Πώς ο ενεργός φίλτρος ισχύος καταπολεμά τις αρμονικές σε φωτοβολταϊκά εργοστάσια;

Κατανόηση της Αρμονικής Παραμόρφωσης σε Φωτοβολταϊκά Ηλεκτρικά Σταθμά

Πηγές Αρμονικών σε Φωτοβολταϊκά Συστήματα Συνδεδεμένα στο Δίκτυο

Η κύρια αιτία της παραμόρφωσης αρμονικών σε εγκαταστάσεις φωτοβολταϊκής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας προέρχεται από τα μη γραμμικά ηλεκτρονικά ισχύος που βλέπουμε παντού σήμερα, ειδικά τους φωτοβολταϊκούς αντιστροφείς και διάφορες συσκευές διακοπτών. Μια πρόσφατη μελέτη για τη διασύνδεση με το δίκτυο το 2024 ανακάλυψε κάτι ενδιαφέρον σχετικά με αυτό το πρόβλημα. Διαπίστωσαν ότι περίπου τα δύο τρίτα όλων των αρμονικών ρευμάτων που μετρήθηκαν σε φωτοβολταϊκά πάρκα προέρχονται στην πραγματικότητα από αντιστροφείς πηγής τάσης, όταν εκτελούν τη λειτουργία μετατροπής του συνεχούς ρεύματος (DC) σε εναλλασσόμενο (AC). Αυτό που συμβαίνει εδώ είναι αρκετά απλό, αλλά ταυτόχρονα τεχνικά πολύπλοκο. Οι αντιστροφείς δημιουργούν αυτές τις αρμονικές υψηλής συχνότητας, που κυμαίνονται κάπου μεταξύ 2 και 40 kHz, λόγω του τρόπου με τον οποίο διαμορφώνουν παλμούς (PWM, σύντομος όρος για Pulse Width Modulation) μαζί με ορισμένες μεθόδους διασυνδεδεμένης λειτουργίας (interleaving). Υπάρχουν όμως και άλλοι παράγοντες που αξίζει να αναφερθούν. Οι μετασχηματιστές μερικές φορές υφίστανται κορεσμό υπό συγκεκριμένες συνθήκες, και όταν πολλαπλοί αντιστροφείς λειτουργούν μαζί σε μεγάλα φωτοβολταϊκά πάρκα, μπορεί να αλληλεπιδρούν με τρόπους που παράγουν επιπλέον αρμονικές.

Επίδραση της Αρμονικής Παραμόρφωσης στην Ποιότητα της Ηλεκτρικής Ενέργειας και στην Απόδοση του Συστήματος

Όταν δεν ελέγχονται, οι αρμονικές μειώνουν την απόδοση του συστήματος κατά περίπου 3 έως 7 τοις εκατό, σύμφωνα με έρευνα του Ponemon από το περασμένο έτος. Αυτό συμβαίνει επειδή οι αγωγοί χάνουν περισσότερη ενέργεια και οι μετασχηματιστές υπερθερμαίνονται περισσότερο από ό,τι θα έπρεπε. Όταν η παραμόρφωση της τάσης ξεπεράσει το 5% THD, τα προβλήματα εμφανίζονται πολύ γρήγορα. Τα προστατευτικά ρελέ παύουν να λειτουργούν σωστά και οι πυκνωτές τείνουν να αποτυγχάνουν απροσδόκητα. Το πρόβλημα επιδεινώνεται επίσης και για τους αντιστροφείς. Αυτοί που λειτουργούν σε περιβάλλοντα γεμάτα αρμονικές βλέπουν το μόνωμά τους να καταστρέφεται 15 έως 20% γρηγορότερα, με αποτέλεσμα πιο συχνές επισκευές και υψηλότερα έξοδα. Κάποιες πολύ σοβαρές καταστάσεις προκύπτουν όταν υπάρχει συντονισμός μεταξύ της επαγωγής του δικτύου και της έξοδου των αντιστροφέων φωτοβολταϊκών. Αυτό το φαινόμενο προκαλεί την ενίσχυση ορισμένων αρμονικών τόσο πολύ, ώστε μερικές φορές τα ηλεκτρικά εξαρτήματα υφίστανται ζημιές πέρα από τη δυνατότητα επισκευής.

