การเชื่อมต่อโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าถือเป็นขั้นตอนที่ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดที่สุดในทุกโครงการ ผู้ปฏิบัติงานระบบโครงข่ายจะกำหนดการตั้งค่ารีเลย์ป้องกัน ข้อกำหนดการป้องกันการจ่ายกระแสไฟหลุด มาตรฐานคุณภาพกำลังไฟฟ้า และข้อกำหนดการส่งผ่านข้อผิดพลาดที่แตกต่างกันไปตามประเทศ ระดับแรงดันไฟฟ้า และยูทิลิตี้ การทำให้กระบวนการเชื่อมต่อโครงข่ายไม่ถูกต้อง เช่น ขาดการศึกษา ระบุการตั้งค่ารีเลย์ไม่ถูกต้อง หรือจุดเชื่อมต่อมีขนาดเล็กเกินไป อาจทำให้โครงการล่าช้าไป 12-24 เดือน หรือต้องออกแบบใหม่ซึ่งมีราคาแพง คู่มือนี้จะอธิบายกระบวนการตั้งแต่ต้นจนจบ
การเชื่อมต่อกริดทั้งสี่ขั้นตอน
การเชื่อมต่อโครงข่ายพลังงานแสงอาทิตย์ทุกรายการ ตั้งแต่หลังคาขนาด 100 กิโลวัตต์ไปจนถึงโรงไฟฟ้าขนาด 100 เมกะวัตต์ มีขั้นตอนสี่ขั้นตอนเดียวกัน:
- ความเป็นไปได้เบื้องต้น/การศึกษาหน้าจอ — ยูทิลิตี้จะประเมินว่าจุดเชื่อมต่อที่เสนอสามารถดูดซับเอาต์พุตของโครงการโดยไม่ละเมิดขีดจำกัดความร้อนหรือแรงดันไฟฟ้าบนอุปกรณ์ที่มีอยู่หรือไม่
- การศึกษาการเชื่อมต่อโครงข่าย — การศึกษาการไหลของพลังงานโดยละเอียด การลัดวงจร และความเสถียร ยูทิลิตี้นี้จะจำลองผลกระทบของโรงงานของคุณต่อเครือข่าย การศึกษานี้จะกำหนดการตั้งค่ารีเลย์ป้องกัน ข้อมูลจำเพาะของหม้อแปลง และการอัพเกรดเครือข่ายใดๆ ที่คุณต้องให้ทุน
- ข้อตกลงการเชื่อมต่อ — สัญญาทางกฎหมายที่ระบุเงื่อนไขการเชื่อมต่อ: การวัดแสง การตั้งค่าการป้องกัน ภาระผูกพันด้านพลังงานรีแอกทีฟ เงื่อนไขการลดขนาด และการปฏิบัติตามรหัสกริด
- การว่าจ้างและการใช้พลังงาน — การทดสอบที่ไซต์งานของรีเลย์ป้องกันและพฤติกรรมของอินเวอร์เตอร์ ตามด้วยการเพิ่มพลังงานอย่างเป็นทางการโดยสาธารณูปโภค
ข้อกำหนดทางเทคนิคที่สำคัญ
การป้องกันการเกาะติด
การป้องกันการเกาะติดทำให้มั่นใจได้ว่าเมื่อกริดสูญเสียพลังงาน โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณจะไม่จ่ายไฟให้กับเครือข่ายท้องถิ่นอีกต่อไป ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อพนักงานสาธารณูปโภคหากสายไฟถูกตัดไฟแล้ว อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดทุกตัวจะต้องตรวจจับการสูญเสียของกริดและการตัดการเชื่อมต่อภายในกรอบเวลาที่กำหนด โดยทั่วไปคือ 200–2000 มิลลิวินาที ขึ้นอยู่กับมาตรฐานยูทิลิตี้ (IEEE 1547, IEC 62116, VDE-AR-N 4105)
อินเวอร์เตอร์สมัยใหม่อย่าง Sunrow's SG150CX และ SG320HX-20 รวมถึงวิธีการป้องกันการจ่ายกระแสสลับแบบพาสซีฟ (การตรวจสอบความถี่/แรงดันไฟฟ้า) และแบบแอกทีฟ (การเปลี่ยนความถี่ การวัดอิมพีแดนซ์) ระบบป้องกันการพลิกคว่ำของอินเวอร์เตอร์เป็นการป้องกันเบื้องต้น รีเลย์เฉพาะที่จุดเชื่อมต่อคือการป้องกันรองสำหรับพืชที่สูงกว่า ~100 kW
