استاندارد IEC درباره ایمنی سیستم‌های خورشیدی متصل به شبکه چه می‌گوید؟

منبع‌نگاری

این مقاله را SolarTech Editorial نوشته است. متن، خلاصه و پیوندی به انتشارات اصلی کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) است، از جمله IEC 62116:2014 که زیر کمیته فنی ۸۲ (TC 82) تدوین شده است. IEC نویسنده این صفحه نیست.

پاسخ مستقیم

ایمنی فتوولتائیک متصل به شبکه در عمل بین‌المللی به شدت به IEC 62116:2014 متکی است؛ استانداردی که تست آزمایشگاهی تکرارپذیر برای حفاظت ضد جزیره‌سازی در اینورترهای PV متصل به شبکه سراسری تعریف می‌کند. اینورتر باید قطع اتصال شبکه را تشخیص دهد و در بدترین شرایط تست، ظرف حدود دو ثانیه از برق‌دار کردن شبکه دست بکشد. روال اصلی از بانک بار RLC (مقاومت، سلف، خازن) استفاده می‌کند که روی فرکانس اسمی اینورتر تشدید شده و با توان خروجی هم‌تراز است. وقتی سوئیچ شبکه باز می‌شود، استاندارد زمان ادامه‌کار پس از قطع (run-on) را از لحظه قطع تا وقتی جریان خروجی زیر ۱٪ توان نامی افت کند و بماند می‌سنجد. گذراندن این تست مبنای اثبات است که اینورتر گواهی‌شده، شبکه مرده را آن‌قدر طولانی برق‌دار نمی‌کند که خط‌کاران را در معرض خطر بگذارد.

چرا ضد جزیره‌سازی در مرکز ایمنی PV متصل به شبکه است؟

سامانه PV متصل به شبکه ژنراتور ایزوله نیست. با ولتاژ، فرکانس و فاز شبکه همگام می‌شود و مازاد را صادر می‌کند. اگر بخشی از فیدر جدا شود اما تولید محلی همچنان بار را تغذیه کند، جزیره ناخواسته شکل می‌گیرد. هادی‌های افتاده ممکن است برق‌دار بمانند. بنابراین حفاظت ضد جزیره‌سازی تابع ایمنی اجباری است، نه امکانات رفاهی.

کمیته فنی ۸۲ IEC استانداردهای بین‌المللی سامانه‌ها و تجهیزات تبدیل انرژی فتوولتائیک خورشیدی را تهیه می‌کند. IEC 62116 در کنار استانداردهای ایمنی محصول و اتصال به شبکه در جهان به کار می‌رود. کدهای ملی ممکن است تنظیمات قطع سخت‌گیرانه‌تری اضافه کنند، اما چارچوب 62116 برای سازندگان و آزمایشگاه‌ها مرجع مشترک رفتار اینورتر در رویداد جزیره‌سازی است.

IEC 62116:2014 واقعاً چه چیزی را تست می‌کند؟

عنوان استاندارد *Test procedure of islanding prevention measures for utility-interconnected photovoltaic inverters* است. برای اینورترهای تک‌فاز و چندفاز متصل به شبکه اعمال می‌شود. سند تجهیزات تست، نمودار مدار، گام‌های تنظیم بار و معیار قبول یا رد را مشخص می‌کند تا نتایج بین آزمایشگاه‌ها قابل مقایسه باشد.

تست عمداً بدترین سناریوی جزیره‌سازی را می‌سازد. خانه‌های واقعی به‌ندرت بار محلی کاملاً متعادل دارند، اما استاندارد از همان حالت لبه‌ای برای فشار آوردن به الگوریتم‌های تشخیص استفاده می‌کند. اگر اینورتر وقتی بار و تولید تقریباً برابرند سریع خاموش شود، در قطعی‌های معمول که ولتاژ و فرکانس سریع‌تر منحرف می‌شوند باید حداقل به همان خوبی عمل کند.

روش بار RLC و زمان ادامه‌کار پس از قطع

گام‌های کلیدی IEC 62116 از این قرارند:

۱. کار تجهیز تحت آزمون در توان خروجی و شرایط شبکه تعریف‌شده. ۲. پیکربندی بار RLC با تشدید در ۵۰ یا ۶۰ هرتز و ضریب کیفیت نزدیک ۱٫۰. ۳. تنظیم اجزای راکتیو و اکتیو تا جریان بنیادی از سوئیچ قطع شبکه در حالت پایدار به صفر نزدیک شود و جزیره محلی متعادل شبیه‌سازی شود. ۴. باز کردن سوئیچ قطع شبکه برای آغاز جزیره‌سازی. ۵. ثبت زمان ادامه‌کار پس از قطع تا جریان خروجی اینورتر زیر ۱٪ توان نامی افت کند و بماند. ۶. تکرار در شرایط عدم‌تعادل بار اضافی جدول‌های استاندارد.