Συνηθισμένα Πρότυπα Αρμονικών και Συμμόρφωση σε Εγκαταστάσεις Ανανεώσιμης Ενέργειας

Οι οργανισμοί τυποποίησης σε όλο τον κόσμο έχουν θέσει αυστηρούς κανόνες σχετικά με τη συνολική παραμόρφωση τάσης (THD) που πρέπει να παραμένει κάτω από 5% και οι αρμονικές ρεύματος δεν πρέπει να υπερβαίνουν το 8% στα σημεία όπου τα συστήματα συνδέονται με το ηλεκτρικό δίκτυο. Για φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις μεγαλύτερες των 75 kilowatt, υπάρχει μια επιπλέον απαίτηση από το πρότυπο IEC 61000-3-6 που προβλέπει συγκεκριμένες δοκιμές για τη μέτρηση αυτών των αρμονικών εκπομπών. Η τήρηση όλων αυτών των κανονισμών συνήθως σημαίνει την εφαρμογή διαφόρων τεχνικών μείωσης. Κάποιες συνηθισμένες προσεγγίσεις περιλαμβάνουν τον σχεδιασμό αντιστροφέων με βελτιωμένες τοπολογίες και την εγκατάσταση εξοπλισμού ενεργών φίλτρων ισχύος. Οι περισσότεροι ρυθμιστικοί φορείς σήμερα απαιτούν συνεχή παρακολούθηση των αρμονικών σε φωτοβολταϊκά πάρκα. Αυτό βοηθά στην αποφυγή δαπανηρών προστίμων όταν προκύψουν προβλήματα σταθερότητας του δικτύου λόγω υπερβολικού αρμονικού περιεχομένου.

Αρχή λειτουργίας των ενεργών φίλτρων ισχύος σε φωτοβολταϊκά συστήματα

Οι ενεργοί φίλτρα ισχύος ή APFs αντιμετωπίζουν τις ενοχλητικές αρμονικές παραμορφώσεις σε ηλιακά συστήματα, ανιχνεύοντας και ακυρώνοντας τις επιβλαβείς ροές ρεύματος σε πραγματικό χρόνο. Λειτουργούν με αισθητήρες ρεύματος και τεχνολογία DSP για να αναλύουν το φορτίο των ρευμάτων, εντοπίζοντας ακόμη και τις πιο μικρές αρμονικές διαταραχές, όπως οι παραμορφώσεις τρίτης τάξης. Ορισμένες πεδίου δοκιμές έχουν δείξει ότι τα APFs μπορούν να μειώσουν τη συνολική αρμονική παραμόρφωση κατά περίπου 88% σε ηλιακούς σταθμούς ισχύος 500 kW, σε σύγκριση με τα παραδοσιακά παθητικά φίλτρα. Αυτή η απόδοση κάνει μεγάλη διαφορά στη σταθερότητα και την αποδοτικότητα του συστήματος.

