Отстраняване на неизправности при комуникационни откази на функцията 'Бързо изключване' (RSD) между инвертори и оптимизатори.

Разбиране на системите за бързо изключване (RSD) в търговските слънчеви инсталации

Бързото изключване (RSD) е критично изискване за безопасността на търговските покривни слънчеви системи за бизнес-към-бизнес (B2B), предназначени да защитават пожарникарите и персонала за поддръжка от опасности, свързани с високо напрежение. Стандартите като NEC 2017/2020, член 690.12, изискват напрежението на постояннотоковата (DC) част на слънчевата ферма да бъде намалено до безопасни нива (обикновено под 30 волта) в границите на самата ферма в рамките на 30 секунди след стартиране на системата. За постигане на това съвременните търговски ферми използват модулно ниво на силовата електроника (MLPE), като например оптимизатори или приемници за бързо изключване, които комуникират с централния инвертор. Когато се инициира бързо изключване или ако комуникацията се прекъсне, тези MLPE устройства по подразбиране преминават в отворено състояние, изолирайки всеки панел и намалявайки напрежението на системата до безопасни нива. Въпреки това, ако комуникационната връзка между инвертора и тези устройства се наруши, системата не може да функционира правилно, което води до грешки при стартиране, намалена мощност или пълна блокировка на системата.

Основни причини за неуспех в комуникацията при бързо изключване (RSD): PLC срещу безжична

Повечето съвременни търговски слънчеви системи използват един от двата основни метода за комуникация при бързо изключване: комуникация чрез електрическата мрежа (PLC) или безжични радиочестотни (RF) сигнали. Всяка от тези технологии има специфични уязвимости, които могат да доведат до прекъсване на комуникацията:

• Комуникация чрез електрическата мрежа (PLC): Тази технология предава високочестотни комуникационни сигнали директно по съществуващите постоянен ток (DC) кабели. Макар и изключително удобна, тъй като не изисква допълнителна кабелна инсталация, PLC е изключително уязвима към електромагнитни смущения (EMI). Високочестотните превключвателни вериги в съвременните слънчеви инвертори могат да генерират хармоничен шум, който „заглушава“ PLC сигнала. Освен това нискокачествени кабели, лоши контакти или прекалено дълги струни могат да предизвикат значително ослабване на сигнала, което попречва на приемниците на оптимизаторите да получат сигнала за изключване от инвертора.
• Безжична комуникация: Системите за дистанционно спирачно управление (RSD), базирани на радиочестотни (RF) сигнали, използват нискомощни радиопредаватели и радиоприемници. Основните причини за безжичен отказ включват физически препятствия (като метални покривни конструкции, бетонни прегради или самите слънчеви панели), ограничения по разстояние и интерференция на радиочестотни сигнали от други търговски безжични мрежи или оборудване на място.

За системните инженери диагностицирането на комуникационния канал е първата стъпка при отстраняването на постоянни грешки в RSD.

Поетапен протокол за диагностика и отстраняване на неизправности за системни инженери

Когато инверторът JYINS показва грешка „Авария в комуникацията на RSD“ или подобна грешка в свързаността на модулни електронни устройства за преобразуване на мощност (MLPE), системните инженери трябва да последват системен процес за диагностика и отстраняване на неизправности, за да се установи основната причина:

• Стъпка 1: Проверете напреженията в системата. Измерете напрежението на отворена верига (Voc) на отделните вериги в комбинираното табло или входовете на инвертора. Ако устройствата RSD са активирани и работят правилно, трябва да измерите безопасно напрежение (обикновено около 1 волт на модул, в зависимост от производителя). Ако измерите 0 волта или пълното системно Voc, устройствата MLPE или не са захранвани, или са повредени, или напълно извън синхрон с контролера.
• Стъпка 2: Проверете постояннотоковите връзки и цялостта на кабелите. Корозираните, разхлабените или мокри конектори са основна причина за загуба на PLC сигнали. Проверете стегнатостта на всички MC4 конектори и се уверете, че са сухи. Навлизането на вода в един-единствен конектор може да създаде високоомен път, който сериозно намалява предаването на високочестотни комуникационни сигнали.
• Стъпка 3: Анализиране на предавателя на инвертора PLC. Уверете се, че предавателят на сигнал от PLC, интегриран в инвертора JYINS, е активен и получава захранване. Проверете диагностичните менюта на инвертора или чрез приложението за мониторинг, за да потвърдите дали предавателят изпраща сигнала 'heartbeat' (сигнал за живот).
• Стъпка 4: Извършване на сканиране по вериги. При големи търговски фотоволтаични масиви изключете всички вериги с изключение на една и проверете дали е установена комуникация. Включвайте веригите една по една. Този процес на елиминиране позволява на инженерите да установят дали конкретна верига предизвиква силни шумове или съдържа неизправен приемник MLPE, който нарушава цялата комуникационна шина.