แรงดันและความถี่แบบไรด์ทรู (LVRT/HVRT/FRT)
สาธารณูปโภคส่วนใหญ่จำเป็นต้องมีโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่เพื่อ เชื่อมต่ออยู่ ในระหว่างที่เกิดข้อผิดพลาดของกริด แทนที่จะตัดการเชื่อมต่อ เนื่องจากการตัดการเชื่อมต่อพลังงานแสงอาทิตย์จำนวนมากในระหว่างเกิดข้อผิดพลาดจะทำให้ความไม่เสถียรของกริดแย่ลง เส้นโค้งการขับขี่ผ่านเฉพาะ (แรงดันไฟฟ้าที่สามารถลดลงได้ต่ำเพียงใด เป็นระยะเวลาเท่าใด ก่อนที่โรงงานจะตัดการเชื่อมต่อ) ได้รับการกำหนดไว้ในรหัสกริดท้องถิ่น:
| มาตรฐาน | ภูมิภาค | ข้อกำหนด LVRT (ตัวอย่าง) |
|---|---|---|
| อีอีอี 1547-2018 | สหรัฐอเมริกา | เชื่อมต่ออยู่ที่ 0.5 pu เป็นเวลา 160 ms; 0.7 pu เป็นเวลา 2 วินาที |
| IEC 61727 / TH 50549 | ยุโรป | เฉพาะประเทศ; โดยทั่วไป 0.2 pu เป็นเวลา 150–200 มิลลิวินาที |
| กิกะไบต์/ที 19964 | จีน | เชื่อมต่ออย่างต่อเนื่อง ≥ 625 ms ที่ 0 V; 3 วินาทีที่ 20% Un |
| AS/นิวซีแลนด์ 4777 | ออสเตรเลีย/นิวซีแลนด์ | การขับขี่ผ่านที่กำหนดไว้ในหลักเกณฑ์ AS 4777.2 / AEMO |
อินเวอร์เตอร์ Sungrow ได้รับการรับรองสำหรับ LVRT, HVRT และ FRT ตามรหัสกริดหลักทั้งหมด พารามิเตอร์เฉพาะสามารถตั้งโปรแกรมได้โดยวิศวกรทดสอบการใช้งานตามข้อกำหนดด้านสาธารณูปโภค
กำลังไฟฟ้าปฏิกิริยาและตัวประกอบกำลัง
ระบบสาธารณูปโภคส่วนใหญ่ต้องการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีขนาดสูงกว่าที่กำหนด (โดยปกติคือ 30 kW+ สำหรับเชิงพาณิชย์ และ 1MW+ สำหรับสาธารณูปโภค) เพื่อให้การสนับสนุนพลังงานรีแอกทีฟ — ความสามารถในการดูดซับหรือฉีดกระแสรีแอกทีฟเพื่อช่วยรักษาแรงดันไฟฟ้าของกริดให้คงที่ ข้อกำหนดแตกต่างกันไป: บางชนิดระบุตัวประกอบกำลังคงที่ (เช่น 0.95 นำหน้า/ล้าหลัง) บางชนิดระบุเส้นโค้งกำลังรีแอกทีฟ (โหมด Q(U)) โดยที่โรงงานจะปรับเอาต์พุตรีแอกทีฟแบบไดนามิกตามแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ สตริงและอินเวอร์เตอร์ส่วนกลางของ Sungrow รองรับโหมดควบคุมพลังงานรีแอกทีฟมาตรฐานทั้งหมดโดยไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์เพิ่มเติม
การตั้งค่ารีเลย์ป้องกัน
การศึกษาการเชื่อมต่อโครงข่ายโดยทั่วไปจะระบุฟังก์ชันรีเลย์ป้องกันต่อไปนี้ที่จุดเชื่อมต่อ:
- แรงดันไฟฟ้าสูง/ต่ำ (OVP/UVP) — ตัดการทำงานหากแรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายเกินหรือต่ำกว่าขีดจำกัดที่กำหนด
- สูง/ต่ำความถี่ (OFP/UFP) - ทริปเที่ยวความถี่
- กระแสเกินทิศทาง (67) — ป้องกันการป้อนกลับกระแสไฟผิดพลาดจากโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เข้าสู่โครงข่าย
- ความผิดปกติของโลก (51N/64) — ตรวจจับความผิดปกติของกราวด์ในอุปกรณ์เชื่อมต่อ
- กำลังถอยหลัง (32R) — สำหรับไซต์ที่ไม่อนุญาตให้ส่งออก