Πώς το Ενεργό Φίλτρο Ισχύος Ανιχνεύει και Ακυρώνει τα Αρμονικά Ρεύματα

Η παρακολούθηση του ρεύματος του δικτύου γίνεται συνεχώς μέσω αισθητήρων Hall, οι οποίοι ανιχνεύουν αυτά τα αρμονικά σήματα με αρκετά καλή ακρίβεια, περίπου εντός περιθωρίου σφάλματος ενός πενήντα τοις εκατό. Ακολουθεί επεξεργασία μεγάλου όγκου αριθμητικών δεδομένων μέσω προηγμένων αλγορίθμων ψηφιακής επεξεργασίας σήματος (DSP), οι οποίοι δημιουργούν αντίρροπα ρεύματα ακριβώς εκτός φάσης με τα αρμονικά που ανιχνεύθηκαν. Ρίξτε μια ματιά στα ευρήματα των ερευνητών στη μελέτη τους του 2023 για τεχνικές πραγματικού χρόνου. Έδειξαν ότι όταν οι ενεργοί φίλτρα λειτουργούν σε συχνότητες διακοπής που φτάνουν τα 20 kHz, μπορούν να ακυρώσουν σχεδόν όλα τα ενοχλητικά αρμονικά πέμπτης και έβδομης τάξης σε μόλις δύο χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αρκετά εντυπωσιακό για όποιον ασχολείται καθημερινά με ζητήματα ποιότητας ηλεκτρικής ενέργειας.

Θεωρία Στιγμιαίας Άεργου Ισχύος (Μέθοδος p-q) για Έλεγχο Πραγματικού Χρόνου

Η μέθοδος αυτή ελέγχου διαχωρίζει τις στιγμιαίες συνιστώσες της ενεργούς (p) και άεργου (q) ισχύος χρησιμοποιώντας μετασχηματισμούς Clarke. Με τη συγχρονισμένη λειτουργία με την τάση του δικτύου μέσω βρόχων κλειδώματος φάσης (PLLs), η μέθοδος p-q διατηρεί το συντελεστή ισχύος πάνω από 0,98 ακόμη και κατά τη διάρκεια μεταβολών της ηλιακής ακτινοβολίας έως 30%. Έρευνες δείχνουν ότι αυτή η προσέγγιση μειώνει τη ζήτηση άεργης ισχύος κατά 72% σε σύγκριση με παραδοσιακούς ελεγκτές PI.

Δημιουργία Αναφοράς Ρεύματος και Διακοπτική Λειτουργία Αντιστροφέα με PWM

Αυτό το σύστημα παίρνει αυτά τα σήματα αντιστάθμισης και τα μετατρέπει σε πραγματικές εντολές διακοπτικής λειτουργίας μέσω της λεγόμενης διαμόρφωσης PWM διανύσματος χώρου. Σήμερα, οι περισσότεροι ενεργοί φίλτρα ισχύος κατασκευάζονται με αντιστροφείς βασισμένους σε IGBT που λειτουργούν με απόδοση άνω του 97%, χάρη σε αρκετά έξυπνες τεχνικές αντιστάθμισης νεκρού χρόνου, οι οποίες μειώνουν τις ενοχλητικές απώλειες λόγω διακοπτικής λειτουργίας. Μελετώντας διάφορα ερευνητικά άρθρα σχετικά με αντιστροφείς πηγής τάσης PWM, διαπιστώνουμε ότι αυτοί οι σχεδιασμοί μπορούν να ακυρώσουν αρμονικές σε εύρη ζώνης πολύ πέρα ​​από τα 2 kHz. Και εδώ είναι κάτι σημαντικό: διατηρούν τη συνολική αρμονική παραμόρφωση κάτω από 4%, πληρούν όλες τις απαιτήσεις που ορίζονται στο τελευταίο πρότυπο IEEE 519 του 2022.

