كيفية ضبط معايير الربط بالشبكة للمحوِّلات بما يتوافق مع متطلبات شهادة INMETRO البرازيلية في المجمعات السكنية؟

فهم الإطار التنظيمي لأنظمة الطاقة الشمسية في البرازيل

أصبحت البرازيل واحدةً من أسرع أسواق الطاقة الشمسية نموًّا في العالم، مدفوعةً بكمية الإشعاع الشمسي الوفيرة والسياسات الداعمة لقياس صافي الاستهلاك. ومع ذلك، فإن دخول هذه السوق أو تنفيذ مشاريع سكنية واسعة النطاق يتطلب الالتزام الصارم بالمعايير الوطنية الخاصة بالجودة والسلامة. ومؤسسة المعايير والجودة والتكنولوجيا الوطنية (INMETRO) هي الجهة التنظيمية المسؤولة عن اعتماد المعدات الكهربائية في البرازيل. أما بالنسبة لمُحوِّلات التوصيل بالشبكة الشمسية المستخدمة في التجمعات السكنية، فإن الامتثال للمرسوم الوزاري رقم ١٤٠/٢٠٢٢ الصادر عن INMETRO (الذي حلَّ محل المرسوم الوزاري رقم ٠٠٤/٢٠١١) إلزاميٌّ. ويضمن هذا الاعتماد أن تعمل المحولات بشكلٍ آمن، وأن تحمي شبكة المرافق المحلية، وأن تحافظ على جودة الطاقة المقدَّمة للمستهلكين النهائيين. ولمسؤولي المشتريات في قطاع الأعمال (B2B) والشركات المتخصصة في الهندسة والمشتريات والبناء (EPC)، يُعَدُّ ضبط هذه المحولات بدقة عاملًا محوريًّا لموافقة الجهات المعنية على المشروع وضمان موثوقيته على المدى الطويل.

تمثل التجمعات السكنية تحديًّا فريدًا لأنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة. وعندما تقوم عشرات أو مئات المنازل الواقعة في منطقة جغرافية متجاورة بتصدير الطاقة في الوقت نفسه، فإن شبكة التوزيع المحلية ذات الجهد المنخفض تتعرّض لارتفاع في الجهد وتشويه توافقي. ولمنع عدم استقرار الشبكة والانقطاعات المحتملة، تطلب المرافق المحلية تطبيقَ متطلبات شهادة INMETRO بدقةٍ شديدة. ويوضّح هذا الدليل كيفية ضبط هذه الإعدادات الأساسية على محولات JYINS المتصلة بالشبكة لضمان الامتثال الكامل والتكامل السلس مع الشبكة.

المعلمات الأساسية لتحمل الانحرافات في الجهد والتردد

يركّز الامتثال لمعايير INMETRO بشكل أساسي على سلوك المحول أثناء التقلبات في جهد وتردد الشبكة. ويجب أن يظل المحول متصلًا بالشبكة أثناء التغيرات الطفيفة المؤقتة، لكنه يجب أن ينفصل عنها بسرعة إذا خرجت الشبكة عن حدود التشغيل الآمنة. وتحدد قواعد الشبكة البرازيلية هذه الحدود، وتُحقَّق من صحتها عبر الاختبارات التي تجريها هيئة INMETRO.

إعدادات حماية الجهد:

• مستوى الجهد الزائد 2 (OVP2): هذا هو الحد الأعلى المطلق، ويُحدَّد عادةً عند 110% إلى 115% من الجهد الاسمي (مثلًا: 242 فولت لشبكة كهربائية قيمتها الاسمية 220 فولت). ويجب أن ينفصل العاكس خلال أقل من 0.2 ثانية إذا وصل الجهد إلى هذه القيمة.
• مستوى الجهد الزائد 1 (OVP1): يُحدَّد عند حوالي 105% إلى 110% من الجهد الاسمي (مثلًا: من 231 فولت إلى 242 فولت). ويُسمح للعاكس بوقت انقطاع أطول قليلًا، عادةً من 1 إلى ثانيتين، ليتحمل ارتفاعات الجهد المؤقتة.
• مستوى الجهد المنخفض 1 (UVP1): يُحدَّد عند حوالي 80% من الجهد الاسمي (مثلًا: 176 فولت). ويجب أن ينفصل العاكس خلال ثانيتين.
• مستوى الجهد المنخفض 2 (UVP2): يُحدَّد عند 50% إلى 70% من الجهد الاسمي. ويجب الانفصال الفوري، عادةً خلال 0.1 إلى 0.2 ثانية، لأن ذلك يشير إلى عطل شديد في الشبكة المحلية.

