Tầm quan trọng chất lượng điện trong hệ thống điện mặt trời

Dện sản xuất từ hệ thống điện năng lượng mặt trời có tác động rất lướng đến hiệu suất và chi phí cho gia đình. Về mặt kỹ thuật nếu chất lượng điện là phép đo, ở dạng sóng hình sin ở điện áp và tần số định mức.

Vì vậy, việc đảm bảo rằng nguồn điện mà hệ thống sản xuất có chất lượng phù hợp. Để đáp ứng nguồn điện sử dụng cho các thiết bị và cung cấp cho lưới điện.

Nguyên nhân gây ra chất lượng điện kém

Cần xác định các yếu tố dẫn đến chất lượng điện năng kém trong hệ thống điện. Những nguyên nhân có thể là sự kiện không chắc chắn, tiện ích, người tiêu dùng và nhà sản xuất.

Thiết bị lắp đặt không đảm bảo

Hầu hết các vấn đề về chất lượng điện năng là do các sự kiện ngẫu nhiên như: sự cố, cộng hưởng, sét đánh , v.v. Tiện ích điện có liên quan đến các loại nhiễu như vậy. Do việc lựa chọn các phụ kiện năng lượng mặt trời kém chất lượng hoặc bố trí ở các vị trí không đúng trên bản thiết kế được tính toán.

Các thiết bị không được bảo trì thường xuyên

Tiện ích chịu trách nhiệm về chất lượng điện kém ở ba đầu:

Cuối thế hệ: Các vấn đề về chất lượng điện năng ở đầu phát phát sinh do mở rộng, bảo trì, lập lịch trình, cắt điện và thay đổi phụ tải.

Kết thúc truyền tải: Chất lượng điện năng bị ảnh hưởng trong đường dây truyền tải do gió làm gián đoạn nguồn điện, biến đổi điện áp, sét, hoạt động không đúng của các thiết bị điều chỉnh điện áp, v.v.

Đầu cuối phân phối: Sụt áp, gián đoạn, quá độ, tăng đột biến, cấp điện cho máy biến áp, v.v. là những nguyên nhân dẫn đến chất lượng điện năng kém trong hệ thống phân phối.

Các sản phẩm cần bảo hành thường xuyên: inverter năng lượng mặt trời

Người dùng

Người tiêu dùng đóng góp một phần lớn vào các vấn đề về chất lượng điện năng. Tải phi tuyến tính do người tiêu dùng sử dụng tạo ra sóng hài trong hệ thống điện, do đó dẫn đến chất lượng điện năng kém. Nếu trở kháng của tải thay đổi theo điện áp đặt vào thì nó được gọi là phi tuyến tính.

Trở kháng thay đổi có nghĩa là dòng điện không hình sin được tải bởi tải phi tuyến tính ngay cả khi có điện áp hình sin trong hệ thống. Dòng điện không hình sin chứa dòng điện hài làm cản trở trở kháng của hệ thống và dẫn đến biến dạng điện áp có thể ảnh hưởng đến hệ thống điện và các tải kết nối với nó.

Sai bản thiết kế hệ thống điện solar

Các vấn đề về chất lượng điện năng có thể liên quan đến nhà sản xuất theo hai cách:

Tiêu chuẩn: Thiếu tiêu chuẩn về lắp đặt, thử nghiệm, chứng nhận, mua, bán hoặc sử dụng bất kỳ sản phẩm nào có thể dẫn đến chất lượng điện kém.

Độ nhạy của thiết bị: Độ nhạy của thiết bị có thể gây ra các vấn đề về chất lượng điện năng nếu thiết bị không tương thích với môi trường điện do độ nhạy cao.

Các vấn đề ảnh hưởng chất lượng điện phổ biến

Cường độ tăng độ ngột

Có thể bị tác động từ nguồn bên ngoài có thể bao gồm sét, gió, chuyển mạch máy biến áp, v.v. Trong khi các sự cố trong hệ thống, chuyển tải hoặc hồ quang điện được coi là các nguồn bên trong.