รีเลย์ต้องได้รับการตั้งค่าตามข้อกำหนดเฉพาะของยูทิลิตี้และทดสอบระหว่างการทดสอบเดินเครื่อง การตั้งค่ารีเลย์ที่กำหนดค่าไม่ถูกต้องเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความล่าช้าในการทดสอบเดินเครื่อง
ข้อกำหนดของหม้อแปลง MV
โดยทั่วไปโรงงานที่มีขนาดสูงกว่า 1 MW จะเชื่อมต่อที่แรงดันไฟฟ้าปานกลาง (6–35 kV) และต้องใช้หม้อแปลงแบบสเต็ปอัพ หม้อแปลงจะต้องมีขนาดสำหรับเอาต์พุตสูงสุดของโรงงานโดยมีส่วนต่างสำหรับปริมาณฮาร์มอนิกและตัวประกอบกำลัง ดูของเรา คู่มือขนาดหม้อแปลง สำหรับวิธีการโดยละเอียด
ไทม์ไลน์ที่สมจริง
| เวที | ระยะเวลาปกติ | ตัวแปรหลัก |
|---|---|---|
| หน้าจอความเป็นไปได้ล่วงหน้า | 2–8 สัปดาห์ | ความยาวคิวยูทิลิตี้ |
| การศึกษาการเชื่อมต่อโครงข่าย | 3–18 เดือน | ความซับซ้อนของการศึกษา ความจุสาธารณูปโภค |
| การเจรจาต่อรองการอัพเกรดเครือข่าย | 1–6 เดือน | จำเป็นต้องอัพเกรดหรือไม่ |
| ข้อตกลงการเชื่อมต่อ | 1–3 เดือน | เวลาทบทวนกฎหมาย |
| การก่อสร้าง + การว่าจ้าง | 3–12 เดือน | ขนาดโครงการ |
| รวม (กรณีที่ดีที่สุด ไม่มีการอัปเกรด) | 9–15 เดือน | |
| รวม (จำเป็นต้องอัพเกรดเครือข่าย) | 24–48 เดือน |
ความเสี่ยงที่ใหญ่ที่สุดประการเดียวในไทม์ไลน์การเชื่อมต่อโครงข่ายคือการอยู่ในคิวการเชื่อมต่อโครงข่ายของสาธารณูปโภคที่อยู่ด้านหลังโครงการอื่นๆ ในตารางที่แออัด (หลายส่วนของยุโรป ออสเตรเลีย แคลิฟอร์เนีย) คิว 2-3 ปีถือเป็นเรื่องปกติ สมัครการเชื่อมต่อโครงข่ายของคุณโดยเร็วที่สุด — ควรเป็นตั้งแต่เริ่มต้นโครงการ ก่อนที่จะตัดสินใจเลือกอุปกรณ์ให้เสร็จสิ้น
สาเหตุทั่วไปของความล่าช้าในการเชื่อมต่อ
- ระดับความผิดปกติไม่เพียงพอที่จุดเชื่อมต่อ — สวิตช์เกียร์ของยูทิลิตี้อาจมีความสามารถในการขัดจังหวะกระแสไฟฟ้าขัดข้องไม่เพียงพอที่จะจัดการกับความผิดพลาดของโรงงานของคุณได้อย่างปลอดภัย วิธีแก้ไข: เพิ่มตัวเหนี่ยวนำจำกัดกระแสฟอลต์ หรือขออัปเกรดเครือข่าย
- แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นบนตัวป้อนแบบกระจาย — การแทรกซึมของแสงอาทิตย์ที่สูงบนตัวป้อนการกระจายทำให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเกินขีดจำกัดตามกฎหมายในช่วงการสร้างจุดสูงสุด วิธีแก้ไข: การดูดซับพลังงานปฏิกิริยา การจำกัดการส่งออก หรือการอัพเกรดตัวป้อน
- การประสานงานการป้องกันล้มเหลว — การตั้งค่ารีเลย์ป้องกันของคุณโต้ตอบกับการป้องกันเครือข่ายที่มีอยู่ในลักษณะที่ทำให้เกิดการสะดุดหรือจุดบอด แนวทางแก้ไข: การศึกษาการประสานงานการป้องกันโดยละเอียด ปรับการตั้งค่ารีเลย์
- ข้อกำหนดด้านการวัดแสงและข้อมูล — ยูทิลิตี้จำนวนมากต้องการการวัดตามช่วงระดับรายได้ (15 นาทีหรือ 5 นาที) และการวัดและส่งข้อมูลทางไกล SCADA แบบเรียลไทม์ก่อนที่จะรวมพลังการเชื่อมต่อ