إعدادات حماية التردد:

• التردد الزائد (OFP): التردد الاسمي لشبكة الكهرباء في البرازيل هو 60 هرتز. ويُحدَّد الحد الأعلى لانقطاع التشغيل عند 62 هرتز، مع وقت انقطاع إلزامي أقل من 0.2 ثانية.
• انخفاض التردد (UFP): يتم ضبط حد التشغيل السفلي عند 57.5 هرتز، مع اشتراط حدوث قطع سريع خلال 0.2 ثانية.

عند تهيئة محولات الطاقة من طراز JYINS لمجموعات المساكن، يمكن ضبط هذه المعايير عبر واجهة الشاشة المحلية (LCD) أو عن بُعد عبر منصة المراقبة. ومن الضروري اختيار قالب معيار شبكة الكهرباء البرازيلية، الذي يقوم تلقائيًّا بتحميل قيم العتبات هذه، مما يقلل إلى أدنى حدٍّ الأخطاء الناتجة عن الإعداد اليدوي أثناء مرحلة التشغيل الأولي.

حماية مكافحة التجزئة الكهربائية وديناميكية إعادة الاتصال

تُعَدُّ حماية مكافحة التجزئة الكهربائية ميزة أمان بالغة الأهمية تمنع المحول من إمداد الطاقة إلى جزء محلي من الشبكة عند انقطاع التغذية من شركة الكهرباء. وهذه الميزة ضرورية لحماية عمال شركة الكهرباء الذين قد يكونون يقومون بصيانة خطوط يفترض أن تكون خالية من التيار. وتتطلب هيئة INMETRO اكتشافًا نشطًا قويًّا لمكافحة التجزئة الكهربائية وفقًا للمعيار ABNT NBR IEC 62116.

تستخدم محولات JYINS العكسية تقنيات الانجراف الترددي النشط وتغير القدرة التفاعلية للكشف عن ظروف التشغيل المعزول خلال مدة لا تتجاوز ثانيتين. وفي التجمعات السكنية التي تتصل فيها عدة محولات عكسية بنفس المحول، قد ينشأ خطر تداخل إشارات منع التشغيل المعزول النشطة مع بعضها البعض، ما يؤدي إلى فشل في كشف حالة التشغيل المعزول. وللتخفيف من هذه المخاطر، تعتمد محولات JYINS العكسية خوارزميات متزامنة لتحويل التردد تضمن تنسيق عمل جميع الوحدات المتصلة بنفس الشبكة بشكل متناغم، مما يسمح بالكشف السريع عن أي انفصال عن الشبكة الكهربائية.

بمجرد استعادة الشبكة وعودة الجهد والتردد إلى حدود التشغيل الطبيعية، لا يجوز للمحول أن يعاود الاتصال بالشبكة فورًا. وتفرض هيئة INMETRO فترة تأخير لإعادة الاتصال (وتُعرف أيضًا بفترة المراقبة) مدتها ١٨٠ ثانية (٣ دقائق). ويجب على المحول خلال هذه الفترة أن يراقب الشبكة باستمرار لضمان استقرارها. وإذا بقيت معايير الشبكة مستقرة طوال مدة الـ١٨٠ ثانية كاملة، يُسمح للمحول حينها بأن يرفع قدرته المصدرة تدريجيًّا. كما يخضع معدل الارتفاع هذا لقيود تتعلق بتدرج البدء اللطيف في إنتاج الطاقة، والذي يبلغ عادةً ١٠٪ من السعة الاسمية لكل دقيقة، وذلك لمنع حدوث قفزات مفاجئة في الجهد على شبكة التوزيع السكني.

التخفيف من ارتفاع الجهد في التجمعات السكنية

واحدٌ من أكثر المشكلات شيوعًا في التجمعات السكنية البرازيلية هو ارتفاع الجهد. وبسبب ارتفاع مقاومة خطوط التوزيع ذات الجهد المنخفض في المناطق السكنية، فإن تصدير كميات كبيرة من الطاقة الشمسية يؤدي إلى رفع مستوى الجهد المحلي. وإذا تجاوز الجهد عتبة OVP1، فإن المحولات العاكسة ستتوقّف عن العمل، ما يؤدي إلى فقدان الإنتاج الكهربائي وشكاوى من قِبل مالكي المنازل.