Những biến dạng dạng sóng này là điều không mong muốn vì thiết bị có thể bị tổn hại bởi một số nguyên nhân như đánh thủng điện môi, đứt gãy, phóng điện bề mặt cách điện, quá tải, v.v. Theo cách này, quá độ dẫn đến chất lượng kém.

Điện áp sai giá trị định danh

Điện áp của một hệ thống có thể thay đổi so với giá trị danh nghĩa của nó và hiện tượng này được gọi là biến đổi điện áp. Một trong những yếu tố gây ra sự thay đổi điện áp là sự gián đoạn có thể xảy ra do lỗi thiết bị, trục trặc điều khiển hoặc hoạt động của cầu chì/bộ ngắt mạch.

Sag hoặc sụt áp tức là giảm điện áp RMS là một yếu tố khác gây ra; bởi việc khởi động các động cơ lớn, lỗi một đường dây nối đất, thay đổi tải hoặc cấp điện cho các tải nặng.

Ngoài ra, điện áp dưới hoặc quá cao dẫn đến sự thay đổi điện áp. Điện áp thấp xảy ra khi hệ thống bị quá tải và điện áp quá cao xảy ra khi hệ thống được trang bị tải thấp hơn so với mức điện áp của tiện ích.

Điện áp thay đổi đột ngột

Điện áp không cân bằng có nghĩa là điện áp của hệ thống 3 pha khác nhau về cường độ hoặc độ lệch pha giữa hai pha không giống nhau, tức là khác 120 độ. Đứt cầu chì ở bất kỳ pha nào trong 3 pha, tải phân bố không đều trong hệ thống 3 pha; và không chuyển vị trên đường dây tải điện trên không là những nguyên nhân chính gây mất cân bằng điện áp trong hệ thống điện. Điện áp không cân bằng như vậy có thể gây hại hoặc làm hỏng thiết bị điện, do đó gây ra chất lượng điện năng kém

Nguồn điện không ổn định

Sự thay đổi liên tục về điện áp của nguồn điện được cung cấp gây ra sự biến động nhanh chóng trong dòng tải dẫn đến sự mất ổn định của cảm giác thị giác. Có sự thay đổi nhanh chóng và có thể nhìn thấy được về độ sáng của đèn gây ảnh hưởng có hại cho mắt người. Thay đổi tải đột ngột, ổ đĩa động cơ, lò hồ quang, máy hàn, v.v. là những nguyên nhân phổ biến gây ra hiệu ứng nhấp nháy. Vì vậy, hiện tượng chập chờn đặt dấu hỏi về chất lượng điện năng.

Dạng sóng hoạt động không phải hình sin

Độ lệch của dạng sóng so với dạng sóng hình sin ở trạng thái ổn định được gọi là biến dạng dạng sóng. Những biến dạng này có thể thuộc nhiều loại khác nhau như bù DC, sóng hài và nhiễu điện. Sự hiện diện của thành phần dòng điện hoặc điện áp DC trong hệ thống AC được gọi là bù DC.

Nguyên nhân chủ yếu

o các thiết bị chuyển mạch, điện cảm rò rỉ của tải cuộn cảm, v.v. Offset DC có thể gây hại cho hệ thống điện vì nó có thể dẫn đến quá nhiệt của thiết bị do đó làm giảm tuổi thọ của nó. Dạng sóng hình sin có tần số là bội số nguyên của tần số cơ bản được gọi là sóng hài.

Tải phi tuyến tính, thiết bị chuyển mạch, v.v. là những nguyên nhân chính gây ra sóng hài trong hệ thống điện dẫn đến sự cố của thiết bị điều khiển, tổn thất trong thiết bị, thêm tiếng ồn, v.v. Một dạng biến dạng dạng sóng khác là nhiễu điện được định nghĩa là các tín hiệu điện không mong muốn phủ lên điện áp hoặc dạng sóng hiện tại của hệ thống điện.

