Wraz z rosnącą liczbą producentów turbin wiatrowych i fotowoltaiki dla farm produkujących energię rośnie potrzeba ciągłego monitorowania jakości energii (PQ) w punktach styku z siecią energetyczną. Monitorowanie PQ ma szereg implikacji technicznych, ekonomicznych i prawnych.
Parametry elektryczne ulegają ciągłym wahaniom i zależą od wielu czynników, takich jak wiatr czy słońce. Instalacja urządzeń rejestrujących i monitorujących o wysokiej rozdzielczości umożliwia zakładowi energetycznemu oraz operatorom farm zapewnienie zgodności z wymogami sieci.
Idealnym sposobem analizy występujących anomalii jest zastosowanie analizatora jakości energii klasy A, który zdolny jest do ciągłej rejestracji z wysoką rozdzielczością i zapamiętywania wszystkich parametrów sieci przez długi okres czasu. Analizator powinien działać jak „Black-Box” używany w samolotach – rejestruje on wszystkie dane bez potrzeby ustawiania wyzwalaczy lub progów. Dzięki specyficznym możliwościom Elspec PQA anomalie mogą być łatwo obserwowane i analizowane.
Zmiana zaczepów transformatora
Na jednej z farm użytkownik przeprowadził zmianę zaczepów transformatora. Po zakończeniu pomiary wykazały, że podczas operacji zmiany zaczepu w WN napięcie zmieniło się o około 0,5%. Ten poziom zmiany nie mógł być zarejestrowany, gdyż był za daleki od jakiegokolwiek poziomu progowego używanego do typowej rejestracji. Oznacza to, że zdarzenie nie zostało by zarejestrowane. Należy również zauważyć, że z punktu widzenia jakości energii elektrycznej zdarzenie to nie zostało uznane za znaczące. Rysunek pokazuje wykresy parametrów napięcia dla fazy L3:
Powiększenie pokazuje, że napięcie również było zniekształcone. Wskazuje to na potencjalny problem w przełączniku zaczepów. Informacja ta spowodowała konieczność przeprowadzenia działań konserwacyjnych, w wyniku których przełącznik zaczepów został naprawiony.
Spadki napięcia
Wykres poniżej przedstawia rejestrację 3 fazowych wysokich napięć i prądów układu fotowoltaicznego. W pomiarach tych można zaobserwować dwa konsekwentne spadki napięcia . Wartości na wykresie są wartościami RMS w oparciu o podział na cykle.
Mamy tu dwa następujące po sobie spadki napięcia 3 fazowego (w odstępie 420 ms), każdy przez około 520ms. Żaden z nich nie przekroczył więcej niż 90% spadku od napięcia nominalnego.
Podczas pierwszego spadku, prąd również spadł o około 50% i powrócił do wartości prawie takiej samej jak przed tym spadkiem. Drugi spadek napięcia nie przekroczył poziomu spadku 90%; można jednak zauważyć, że w tym okresie prąd zmieniał się i nadal spadał, mimo że spadek napięcia nie przekroczył dopuszczalnego poziomu.
Zmiany napięcia jako wynik problemów w systemie fotowoltaicznym
Poniższy przykład ilustruje dobowe wahania mocy i napięcia. Można zaobserwować, że od godziny 11:45 do 12:50 występują liczne wahania mocy:
Gdy napięcie waha się od 248,6 V do 250,3 V, moc przekształtnika spada z 41 kW do 28 kW jako wynik spadku napięcia o 1,7 V. Po minucie moc ponownie wzrasta, a za nią podąża napięcie. Kiedy napięcie ponownie wzrasta do 250,2 V, moc natychmiast spada do 28 kW. Aby lepiej zrozumieć te zmiany, powiększono je do zakresu 5 minut, co widać na wykresie poniżej:
By jeszcze bardziej przybliżyć problem okno zostało powiększone do 9 sekund, co przedstawia poniższy wykres. Kształt wzrostu napięcia i mocy spowodowany jest nieprawidłowym działaniem układu fotowoltaicznego, który powoduje niepotrzebne zmiany napięcia.
Warto zwrócić uwagę, że bez zastosowania tak dokładnych rejestratorów jak ELSPEC oraz oprogramowania PQ Sapphire nie byłoby możliwe uzyskanie takich wyników. Więcej o sprzęcie ELSPEC w artykule oraz w zakładce oferta.
Najnowsze komentarze