ولمعالجة هذه المشكلة، تدعم محولات JYINS المتوافقة مع متطلبات INMETRO وظائف متقدمة لجودة الطاقة، وبشكل خاص التحكم بجهد-فولت/فولت-فار (Volt-VAr) والتحكم بجهد-فولت/فولت-وات (Volt-Watt):

• التحكم بجهد-فولت/فولت-فار (Volt-VAr): تسمح هذه الوظيفة للمحول العكسي باستهلاك القدرة التفاعلية عندما يرتفع جهد الشبكة، مما يساعد فعليًّا في خفض مستوى الجهد. وعلى العكس، إذا انخفض الجهد، فيمكن للمحول العكسي حقن القدرة التفاعلية لرفعه. وبتمكين منحنى التحكم بجهد-فولت/فولت-فار (Volt-VAr)، يستقرّ المحول العكسي ديناميكيًّا في مستوى جهد الخط المحلي دون الحاجة إلى تقليص إنتاج القدرة الفعّالة.
• التحكم بالجهد-القدرة: إذا كان التحكم بالجهد-الطاقة التفاعلية غير كافٍ واستمر الجهد في الاقتراب من حد الانقطاع، فإن التحكم بالجهد-القدرة الفعّالة يقلل نشطًا من إنتاج الطاقة الفعّالة للمحول. وهذه تدابير احتياطية أخيرة لمنع انقطاع المحول تمامًا عن الشبكة. وبذلك يظل المحول يعمل عند إنتاج منخفض، مما يحافظ على استمرارية تشغيل النظام ويحمي الشبكة المحلية.

يجب أن يعمل مطورو حلول الأعمال مع مهندسي شركات توزيع الكهرباء بشكل وثيق لنمذجة مجموعة الوحدات السكنية ولبرمجة المنحدرات المحددة لهذه منحنيات الاستجابة للجهد على محولات JYINS قبل التشغيل الفعلي.

أفضل الممارسات الخاصة بالتشغيل الأولي وتفقد شركة التوزيع

وبعد ضبط معايير الربط بالشبكة، تكتسب مرحلة التشغيل الأولي أهميةً قصوى للحصول على الموافقة النهائية من شركة التوزيع (رأي الدخول). فشركات توزيع الكهرباء البرازيلية مثل Enel وCPFL وNeoenergia تشترط تقديم إثبات شامل للامتثال قبل أن تقوم باستبدال عداد الكهرباء التقليدي بعداد ثنائي الاتجاه.

قائمة مراجعة خطوة بخطوة لمُركِّبي الشركات (B2B):

• التحقق من البرمجيات الثابتة: تأكَّد من أن المحول يعمل بأحدث إصدار من البرمجيات الثابتة المعتمدة من هيئة INMETRO، كما هو مذكور في شهادة المطابقة الصادرة عن هذه الهيئة.
• قفل المعايير: بعد ضبط المعايير، يجب حمايتها بكلمة مرور لمنع التعديل غير المصرح به من قِبل المستخدمين النهائيين.
• الاختبار الميداني: أجرِ اختبارًا يدويًّا لفصل الاتصال بالشبكة الكهربائية للتحقق من أن المحول يتوقف عن العمل خلال الحد الزمني المحدد البالغ ثانيتين، وألا يعاود الاتصال قبل انتهاء المهلة الزمنية المحددة البالغة ١٨٠ ثانية.
• إعداد الوثائق: قدِّم إلى شركة التوزيع شهادة المطابقة الخاصة بالمحول الصادرة عن هيئة INMETRO، وتقرير الاختبار الذي يوضح المعايير المُضبوطة، ووثيقة ART (Anotacao de Responsabilidade Tecnica) الموقَّعة من مهندس برازيلي مسجل.

من خلال توريد محولات الطاقة من شركة JYINS، التي حصلت على جميع الشهادات المطلوبة وصُمّمت خصيصًا لمواجهة التحديات التي يفرضها شبكة الكهرباء البرازيلية، يمكن لموزِّعي الجملة (B2B) أن يقدموا لعملائهم مسارًا سلسًا للحصول على موافقة المشاريع، مما يضمن تشغيل مجموعات الطاقة الشمسية السكنية بكفاءة عالية وامتثال تام في جميع أنحاء البرازيل.