Στρατηγικές Ενσωμάτωσης και Ελέγχου για Ενεργούς Φίλτρα Ισχύος σε Φ/Β Σταθμούς

Η σωστή ενσωμάτωση ενεργών φίλτρων ισχύος (APFs) σε φωτοβολταϊκά εργοστάσια απαιτεί προσεκτική διαμόρφωση και στρατηγικές ελέγχου, ώστε να διασφαλίζεται η συμμόρφωση με τα πρότυπα του δικτύου και ταυτόχρονα να διατηρείται η καλή ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας. Οι περισσότερες σύγχρονες εγκαταστάσεις επιλέγουν διατάξεις παράλληλων APF, επειδή συνδέονται παράλληλα, επιτρέποντας την ακύρωση αρμονικών σε πραγματικό χρόνο, χωρίς να επηρεάζεται η πραγματική παραγωγή ηλιακής ενέργειας. Σύμφωνα με έρευνα που δημοσιεύθηκε το 2023 μέσω του IntechOpen, περίπου το 89 τοις εκατό των νέων μεγάλων ηλιακών φάρμων ενσωματώνει πλέον αυτά τα παράλληλα APF, τα οποία λειτουργούν σε συνδυασμό με συστήματα κλειδώματος φάσης (PLL). Αυτές οι διατάξεις καταφέρνουν να ευθυγραμμίζουν τις τάσεις του δικτύου με μεγάλη ακρίβεια, συνήθως εντός μισού βαθμού προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση. Αυτού του είδους η ακρίβεια κάνει μεγάλη διαφορά στη συνολική απόδοση αυτών των ηλιακών εγκαταστάσεων.

Διάταξη Παράλληλου Ενεργού Φίλτρου Ισχύος και Συγχρονισμός με την Τάση του Δικτύου (PLL)

Τα παράλληλα ενεργά φίλτρα ισχύος (APF) λειτουργούν εισάγοντας αντί-αρμονικά ρεύματα στο δίκτυο μέσω αντιστροφέων πηγής τάσης. Οι βασικά πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν:

• Συμβατότητα με μεταβλητή έξοδο Φ/Β (εύρος συχνότητας 3-150 Hz)
• ακρίβεια συγχρονισμού 98,7% χρησιμοποιώντας ελεγκτές βασισμένους σε PLL
• χρόνος απόκρισης <5 ms για αιφνίδιες μεταβολές φορτίου

Προσαρμοστικοί έναντι Σταθερών Ενισχυτών Ελεγκτών σε Δυναμικά Περιβάλλοντα Φ/Β

Οι προσαρμοστικοί ελεγκτές βελτιώνουν την καταστολή αρμονικών σε συνθήκες μεταβαλλόμενης ακτινοβολίας, ρυθμίζοντας αυτόματα τις παραμέτρους ενίσχυσης. Δοκιμές επιτόπου το 2024 έδειξαν ότι τα προσαρμοστικά συστήματα μείωσαν τη συνολική αρμονική παραμόρφωση (THD) από 8,2% σε 3,1% υπό μερική σκίαση, υπερτερώντας των μοντέλων σταθερής ενίσχυσης κατά 42% στη μεταβατική απόκριση.

Μέθοδοι Ολοκλήρωσης Ενεργού Φίλτρου Ισχύος με Αντιστροφείς Φ/Β

Τρεις κύριες προσεγγίσεις ολοκλήρωσης κυριαρχούν στα σύγχρονα φωτοβολταϊκά εργοστάσια:

Μια ανάλυση του ScienceDirect του 2024 αποκάλυψε ότι τα υβριδικά συστήματα βελτίωσαν την παραγωγή ενέργειας κατά 6,8% σε σύγκριση με αυτόνομες λύσεις APF σε φωτοβολταϊκά συστήματα 500 kW.

Σχεδιασμός και Απόδοση Υβριδικών Συστημάτων Φωτοβολταϊκών-Ενεργού Φίλτρου Ισχύος

Σχεδιασμός Διπλής Λειτουργίας Αντιστροφέα: Ταυτόχρονη Παραγωγή Ενέργειας και Αντιστάθμιση Αρμονικών

