يعد ربط محطة للطاقة الشمسية بالشبكة الخطوة الأكثر تنظيمًا في أي مشروع. يفرض مشغلو الشبكة إعدادات ترحيل الحماية ومتطلبات مكافحة العزل ومعايير جودة الطاقة ومواصفات تجاوز الأخطاء التي تختلف حسب البلد ومستوى الجهد والمنفعة. يمكن أن يؤدي الخطأ في عملية الاتصال بالشبكة - فقدان دراسة، أو تحديد إعدادات ترحيل غير صحيحة، أو تقليل حجم نقطة الاتصال - إلى تأخير المشروع لمدة تتراوح بين 12 إلى 24 شهرًا أو يتطلب إعادة تصميم باهظة الثمن. يشرح هذا الدليل العملية من البداية إلى النهاية.
المراحل الأربع للاتصال بالشبكة
كل اتصال بشبكة الطاقة الشمسية - من سطح بقدرة 100 كيلووات إلى محطة مرافق بقدرة 100 ميجاوات - يتبع نفس المراحل الأربع:
- دراسة الجدوى المسبقة / الشاشة — تقوم الأداة بتقييم ما إذا كانت نقطة الاتصال المقترحة يمكنها استيعاب مخرجات المشروع دون انتهاك الحدود الحرارية أو الجهد الكهربي للمعدات الموجودة.
- دراسة الترابط - دراسة تفصيلية لتدفق الطاقة والدائرة القصيرة والثبات. تصمم الأداة المساعدة تأثير مصنعك على الشبكة. تحدد هذه الدراسة إعدادات مرحل الحماية المطلوبة ومواصفات المحولات وأي ترقيات للشبكة يجب عليك تمويلها.
- اتفاقية الاتصال - عقد قانوني يحدد شروط الاتصال: القياس، وإعدادات الحماية، والتزامات الطاقة التفاعلية، وشروط التقليص، والامتثال لرمز الشبكة.
- التكليف والتنشيط - اختبار في الموقع لمرحلات الحماية وسلوك العاكس، يليه التنشيط الرسمي من قبل المرافق.
المتطلبات الفنية الرئيسية
الحماية ضد الجزر
تضمن ميزة مكافحة الجزيرة أنه عندما تفقد الشبكة الطاقة، فإن محطة الطاقة الشمسية الخاصة بك لن تستمر في تنشيط الشبكة المحلية - مما قد يعرض عمال المرافق للخطر على افتراض إلغاء تنشيط الخط. يجب على كل عاكس متصل بالشبكة اكتشاف فقدان الشبكة وفصلها خلال نافذة زمنية محددة، عادة ما تكون 200-2000 مللي ثانية اعتمادًا على معيار الأداة المساعدة (IEEE 1547، IEC 62116، VDE-AR-N 4105).
العاكسات الحديثة مثل Sungrow's SG150CX و SG320HX-20 تشمل كلاً من الطرق السلبية (مراقبة التردد/الجهد) والطرق النشطة (إزاحة التردد، وقياس المعاوقة). العاكس المضاد للجزيرة هو الحماية الأساسية. يعتبر التتابع المخصص عند نقطة الاتصال هو الحماية الثانوية للمحطات التي تزيد عن 100 كيلو واط تقريبًا.
تمرير الجهد والتردد (LVRT/HVRT/FRT)
تتطلب معظم المرافق محطات طاقة شمسية كبيرة ابق على اتصال أثناء أعطال الشبكة بدلاً من قطعها - لأن الانفصال الجماعي للطاقة الشمسية أثناء حدوث خطأ من شأنه أن يؤدي إلى تفاقم عدم استقرار الشبكة. يتم تحديد منحنيات المرور المحددة (مدى انخفاض الجهد الكهربائي، والمدة، قبل أن يتم فصل المحطة) في كود الشبكة المحلية:
| قياسي | المنطقة | متطلبات LVRT (مثال) |
|---|---|---|
| إيي 1547-2018 | الولايات المتحدة الأمريكية | ابق على اتصال حتى 0.5 pu لمدة 160 مللي ثانية؛ 0.7 بو لمدة 2 ثانية |
| إيك 61727 / إن 50549 | أوروبا | خاص بكل بلد؛ عادةً 0.2 pu لمدة 150-200 مللي ثانية |
| جيجابايت/ت 19964 | الصين | ابق على اتصال ≥ 625 مللي ثانية عند 0 فولت؛ 3 ثانية عند 20% أون |
| أس/نزس 4777 | أستراليا/نيوزيلندا | تم تعريف الركوب في إرشادات AS 4777.2 / AEMO |
محولات Sungrow معتمدة لـ LVRT وHVRT وFRT لكل رموز الشبكة الرئيسية. المعلمات المحددة قابلة للبرمجة بواسطة مهندس التشغيل وفقًا لمتطلبات المرافق.
