À medida que as redes na CEI, no Médio Oriente e no Sudeste Asiático absorvem mais capacidade solar e BESS, os estudos de interligação colocam cada vez mais uma questão que mal existia há cinco anos: o seu inversor pode formar a rede ou apenas segui-la? Obter a resposta errada na fase de projeto pode significar uma falha no estudo do código de rede e uma planta reprojetada meses antes do comissionamento.
O que torna um inversor “formador de grade”?
A inversor de formação de grade (GFM) regula sua saída como uma fonte de tensão com ângulo e magnitude de fase interna fixos, o mesmo papel que um gerador síncrono giratório sempre desempenhou. Ele pode definir a tensão e a frequência de forma independente, superar perturbações injetando corrente de falta rápida e – na configuração correta – energizar um barramento desenergizado sem qualquer referência externa. Um convencional inversor de seguimento de rede (GFL), por outro lado, é uma fonte de corrente: mede a tensão e a frequência existentes na rede por meio de um loop de fase bloqueada e injeta corrente em sincronia com ela. Retire a referência da rede e um inversor GFL puro não terá nada a seguir.
Inversores que seguem a rede: o padrão atual
O controle de acompanhamento de grade tem sido o padrão para inversores solares em escala de utilidade há duas décadas porque é simples, barato e funciona bem em redes com geração síncrona abundante para definir a referência de tensão e frequência. A grande maioria da capacidade instalada de strings e inversores centrais em todo o mundo segue a rede e, para uma rede fortemente interligada com baixa penetração renovável, essa continua a ser a escolha económica certa. A limitação aparece à medida que a penetração renovável aumenta: uma rede com poucas máquinas de fiar e muitos inversores GFL pode perder a estabilidade de frequência durante uma falta, porque nada mantém ativamente a referência da qual a frota GFL depende.
Por que a formação de grade é importante em redes fracas e locais com alto BESS
Este é precisamente o cenário que muitos clientes da Econo Solar estão a conceber: segmentos de redes remotas na Ásia Central, microrredes insulares e mineiras no Sudeste Asiático e redes de transmissão do Médio Oriente adicionando gigawatts de energia solar e armazenamento mais rapidamente do que é possível construir nova capacidade de transmissão e síncrona. Nestes sistemas, os operadores de rede estão a começar a escrever os requisitos GFM directamente nos códigos de interligação, especialmente para armazenamento de energia da bateria ativos que podem fornecer a corrente de curto-circuito e a resposta de inércia que uma rede fraca necessita. Um compatível com GFM ST255CS-2H O PCS, por exemplo, pode estabilizar a tensão e a frequência locais durante uma falha em uma seção da rede que, de outra forma, desarmaria uma usina solar puramente GFL off-line.
Plataformas capazes de formar grades da Sungrow
A Sungrow lançou o controle de formação de grade como um modo selecionável por firmware em várias plataformas de utilidades e armazenamento, em vez de uma linha de produtos separada. Do lado do armazenamento, as unidades PCS no Famílias MGL060 e ST255CS-2H suporta a operação GFM para aplicações de microrredes e redes fracas, incluindo sequenciamento de black start quando emparelhado com o controlador de planta apropriado. No lado solar, as plataformas de inversores centrais da Sungrow utilizadas em grandes aplicações de serviços públicos inversor utilitário as implantações estão sendo certificadas de acordo com códigos de rede que incluem GFM em mercados selecionados à medida que esses códigos são finalizados. Como o GFM é um recurso de firmware e circuito de controle em vez de um SKU de hardware, a disponibilidade exata depende do modelo, da revisão do firmware e do código de rede alvo – sempre confirme o status atual da certificação com seu engenheiro de vendas da Econo Solar antes de finalizar o equipamento em um diagrama unifilar.
| Característica | Seguimento de grade | Formação de grade |
|---|---|---|
| Referência de controle | Segue a tensão/frequência medida da rede (fonte de corrente) | Define sua própria tensão/frequência (fonte de tensão) |
| Blackout/início ilhado | Não é possível iniciar sem uma referência externa | Pode iniciar uma seção ilhada |
| Percurso de falha | Contribuição limitada de corrente de falta rápida | Injeção de corrente de falha mais alta e controlável |
| Melhor ajuste | Redes fortes, baixa penetração renovável | Redes fracas, microrredes, alta penetração BESS/solar |
| Prêmio de custo típico | Linha de base | % baixa de um dígito no custo do PCS/inversor |
Especificando Inversores Formadores de Grade: Uma Lista de Verificação de Aquisições
Quando um estudo de interconexão ou código de rede sinaliza um requisito de GFM, as equipes de compras devem confirmar cinco coisas antes de emitir um pedido de compra:
- Qual versão de firmware e modo de controle específicos oferecem comportamento GFM certificado no modelo proposto
- Se o recurso black start está incluído ou requer uma licença separada e um controlador de planta
- O múltiplo de corrente de curto-circuito que a unidade pode sustentar durante uma falha (normalmente 1,1–1,5x a corrente nominal por vários ciclos)
- Relatórios de teste de tipo ou de conformidade com código de grade de um laboratório credenciado para o código do país de destino
- Se o modo GFM é compatível com a planta escolhida inversor híbrido ou topologia PCS e controlador SCADA/planta existente
Códigos de rede e conformidade na CEI, Oriente Médio e Sudeste Asiático
Os requisitos de código de rede em torno do comportamento de formação de rede estão a evoluir rapidamente e variam significativamente de país para país – alguns operadores de transmissão no Golfo e na Ásia Central estão agora a referenciar a IEEE 2800 ou normas semelhantes de recursos baseados em inversores directamente em acordos de interligação, enquanto outros ainda operam sob códigos legados sem qualquer linguagem GFM. Como esses requisitos podem mudar entre o estudo de viabilidade e o comissionamento de um projeto plurianual, os EPCs devem incorporar flexibilidade contratual para atualizar o firmware do inversor ou, em casos raros, trocar modelos de PCS sem um ciclo completo de reengenharia. A Econo Solar rastreia as atualizações do código da rede em nossos mercados ativos e sinaliza os requisitos do GFM durante a fase inicial de cotação do equipamento, precisamente para evitar esse tipo de retrabalho na fase final.
Para os EPCs que concorrem a concursos nestas regiões, a conclusão prática é tratar a capacidade de formação de redes como um item de linha na especificação técnica e não como um padrão presumido. Pergunte diretamente à equipe de interconexão do operador da rede se o comportamento do GFM é necessário, solicite por escrito a cláusula relevante do código de rede IEEE 2800 ou local e obtenha a conformidade do equipamento confirmada pelo fabricante antes que o preço seja bloqueado. Essa única etapa evita a fonte mais comum de estouros de custos em estágio final em projetos de energia solar e de armazenamento com redes fracas atualmente.