Le ragioni e i rischi di un eccesso di armoniche dopo la connessione della centrale fotovoltaica alla rete

Poiché le centrali fotovoltaiche sono diventate una forza importante nella transizione energetica. Tuttavia, quando queste energie verdi vengono collegate alla rete elettrica, emerge una sfida tecnica che non può essere ignorata - l'inquinamento armonico. Un numero eccessivo di armoniche non influisce solo sul funzionamento della centrale elettrica stessa, ma rappresenta anche una minaccia per la qualità dell'energia della rete elettrica pubblica. Questo articolo analizzerà in modo approfondito le cause interne, i molteplici rischi e le soluzioni per le armoniche eccessive dopo la connessione delle centrali fotovoltaiche alla rete.

1. Rischi multipli: quanto sono gravi le conseguenze di un eccesso di armoniche?

Le armoniche eccessive non sono affatto un semplice problema di dati. Possono innescare una serie di reazioni a catena, mettendo a rischio sia la centrale elettrica stessa che la sicurezza della rete.

Ⅰ. Pericoli per la centrale fotovoltaica stessa:

⑴ L'apparecchiatura si surriscalda, con conseguente riduzione della durata:

Inverter: le correnti armoniche possono causare un riscaldamento aggiuntivo negli induttori del filtro, nei condensatori e nei dispositivi di commutazione all'interno dell'inverter, con conseguente riduzione dell'efficienza. Nel caso di un funzionamento prolungato ciò può causare guasti e ridurne la durata.

Trasformatore: le correnti armoniche intensificano l'effetto pelle e l'effetto di prossimità, con conseguente aumento delle perdite di rame e ferro, causando il surriscaldamento del trasformatore e rendendo necessario il funzionamento forzato a capacità ridotta-.

Cavi: a causa dell'effetto pelle provocano anche il surriscaldamento delle linee, accelerano l'invecchiamento dell'isolamento e rappresentano un pericolo di incendio.

(2) Malfunzionamento/blocco del sistema di protezione:

Forme d'onda di corrente distorte possono far sì che i dispositivi di protezione basati sull'impostazione della frequenza di alimentazione (come la protezione da sovracorrente e differenziale) effettuino valutazioni errate, portando a falsi interventi e arresti non pianificati. Al contrario, potrebbero anche non funzionare correttamente (malfunzionamento) durante i guasti, ampliando così la portata dell'incidente.

⑶ Errore di misurazione:

Le armoniche possono influenzare la precisione di misurazione del contatore elettrico, portando a discrepanze nel pagamento della bolletta elettrica tra centrali elettriche e società di rete elettrica, causando così perdite economiche.

II. Contromisure: come gestire efficacemente le armoniche?

⑴ Controllo della sorgente: attrezzatura selettiva

Nella fase iniziale della progettazione della centrale elettrica, è consigliabile selezionare inverter di alta-qualità che adottino una tecnologia di modulazione avanzata, dispongano-di filtri di uscita efficienti e siano conformi ai più recenti standard di qualità dell'energia. Questa è la soluzione di trattamento più conveniente ed efficace.

(2) Progettazione del sistema: simulazione e ottimizzazione

Effettuare analisi dettagliate di simulazione armonica per prevedere il livello di emissione armonica dopo che la centrale elettrica è stata collegata alla rete e ottimizzare la progettazione elettrica della centrale elettrica (come il layout delle linee dei collettori), evitando la sovrapposizione di armoniche provenienti da più inverter o risonanza del sistema.

⑶ Trattamento terminale: installare dispositivi di filtraggio

Filtro di potenza attiva (APF): Può rilevare la corrente armonica del carico in tempo reale e iniettare una corrente di compensazione della stessa ampiezza ma di direzione opposta per eliminare l'armonica in modo preciso e dinamico. Può gestire simultaneamente armoniche che vanno da 2 a 50 volte o anche di più ed è il mezzo più efficace per gestire armoniche casuali, ma l'investimento è relativamente elevato.