تقليل التوافقيات في تكامل الشبكة الكهروضوئية

تقليل التوافقيات في تكامل الشبكة الكهروضوئية

مع تسارع انتشار الطاقة الشمسية، يزداد ربط محطات الطاقة الكهروضوئية بشبكات التوزيع من خلال واجهات إلكترونية للطاقة. ورغم أن العاكسات الحديثة أنظف بكثير من سابقاتها، إلا أنها لا تزال تضخ تيارات غير جيبية تُشوّه جهد الشبكة. وإذا تُركت دون مراقبة، فإن هذه التوافقيات تُسخّن المحولات بشكل زائد، وتُعطّل أجهزة الحماية، وتُقصّر عمر المعدات. مرشحات الطاقة النشطة (APFs) - تُسمى أيضًا مرشحات التوافقيات النشطة (AHFs) - توفير علاج سريع المفعول ومجرب يكمل عناصر التحكم في العاكس الحالية دون التأثير على إنتاج الطاقة.

ما هي التوافقيات ولماذا ترتفع في أنظمة الطاقة الشمسية؟

• أصل. تُحوّل محولات التبديل التيار المستمر إلى نبضات عالية التردد، تُعاد صياغتها إلى تيار متردد. يظهر أي انحراف عن موجة جيبية مثالية في نطاق التردد كمضاعفات صحيحة (توافقيات) للتردد الأساسي.

• الطيف النموذجي. تسيطر الترتيبات الخامسة والسابعة والحادية عشرة على تركيبات الطاقة الشمسية الكهروضوئية ثلاثية الطور؛ وغالبًا ما تظهر سلاسل العاكسات الدقيقة أحادية الطور مكونات قوية من الترتيب الثالث (ثلاثي الطور).

• العوامل المشددة. يتم عادةً تركيب المولدات الموزعة على حافة الشبكة على مغذيات "ضعيفة" ذات معاوقة عالية، وبالتالي فإن التيارات التوافقية المتواضعة يمكن أن تؤدي إلى تشويه كبير في الجهد (THDv).

المشهد التنظيمي

تفرض شركات المرافق العامة بشكل متزايد عقوبات مالية - أو تحد من إنتاج الطاقة الكهروضوئية - عندما تتجاوز المواقع هذه العتبات، مما يجعل التخفيف الاستباقي جذابًا ماليًا.

أساسيات مرشح الطاقة النشط

يقيس مُرشِّح جهد الحمل (APF) تيار الحمل في الوقت الفعلي، ويستخرج المكونات التوافقية والتفاعلية غير المرغوب فيها عبر خوارزميات معالجة الإشارات الرقمية (DSP)، ويحقن تيار تعويض مساوٍ ومعاكس عبر مُحوِّل قائم على IGBT. والنتيجة النهائية في مركز التحكم في الدائرة (PCC) هي جيب تمام شبه مثالي.

المزايا الأساسية مقارنة بالمرشحات السلبية

• التخفيف واسع النطاق: المسارات من المرتبة الثانية إلى المرتبة الخمسين (أو أعلى) في وقت واحد.

• الاستجابة الديناميكية: التكيف مع الإشعاع الشمسي أو تقلبات الحمل في الدورة الفرعية (<25 ميكروثانية).

• لا يوجد خطر الرنين: نظرًا لأن الفلتر نشط، فهو لا يتوافق مع معاوقة الشبكة.

• وظيفة مزدوجة: يوفر دعم القدرة التفاعلية (Q) وتقليل الوميض، مما يعزز استقرار الجهد.

هندسة APF لمحطات الطاقة الشمسية

طوبولوجيا التثبيت: قم بوضع مرشح APF على الجانب المنخفض الجهد من المحول الرافع بحيث يستشعر تيار العاكس المجمع ويمكن لفلتر واحد تنظيف المصنع بأكمله.

إرشادات تحديد الحجم والتكامل

1. القياس أولا. قم بتسجيل ما لا يقل عن سبعة أيام من البيانات التوافقية عند أخذ العينات بمعدل 10 كيلو هرتز.

2. حساب أسوأ حالة تيار توافقي. التركيز على الطلبات 3، 5، 7، و 11.

3. أضف هامش الأمان. تصنيف APF المستمر ≥ 1.2 × Ih_max؛ سعة التحميل الزائد ≥ 10 × Ih_max لمدة 10 مللي ثانية للتغلب على الخطأ.

4. التحقق من الحمل الزائد باستخدام واجب القدرة التفاعلية. إذا كان كود الشبكة المحلية يتطلب cosφ > 0.95، الحجم لكل من Q وIh في نفس الوقت.

5. تكامل التحكم. استخدم Modbus-TCP عالي السرعة أو IEC 61850 للتنسيق مع نظام SCADA في المصنع؛ وقم بتمكين وضع "التفاعل الليلي" إذا كان نظام DSO يتطلب دعمًا على مدار 24 ساعة.

نتائج الميدان

*يُحسب العائد من خلال تجنب غرامات التخفيض، وتقليل خسائر المحولات، وزيادة توافر العاكس. للتوضيح فقط؛ يختلف العائد باختلاف المنطقة وظروف التشغيل.

قائمة التحقق لأفضل الممارسات

☑ التحقق من هدف الامتثال (IEEE 519 أو رمز الشبكة المحلية).
☑ تجميع طيف التوافقيات عالية الدقة، وليس فقط RMS THDi.
☑ حدد APF مع تصميم IGBT معياري وخلايا طاقة قابلة للتبديل السريع لأكثر من 99% من وقت التشغيل.
☑ تأكد من أن البرامج الثابتة DSP تدعم تحويل فورييه السريع (FFT) والتحكم التكيفي في الضربات الميتة.
☑ قم بالتشغيل باستخدام محلل التوافقيات لتأكيد ≤ 75٪ من الحد المسموح به، مما يوفر مجالًا للتوسع المستقبلي.

أبرز أحداث سلسلة YINGTONG APF

• زمن الوصول للكشف في الوقت الفعلي < 20 ميكروثانية عند 50/60 هرتز.

• كفاءة > 97% عند التحميل الكامل؛ وضع الاستعداد < 35 وات.

• يمكن للعملاء اختيار IP 54 أو IP 20 بشكل اختياري؛ حيث يتجنب تدفق الهواء الذكي النقاط الساخنة في لوحة الطاقة الشمسية.

• AFCI اختياري ومرحل التيار المتبقي للسلامة الشاملة.

اتصل بنا للحصول على إرشادات الخبراء:

لمزيد من المعلومات حول كيفية عملنا مرشح التوافقيات النشطة ، مولد المتغيرات الثابتة & المحولات الدقيقة تحسين جودة الطاقة: sales@yt-electric.com