Výzkumníci v Indii navrhli novou sadu technik ke zmírnění celkových harmonických zkreslení během ostrovních událostí, ke kterým dochází v systémech distribuované výroby. A to když dojde k poruchám v elektrické síti. Ve srovnání s konvenčními přístupy údajně dosahuje rychlejších časů detekce využitím analýzy dat v reálném čase. A taky dynamického přizpůsobování se měnícím se podmínkám sítě.
Vědci z GLA University v Indii vyvinuli řadu harmonických technik zmírnění podmínek pro ostrovní podmínky.
,,Novinka této práce spočívá v její jedinečné kombinaci pasivních a aktivních detekčních strategií zmírnění událostí, optimalizovaných pomocí adaptivních kontrolních mechanismů, které zvyšují spolehlivost i škálovatelnost,“ řekla hlavní autorka výzkumu Sanchari Deb. „Tento přístup představuje významný pokrok oproti stávajícím metodám, které upřednostňují buď přesnost, nebo škálovatelnost, ale jen zřídka obojí.“ Navrhovaná metoda se stává výhodnější pro svou schopnost poskytovat vysokou přesnost detekce s minimálním upozorněním na odchylku pro nulu (NDZ). A to vše při zachování stability systému a kvality napájení. Což z ní činí ideální volbu pro budoucí nasazení FV systémů.
K ostrovnímu výskytu dochází v systémech distribuované výroby, když dojde k poruchám v rozvodné síti. Za těchto podmínek budou FV systémy nadále dodávat energii do sítě s negativními důsledky pro kvalitu elektrické energie a s rizikem potenciálního poškození elektrického zařízení.
„Pochopení složitosti ostrovních událostí je prvořadé pro navržení účinných řešení. Ta zajistí bezproblémovou integraci fotovoltaických systémů bez ohrožení výkonu sítě,“ uvedli vědci. ,,Během ostrovních událostí ve fotovoltaických systémech připojených k síti může přítomnost harmonických zkreslení zhoršit problémy s kvalitou elektrické energie. A ovlivnit jak síť, tak připojené zátěže.“
Navrhovaná strategie vedoucí ke zmírnění harmonických zkreslení během ostrovních událostí
V článku „Nová technika pro detekci a zmírnění harmonických zkreslení ve fotovoltaickém systému připojeném k síti“, publikovaném v Energy Reports, výzkumná skupina zkoumala hlavní faktory, které vedou k ostrovním událostem. A to kolísání sítě, chování střídačů a impedance systému. Jejich analýza se snažila analyzovat specifické harmonické frekvence generované FV systémy během ostrovních událostí a identifikovat kritické systémové parametry.
Navrhovaná sada technik, kterou vědci popsali jako kombinaci pasivní a aktivní detekční strategie zmírnění událostí, zahrnuje řídicí algoritmy a návrhy filtrů. Stejně jako modulační strategie pro potlačení harmonických změn během ostrovního provozu. Integruje také pokročilé zpracování signálu s adaptivními řídicími mechanismy. Ve srovnání s konvenčními přístupy údajně dosahuje rychlejších časů detekce využitím analýzy dat v reálném čase. Ale i dynamického přizpůsobování měnícím se podmínkám sítě.
,,Na rozdíl od stávajících metod se tato technika navrhla s ohledem na škálovatelnost,“ uvedli akademici. ,,Decentralizovaná řídicí struktura umožňuje bezproblémovou integraci do rozsáhlých fotovoltaických sítí. Zatímco adaptivní algoritmy zajišťují, že se systém dokáže přizpůsobit měnícím se podmínkám sítě v reálném čase.“
Principy detekce ostrovů
Výzkumníci také představili teoretické principy detekce ostrovů. A zaměřili se zejména na dvě techniky detekce ostrovů, jako je Slip Mode Frequency Shift (SMS) a Phase Jump Detection (PJD). Nabízeli také nový přístup k analýze toho, jak může impedanční nesoulad ovlivnit harmonické potlačení.
Navržená metoda se ověřila v rámci velikostí fotovoltaického systému v rozsahu od 5 kW do 100 MW. A zjistilo se, že dosahuje snížení celkového harmonického zkreslení (THD) přibližně o 3 %. A to ve srovnání se 4,5 % u stávajících hybridních metod.
„Toto snížení je v souladu se standardy IEEE 519. Díky čemuž je systém více v souladu s předpisy pro rozvodnou síť při zachování vyšší kvality energie,“ zdůraznili vědci. „Navrhovaná metoda trvale udržovala průměrnou chybovost menší než 2 % v přesnosti detekce ve srovnání s 5–7 % chybou u tradičních metod.“
Tým uvedl, že zásadní pro jejich práci se jevilo vybrat vhodné prahové hodnoty detekce a doby odezvy pro různé podmínky sítě. „Optimalizací těchto parametrů je možné vyvážit kompromis mezi rychlostí detekce a stabilitou systému. A zajistit tak spolehlivou ochranu proti ostrovnímu přepětí v celé řadě provozních scénářů,“ uzavřeli.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