Nguyên nhân phổ biến

Có thể là tiếng ồn điện là kết nối không đúng cách trong hệ thống điện, thiết bị điện tử, hiệu ứng hào quang, v.v… Tất cả những biến dạng này đều có tác động xấu đến chất lượng điện năng nên phải được giảm thiểu.

Méo hài tổng (THD) được định nghĩa là phép đo độ méo hài hiện diện trong một dạng sóng. Chất lượng điện năng của hệ thống điện tỷ lệ nghịch với THD. Độ méo hài trong hệ thống càng nhiều thì chất lượng điện năng càng thấp và ngược lại. THD bằng với tỷ lệ của nội dung sóng hài RMS so với cơ bản:

THD  = (√ ∑ ^∞ _n=2 V ² _n-rms ) / V _fund-rms

Trong đó V _n-rms là điện áp RMS của sóng hài thứ n trong tín hiệu và V _fund-rms là điện áp RMS của tần số cơ bản.

Bài viết liên quan: Vai trò của biến tần trong hệ thống điện mặt trời là gì?

Hệ số công suất

Hệ số công suất liên quan trực tiếp đến chất lượng điện năng. Giá trị của hệ số công suất càng gần 1 cho biết chất lượng điện năng cao. Giá trị của hệ số công suất càng nhỏ hơn 1 thì chất lượng điện năng càng kém và chi phí càng cao.

Thay đổi tần số

Các dao động về độ lớn của tần số so với giá trị danh nghĩa của nó (50 hoặc 60 Hz) được định nghĩa là các biến thể tần số. Tần số HTĐ lệch khỏi giá trị cơ bản nếu mất cân đối giữa nguồn phát và nhu cầu. Lỗi trong hệ thống truyền dẫn cũng là một trong những nguyên nhân gây ra sự thay đổi tần số.

Những dao động này dẫn đến chất lượng điện năng kém vì tất cả các thiết bị điện đều được thiết kế theo tần số định mức và bất kỳ sự thay đổi nào trong giá trị này đều có thể gây tác động có hại cho chúng.

Gián đoạn tạm thời

Việc cung cấp điện cho người tiêu dùng cũng có thể bị gián đoạn hoặc cắt đứt, tức là xảy ra mất điện hoàn toàn và điện áp bằng 0 trong thời gian ngắn hoặc dài ở một khu vực địa phương. Sự gián đoạn này có thể do tiện ích của bạn lên kế hoạch hoặc cũng có thể là kết quả của các nguyên nhân sau:

Mất điện trong thời gian ngắn thường xảy ra do hỏng lớp cách điện, sét và phóng điện qua chất cách điện, v.v.
Gián đoạn dài hạn có thể do lỗi thiết bị trong mạng lưới hệ thống điện, lỗi của con người, điều kiện thời tiết không thuận lợi, sự phối hợp kém của các thiết bị bảo vệ, v.v.

Bộ chỉnh lưu

Là sự xáo trộn chất lượng điện định kỳ gây ra bởi hoạt động bình thường của các thiết bị điện tử công suất (bộ chỉnh lưu, SCR, v.v.) khi dòng điện được chuyển đổi từ pha này sang pha khác. Sự thay đổi đột ngột về điện áp do rãnh kích thích các tần số tự nhiên của hệ thống điện.

Điều này tạo ra các sóng hài không đặc trưng bổ sung xuất hiện trong điện áp hệ thống. Do các sóng hài tần số cao này được tạo ra bằng cách khía, các mạch điện tử giao tiếp và logic nhạy cảm trong cơ sở có thể bị hỏng, nhiễu sóng vô tuyến có thể xảy ra. Sử dụng các thiết bị điều khiển sạc năng lượng mặt trời hoặc các thiết bị quản lý để có thể kiểm soát được tình trạng này tốt hơn.

Bài viết nên xem thêm: Thiết bị điều khiển sạc năng lượng mặt trời PWM là gì?