Οι υβριδικά συστήματα φωτοβολταϊκών-ενεργών φίλτρων ισχύος χρησιμοποιούν τώρα ειδικούς αντιστροφείς που διαχειρίζονται τόσο τη μετατροπή ενέργειας όσο και τη μείωση των ηλεκτρικών θορύβων ταυτόχρονα. Οι πιο πρόσφατες σχεδιάσεις ενσωματώνουν τη λειτουργία φιλτραρίσματος ισχύος απευθείας στην κύρια μονάδα αντιστροφείας φωτοβολταϊκών. Αυτό μειώνει τα απαιτούμενα εξαρτήματα κατά περίπου 37% σε σύγκριση με τη χρήση ξεχωριστών συστατικών, σύμφωνα με έρευνα των Wong και συνεργατών το 2021. Αυτά τα συστήματα λειτουργούν μέσω έξυπνων τεχνικών διακοπτικής λειτουργίας που τους επιτρέπουν να εντοπίζουν το μέγιστο σημείο απόδοσης της ηλιακής ενέργειας, ενώ ταυτόχρονα ακυρώνουν τις ανεπιθύμητες αρμονικές. Μοιράζονται βασικά εξαρτήματα, όπως πυκνωτές DC-link και τα μονάδες IGBT που βλέπουμε στα περισσότερα σύγχρονα ηλεκτρονικά. Δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες δείχνουν ότι αυτές οι διατάξεις διατηρούν τη συνολική παραμόρφωση αρμονικών κάτω από 3%, κάτι αρκετά καλό, λαμβανομένου υπόψη ότι επιτυγχάνουν επίσης απόδοση μετατροπής του φωτός του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια περίπου 98,2%. Αρκετά εντυπωσιακό για κάτι που βοηθά στο να καθαρίζει τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ βελτιώνει τη χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Προσομοίωση και Πεδιακή Απόδοση Υβριδικών Συστημάτων PV-APF

Οι προσομοιώσεις υλικού εντός βρόχου (HIL) για 500 kW υβριδικά συστήματα δείχνουν 89% ταχύτερους χρόνους αντίδρασης σε αρμονικές σε σύγκριση με συμβατικά παθητικά φίλτρα. Μια μελέτη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας του 2024 αποκάλυψε ότι οι προσαρμοστικοί ελεγκτές στα PV-APF μειώνουν τις διακυμάνσεις τάσης κατά 62% υπό συνθήκες μερικής σκίασης. Οι πεδιακές εφαρμογές δείχνουν διατήρηση της καταπολέμησης της ολικής αρμονικής παραμόρφωσης (THD) κάτω από 5% για πάνω από 1.200 ώρες λειτουργίας, ακόμα και με 30% μη γραμμικά φορτία.

Μελέτη Περίπτωσης: Μείωση της THD από 28% σε Λιγότερο από 5% σε Φωτοβολταϊκό Σταθμό 500 kW

Ένα εμπορικό φωτοβολταϊκό πάρκο εξάλειψε την υπερθέρμανση του μετασχηματιστή λόγω αρμονικών μέσω της ενσωμάτωσης PV-APF. Το υβριδικό σύστημα εγκατέστησε οκτώ διπλής χρήσης αντιστροφείς των 60 kVA σε παράλληλη διάταξη, επιτυγχάνοντας:

• THD Ρεύματος Δικτύου: Μείωση από 28% σε 4,7%
• Αντιστάθμιση Άεργου Ισχύος: ικανότητα 92% σε συντελεστή ισχύος 0,95
• Εξοικονόμηση Ενέργειας: 7.200 $/μήνα σε μειωμένη συντήρηση φίλτρων και αποφυγή προστίμων από το δίκτυο

Η παρακολούθηση μετά την εγκατάσταση επιβεβαίωσε τη συμμόρφωση με τα πρότυπα IEEE 519-2022 υπό συνθήκες 25% μεταβλητής νεφοκάλυψης.