القدرة التفاعلية وعامل القدرة
تتطلب معظم المرافق محطات طاقة شمسية أكبر من حجم معين (غالبًا 30 كيلووات + للاستخدام التجاري، و1 ميجاوات + للمرافق العامة) لتوفير دعم الطاقة التفاعلية - القدرة على امتصاص أو حقن التيار التفاعلي للمساعدة في استقرار جهد الشبكة. تختلف المتطلبات: بعضها يحدد عامل طاقة ثابت (على سبيل المثال، 0.95 بادئة/متأخرة)، والبعض الآخر يحدد منحنى الطاقة التفاعلية (وضع Q(U)) حيث تقوم المحطة بضبط الإخراج التفاعلي ديناميكيًا بناءً على الجهد المقاس. تدعم سلسلة Sungrow والمحولات المركزية جميع أوضاع التحكم في الطاقة التفاعلية القياسية دون الحاجة إلى أجهزة إضافية.
إعدادات تتابع الحماية
تحدد دراسة التوصيل البيني عادة وظائف ترحيل الحماية التالية عند نقطة الاتصال:
- زيادة/انخفاض الجهد (OVP/UVP) — رحلات إذا تجاوز جهد الشبكة أو انخفض عن الحدود المحددة
- التردد الزائد/الناقص (OFP/UFP) — رحلات على رحلة التردد
- التيار الزائد الاتجاهي (67) - يمنع التغذية العكسية الحالية من محطة الطاقة الشمسية إلى الشبكة
- خطأ الأرض (51N/64) - يكتشف الأعطال الأرضية في معدات الاتصال
- الطاقة العكسية (32R) - للمواقع التي لا يسمح بالتصدير فيها
يجب ضبط المرحل وفقًا لمواصفات الأداة المساعدة واختباره أثناء التشغيل. تعد إعدادات الترحيل التي تم تكوينها بشكل خاطئ هي السبب الأكثر شيوعًا لتأخير التشغيل.
متطلبات محولات MV
عادةً ما تتصل النباتات التي تزيد عن ~ 1 ميجاوات بجهد متوسط (6-35 كيلو فولت) وتتطلب محولًا تصاعديًا. يجب أن يكون حجم المحول مناسبًا لأقصى إنتاج للمحطة مع هامش المحتوى التوافقي وعامل الطاقة. انظر لدينا دليل تحجيم المحولات للمنهجية التفصيلية.
جداول زمنية واقعية
| المرحلة | المدة النموذجية | المتغير الرئيسي |
|---|---|---|
| شاشة ما قبل الجدوى | 2-8 أسابيع | طول قائمة انتظار المرافق |
| دراسة الترابط | 3-18 شهرا | تعقيد الدراسة؛ قدرة المرافق |
| التفاوض على ترقية الشبكة | 1-6 أشهر | ما إذا كانت الترقيات مطلوبة |
| اتفاقية الاتصال | 1-3 أشهر | وقت المراجعة القانونية |
| البناء + التكليف | 3-12 شهرا | حجم المشروع |
| الإجمالي (في أفضل الأحوال، لا توجد ترقيات) | 9-15 شهرا | |
| الإجمالي (يلزم ترقيات الشبكة) | 24-48 شهرا |
يتم وضع أكبر خطر منفرد في الجدول الزمني لاتصال الشبكة في قائمة انتظار الاتصال البيني للأداة المساعدة خلف المشاريع الأخرى. في الشبكات المزدحمة (أجزاء كثيرة من أوروبا وأستراليا وكاليفورنيا)، يعد الانتظار لمدة 2-3 سنوات أمرًا طبيعيًا. تقدم بطلب توصيل الشبكة الخاصة بك في أقرب وقت ممكن - ويفضل أن يكون ذلك عند بداية المشروع، قبل الانتهاء من اختيار المعدات.
الأسباب الشائعة لتأخير الاتصال
- مستوى الخطأ غير كافٍ عند نقطة الاتصال — قد لا تحتوي مجموعة المفاتيح الكهربائية الخاصة بالأداة على قدرة كافية على مقاطعة تيار العطل للتعامل بأمان مع مساهمة خطأ المصنع الخاص بك. الحل: إضافة محاثات الحد من التيار الخاطئ، أو طلب ترقية الشبكة.
- ارتفاع الجهد على مغذي التوزيع - يؤدي الاختراق العالي للطاقة الشمسية على وحدة تغذية التوزيع إلى ارتفاع الجهد فوق الحدود القانونية أثناء ذروة التوليد. الحل: امتصاص الطاقة التفاعلية، أو الحد من التصدير، أو ترقية وحدة التغذية.
- فشل تنسيق الحماية — تتفاعل إعدادات ترحيل الحماية لديك مع حماية الشبكة الحالية بطرق تسبب رحلات مزعجة أو نقاط عمياء. الحل: دراسة تفصيلية لتنسيق الحماية؛ ضبط إعدادات التتابع.
- متطلبات القياس والبيانات - تتطلب العديد من الأدوات المساعدة قياس الفاصل الزمني على مستوى الإيرادات (15 دقيقة أو 5 دقائق) وقياس SCADA عن بعد في الوقت الفعلي قبل أن تقوم بتنشيط الاتصال.