مطابقت ایجاب می‌کند هر زمان ثبت‌شده کمتر از دو ثانیه باشد، مگر کد شبکه محلی حد سخت‌گیرانه‌تری تعیین کند. سقف دو ثانیه با عمل متداول اتصال هم‌خوان است و اغلب در کنار الزامات سبک IEEE 1547 در بازارهای مختلف ذکر می‌شود.

ارتباط IEC 62116 با راه‌اندازی و بهره‌برداری روزانه

گواهی IEC 62116 در کارخانه یا آزمایشگاه پیش از فروش انجام می‌شود. راه‌اندازی میدانی همچنان تأیید می‌کند سامانه نصب‌شده درست قطع می‌کند، سیم‌کشی صحیح است و پروفایل شبکه انتخاب‌شده با قوانین شرکت برق هم‌خوان است. تست نوع قبول‌شده جای بررسی عملکرد در محل را نمی‌گیرد.

مالکان اغلب می‌بینند تولید PV در قطعی، حتی زیر آفتاب، به صفر می‌رسد. آن رفتار ضد جزیره‌سازی است، نه نقص تصادفی. برای زمینه بیشتر حفاظت ضد جزیره‌سازی را ببینید. چک‌لیست‌های راه‌اندازی معمولاً سرعت قطع و مستندات تنظیمات اینورتر را شامل می‌شوند؛ راهنمای راه‌اندازی سامانه خورشیدی این گام‌ها را پوشش می‌دهد. انتخاب اینورتر و پروفایل کد شبکه هم در راهنمای جامع اینورترهای خورشیدی آمده است.

ارتباط با IEEE 1547 و کدهای ملی شبکه

IEC 62116 روش تست IEC است. در آمریکای شمالی، IEEE 1547 الزامات اتصال و هم‌کنش‌پذیری منابع انرژی توزیع‌شده، از جمله دسته‌های عملکرد ضد جزیره‌سازی، را تعریف می‌کند. بسیاری از پروژه‌ها هم استاندارد محصول IEC و هم IEEE یا کد محلی را در نقطه اتصال مرجع می‌کنند. نصاب باید پروفایل اینورتر تأییدشده شرکت برق را برنامه کند، نه فرض کند پیش‌فرض کارخانه همه مناطق را پوشش می‌دهد.

تحمل ولتاژ، تحمل فرکانس و سقف صادرات تنظیمات جدا از تشخیص جزیره‌سازی هستند، اما در شبکه ضعیف با هم تعامل دارند. به‌روزرسانی میان‌افزار ممکن است رفتار قطع را تغییر دهد؛ فقط نسخه تأییدشده سازنده را استفاده کنید.

آنچه IEC 62116 ادعا نمی‌کند

گذراندن IEC 62116 روی یک مدل خاص اینورتر به معنای هرگز قطع مزاحم یا هرگز خرابی در هر نصب روی هر فیدر نیست. سیم‌کشی میدانی، هماهنگی حفاظت و قدرت شبکه متفاوت است. استاندارد همچنین اینورتر متصل به شبکه پایه را در قطعی به برق پشتیبان تبدیل نمی‌کند. پشتیبان به تجهیز فهرست‌شده مثل اینورتر هیبرید، باتری و سخت‌افزار انتقال یا جزیره‌سازی عمدی برای میکروگرید طراحی‌شده نیاز دارد.

IEC استاندارد فنی منتشر می‌کند، نه تأیید محصول. علامت فهرست نهادهای ملی برای اتصال قانونی همچنان مهم است.

چک‌لیست عملی برای طراح و مالک

۱. تأیید کنید دیتاشیت اینورتر برای بازار شما به IEC 62116 یا گواهی معادل ضد جزیره‌سازی اشاره دارد. ۲. پروفایل شبکه تأییدشده شرکت را در راه‌اندازی اعمال کنید و نسخه میان‌افزار را ثبت کنید. ۳. هرگز ضد جزیره‌سازی را برای روشن نگه داشتن بار روی سامانه متصل به شبکه استاندارد در قطعی دور نزنید. ۴. افت تولید بدون توجیه بعد از رویداد شبکه را موضوع راه‌اندازی یا سرویس بدانید، نه آزمایش تنظیمات. ۵. اگر تاب‌آوری مهم است، پشتیبان را صریح با سخت‌افزار فهرست‌شده برنامه‌ریزی کنید؛ ضد جزیره‌سازی و معماری پشتیبان موضوعات جدا هستند.

جمع‌بندی

پیام IEC از طریق TC 82 و IEC 62116 رویه‌ای و ایمنی‌محور است: در آزمایشگاه ثابت کنید اینورترها از دست رفتن مرجع شبکه را تشخیص می‌دهند و سریع برق را قطع می‌کنند، به‌ویژه زیر تعادل بار عمداً سخت. برای مالک پشت‌بام، نتیجه عملی ساده‌تر است: PV متصل به شبکه برای محافظت از افرادی که روی خطوط دیده نمی‌شوند مهندسی شده است. خاموشی در قطعی نشانه مطابقت است؛ اگر پشتیبان می‌خواهید، جدا طراحی کنید.