Πλεονεκτήματα και Προκλήσεις της Εγκατάστασης Ενεργών Φίλτρων Ισχύος σε Φωτοβολταϊκά Πάρκα

Βελτίωση της Συμμόρφωσης με τους Κανονισμούς Δικτύου και της Ποιότητας Ισχύος σε Συστήματα Ανανεώσιμης Ενέργειας

Οι ενεργοί φίλτρα ενεργού ισχύος βοηθούν στη διατήρηση των πραγμάτων εντός των ορίων των κανονισμών τάσης του δικτύου, κρατώντας τη συνολική παραμόρφωση αρμονικών (THD) κάτω από το κρίσιμο όριο του 5% που καθορίζεται στα πρότυπα IEEE 519-2022. Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες του 2023 που εξέτασαν δώδεκα μεγάλης κλίμακας φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις, αυτά τα φίλτρα συνήθως αυξάνουν το συντελεστή ισχύος κατά 0,15 έως 0,25, ενώ μειώνουν τα προβλήματα ανισορροπίας τάσης κατά περίπου δύο τρίτα. Αυτό που τα καθιστά ιδιαίτερα πολύτιμα είναι η δυνατότητά τους να αντιμετωπίζουν τις αιφνίδιες πτώσεις τάσης όταν σύννεφα περνούν πάνω από φωτοβολταϊκούς συλλέκτες, κάτι που μπορεί πραγματικά να διαταράξει τη σταθερότητα του δικτύου. Οι περισσότερες σύγχρονες προδιαγραφές δικτύου απαιτούν να μην υπερβαίνει η μεταβολή της τάσης το 10%, και τα ενεργά φίλτρα πληρούν συνεχώς αυτήν την απαίτηση σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας.

Μείωση των Διαρμονικών και των Διακυμάνσεων Τάσης με Χρήση Ενεργούς Φιλτραρίσματος

Οι διακυμάνσεις στην ηλιακή ακτινοβολία παράγουν ανεπιθύμητα υπο-αρμονικά στη συχνότητα από 1 έως 2 kHz, κάτι που οι τυπικοί αντιστροφείς δεν είναι εξοπλισμένοι να αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά. Για να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα, τα ενεργά φίλτρα χρησιμοποιούν διαμόρφωση πλάτους παλμών σε πραγματικό χρόνο με χρόνους αντίδρασης κάτω από 50 μικροδευτερόλεπτα, εξαλείφοντας με επιτυχία αυτές τις αρμονικές παραμορφώσεις. Οι δοκιμές στο πεδίο έχουν δείξει εντυπωσιακά αποτελέσματα, με μειώσεις περίπου 85 έως 90 τοις εκατό που παρατηρήθηκαν ειδικά για υπο-αρμονικά 150 έως 250 Hz. Αυτές οι βελτιώσεις είναι κρίσιμες, καθώς εμποδίζουν τους μετασχηματιστές να υπερθερμαίνονται, ταυτόχρονα μειώνοντας τις απώλειες γραμμής κατά περίπου 12 έως 18 τοις εκατό σε φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις μεγαλύτερες του ενός MW. Ένα επιπλέον όφελος προκύπτει όταν αυτά τα φίλτρα λειτουργούν σε συνεργασία με λύσεις αποθήκευσης ενέργειας, όπου μειώνουν σημαντικά τα προβλήματα της ταλάντωσης τάσης κατά τις αιφνίδιες αλλαγές στην παραγωγή ηλιακής ενέργειας, επιτυγχάνοντας ποσοστά καταστολής μεταξύ 60 και 75 τοις εκατό, σύμφωνα με μετρήσεις της βιομηχανίας.

