвертор, поставлений із заводськими налаштуваннями за замовчуванням для іншої країни, або із загальним профілем NEN-EN 50549, не відповідає автоматично конкретним налаштуванням, які вимагає нідерландський мережевий оператор для даного підключення. Пороги частоти, характеристика реактивної потужності (Q(U) або cosφ(P)) та пов'язані з нею droop-параметри повинні бути явно параметризовані при введенні в експлуатацію відповідно до профілю, який підходить для рівня напруги і типу підключення (тип B згідно з європейською класифікацією RfG для більшості малих PV-установок).

Практична значущість

При введенні в експлуатацію або інспекції PV-установки з інвертором вище порога, при якому функції підтримки мережі стають обов'язковими, важливо перевірити, чи дійсно інвертор параметризований згідно з профілем, зазначеним мережевим оператором — а не лише те, що інвертор «сумісний з NEN-EN 50549» згідно з шильдиком, оскільки сумісність сама по собі нічого не говорить про фактично активні налаштування параметрів.

Часті помилки

1. Припущення, що сумісності інвертора з NEN-EN 50549 достатньо, без перевірки того, чи були функції підтримки мережі дійсно активовані і правильно параметризовані при введенні в експлуатацію.
2. Залишення інвертора на заводських налаштуваннях, розрахованих на іншу країну або загальний профіль, замість конкретного профілю, приписаного нідерландським мережевим оператором для даного підключення.
3. Плутанина між LFSM-O і протиострівним режимом — перший поступово знижує потужність у межах нормального робочого діапазону, другий повністю вимикає інвертор.
4. Неперевірка того, яка характеристика реактивної потужності (Q(U) або cosφ(P)) застосовується для конкретного підключення, і залишення інвертора на довільному або налаштуванні за замовчуванням.

Пов'язані матеріали

• PV-інвертор — протиострівний режим (NEN-EN 50549)
• PV-інвертор — RCMU і виявлення замикання на землю (IEC 62109-2)
• §712 — Фотоелектричні установки
• Корекція коефіцієнта потужності