Ограничаване на електромагнитните смущения (EMI) в големи B2B фотоволтаични масиви

В големите B2B приложения електромагнитното възмущение е най-честата причина за прескачащи повреди в комуникацията с ПЛК. Инверторите са високомощни превключващи устройства и, ако не са проектирани правилно, могат да инжектират високочестотен шум обратно в постояннотоковите вериги, което разстройва деликатния сигнал за „сърдечен ритъм“ на ПЛК. За борба с това трябва да се приложат няколко инженерни мерки:

• Използване на висококачествени екранирани кабели: Прокарването на постояннотокови кабели в заземени метални тръби осигурява отлично екраниране срещу околен електромагнитен шум. Освен това предотвратява постояннотоковите кабели да действат като антени, които излъчват или поглъщат случайни радиочестотни шумове.
• Монтиране на магнитни филтри с ядро: Тороидни магнитни ядра (феритни бисери) могат да се поставят около постояннотоковите кабели в непосредствена близост до входовете на инвертора. Тези ядра действат като филтри за долни честоти и поглъщат високочестотния превключващ шум от инвертора, като позволяват на по-нискочестотните сигнали за комуникация с ПЛК да минават непречени.
• Правилно насочване на кабелите: Избягвайте насочването на постоянен ток (DC) фотоволтаични кабели успоредно на високоволтови променливотокови (AC) кабели, особено тези, които захранват високомощни машини или честотни преобразуватели. Ако AC и DC кабелите трябва да се пресекат, уверете се, че това става под ъгъл от 90 градуса, за да се минимизира индуктивното свързване.

Диагностика на хардуера: Тестване на предаватели, приемници и кабели

Ако системното диагностициране сочи към отказ на хардуера, трябва да се използват физически диагностични инструменти. Инженерите трябва да използват висококачествен осцилоскоп или специализиран анализатор на сигнали за програмируеми логически контролери (PLC), за да изследват DC линиите. При проверката на линиите обърнете внимание на следните характеристики на сигнала:

• Амплитуда на сигнала: Пиковото напрежение на PLC сигнала трябва да отговаря на минималните спецификации на производителя на MLPE устройства (обикновено няколко стотин миливолта). Ако амплитудата на сигнала е твърде ниска, проверете дали има прекомерна дължина на веригата или високорезистентни съединения.
• Ниво на шума: Проверете нивото на фоновия шум, когато инверторът активно генерира енергия. Ако нивото на шума е близко до амплитудата на комуникационния сигнал или по-високо от нея, системата страда от сериозни електромагнитни смущения (EMI). Допълнително монтиране на феритни филтри или настройка на честотата на превключване на инвертора чрез инженерния портал на JYINS могат да решат този проблем.
• Състояние на приемника на MLPE: Тествайте отделно подозрителните единици MLPE с ръчен програмиращ инструмент. Ако приемникът не отговаря на директна радиочестотна (RF) или PLC команда, единицата е повредена и трябва да бъде заменена.

Надеждни решения за RSD и най-добри практики за интеграция на JYINS

JYINS е ангажирана с производството на оборудване за преобразуване на енергия, което се интегрира безпроблемно с водещите в индустрията системи за бързо изключване. Нашите инвертори са оснащени с вградени, изключително устойчиви PLC предаватели, проектирани да издържат изискващите електрически среди на търговски покриви.

Нашето напреднало фърмуер включва адаптивна честотна модулация за PLC сигнали, което позволява на предавателя да промени леко честотата си на комуникация, ако засече силна хармонична интерференция в определена честотна ивица. Това динамично преминаване между честотите значително намалява процентите на прекъсвания в комуникацията в индустриални зони с високо ниво на шум.

Освен това инженерният екип на JYINS B2B предоставя изчерпателна поддръжка за системна интеграция. Помагаме на нашите партньори да проектират оптимални кабелни трасета, да изберат правилните магнитни филтри и да конфигурират настройките на инверторите, за да гарантираме устойчива и безпроблемна комуникация чрез RSD. Като изберат JYINS, търговските интегратори на слънчеви системи осигуряват пълното съответствие на своите системи с регионалните стандарти за безопасност, като едновременно максимизират дневния енергиен добив благодарение на стабилна и непрекъсната комуникация.