Συμβιβασμοί Κόστους και Αξιοπιστίας σε Μεγάλης Κλίμακας Φωτοβολταϊκά Εργοστάσια

Τα ενεργά φίλτρα ενεργούς ισχύος έχουν πραγματικά αρχικό κόστος κατά περίπου 30 έως 40 τοις εκατό υψηλότερο από τα παθητικά αντίστοιχα, αλλά το αναπληρώνουν μέσω πολύ καλύτερης εξοικονόμησης μακροπρόθεσμα. Αυτά τα συστήματα λειτουργούν συνήθως με απόδοση 92 έως 97 τοις εκατό, γεγονός που μειώνει τα ετήσια έξοδα συντήρησης κατά περίπου 18 έως 22 δολάρια ανά κιλοβάτ για πεντάχρονο διάστημα. Αυτό που τα καθιστά ακόμη πιο ελκυστικά είναι η μοντουλωτή διάταξή τους. Οι εγκαταστάσεις μπορούν να εγκαθιστούν αυτά τα φίλτρα βαθμιαία και παράλληλα να διατηρούν ομαλή λειτουργία, καθώς η ενσωματωμένη ανταλλακτικότητα διασφαλίζει αρμονική παραμόρφωση μικρότερη από το μισό τοις εκατό όταν οποιοδήποτε φίλτρο χρειάζεται συντήρηση. Υπάρχει όμως ένα μειονέκτημα: Η σωστή εκκίνηση αυτών των συστημάτων απαιτεί επιπλέον επένδυση περίπου 4,50 έως 6,80 δολαρίων ανά kW, που προστίθεται στο κόστος εγκατάστασης. Για μικρότερες εγκαταστάσεις κάτω από 50 μεγαβάτ, αυτό σημαίνει ότι απαιτείται σοβαρός υπολογισμός αριθμών πριν αποφασιστεί αν τα μακροπρόθεσμα οφέλη υπερβαίνουν το αρχικό κόστος.

Τμήμα Γενικών Ερωτήσεων

Ποιες είναι οι κύριες πηγές αρμονικών σε φωτοβολταϊκά εργοστάσια;

Οι κύριες πηγές αρμονικών σε φωτοβολταϊκά εργοστάσια είναι οι αντιστροφείς πηγής τάσης, οι οποίοι συνεισφέρουν τα δύο τρίτα των αρμονικών ρευμάτων, καθώς και οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ πολλαπλών αντιστροφέων ή κορεσμένων μετασχηματιστών.

Πώς επηρεάζουν οι αρμονικές παραμορφώσεις την απόδοση του συστήματος και την ποιότητα της ισχύος;

Οι αρμονικές παραμορφώσεις μπορούν να μειώσουν την απόδοση του συστήματος κατά 3 έως 7%, να προκαλέσουν δυσλειτουργία προστατευτικών ρελέ και βλάβες σε πυκνωτές, και να αυξήσουν τη διάσπαση της μόνωσης του αντιστροφέα κατά 15 έως 20%.

Ποιά πρότυπα καθορίζουν τα επίπεδα αρμονικών σε εγκαταστάσεις ανανεώσιμης ενέργειας;

Η συνολική αρμονική παραμόρφωση τάσης (THD) θα πρέπει να παραμένει κάτω από 5%, και οι αρμονικές του ρεύματος δεν θα πρέπει να υπερβαίνουν το 8% σύμφωνα με αρκετά πρότυπα, συμπεριλαμβανομένου του IEC 61000-3-6 για εγκαταστάσεις μεγαλύτερες των 75 kW.

Πώς λειτουργούν τα ενεργά φίλτρα ισχύος για τη μείωση των αρμονικών σε συστήματα PV;

Οι ενεργοί φίλτρα ισχύος χρησιμοποιούν αισθητήρες ρεύματος και τεχνολογία DSP για να εντοπίζουν και να ακυρώνουν τα αρμονικά ρεύματα σε πραγματικό χρόνο, μειώνοντας σημαντικά τη συνολική αρμονική παραμόρφωση στο σύστημα.

Ποια είναι τα οφέλη και τα μειονεκτήματα της εγκατάστασης ενεργών φίλτρων ισχύος σε φωτοβολταϊκά πάρκα;

Ενώ οι ενεργοί φίλτρα ισχύος βελτιώνουν τη συμμόρφωση με τους κανονισμούς του δικτύου και την ποιότητα της ισχύος, το αρχικό κόστος τους είναι υψηλότερο σε σύγκριση με τα παθητικά εναλλακτικά. Ωστόσο, προσφέρουν καλύτερη μακροπρόθεσμη εξοικονόμηση μέσω αυξημένης απόδοσης και μειωμένης συντήρησης.