Miten asetetaan invertterin verkkoynkäysparametrit Brasilian INMETRO-vaatimusten mukaisiksi asuinkerrostalojen ryhmässä?

Brasilian aurinkoenergian sääntelyyn tutustuminen

Brasilia on vakiinnuttanut asemansa yhtenä maailman nopeimmin kasvavista aurinkoenergiamarkkinoista runsaan auringonpaisteeseen ja tukemaan verkkosähkömittausta edistäviin politiikkoihin perustuen. Kuitenkin tämän markkinan avaaminen tai suurten asuinkiinteistöprojektien toteuttaminen vaatii tiukaa noudattamista kansallisista laatu- ja turvallisuusstandardeista. Kansallinen metrologia-, laatu- ja teknologiainstituutti (INMETRO) on sähkölaitteiden sertifiointiin vastaava sääntelyelin Brasiliassa. Kotitalouksien verkkojärjestelmiin käytettävien aurinkosähköinvertterien osalta INMETRO:n määräys 140/2022 (joka korvasi määräyksen 004/2011) on pakollinen. Tämä sertifikaatti varmistaa, että invertterit toimivat turvallisesti, suojaavat paikallista sähköverkkoa ja säilyttävät sähkön laadun loppukäyttäjille. B2B-ostopäälliköille ja insinööri-, hankinta- ja rakennusyrityksille (EPC-yrityksille) näiden invertterien oikea konfigurointi on ratkaisevan tärkeää projektin hyväksymisen ja pitkäaikaisen luotettavuuden kannalta.

Asuinkerrostaloryhmät edustavat yksilöllistä haastetta verkkoliitetyille aurinkosähköjärjestelmille. Kun kymmeniä tai satoja taloja tiukassa maantieteellisessä alueessa syöttää sähköä verkkoon samanaikaisesti, paikallisessa alavirtaisten jakausverkossa esiintyy jännitteen nousua ja harmonisia vääristymiä. Verkon epävakauden ja mahdollisten katkojen estämiseksi paikallisilta sähköverkkoyhtiöiltä vaaditaan tiukkaa INMETRO-parametrien noudattamista. Tässä oppaassa käsitellään, miten näitä olennaisia asetuksia määritellään JYINS-verkkoliitostyypin inverttereissä varmistaakseen täydellisen sääntöjenmukaisuuden ja saumattoman verkkoliitoksen.

Perusjännitteen ja taajuuden pysymisparametrit

INMETRO-sääntöjenmukaisuuden keskipisteessä on invertterin toiminta verkon jännitteen ja taajuuden vaihteluiden aikana. Invertterien on pysyttävä kytkettyinä pienempien hetkellisten poikkeamien aikana, mutta niiden on irrotettava verkosta nopeasti, jos verkon jännite tai taajuus ylittää turvalliset käyttörajat. Nämä rajat määritellään brasilialaisissa sähköverkkosäännöissä ja ne todennetaan INMETRO-testauksen avulla.

Jännitesuojauksen asetukset:

• Ylivirtataso 2 (OVP2): Tämä on absoluuttinen yläraja, joka on yleensä asetettu 110–115 %:ksi nimellisjännitteestä (esim. 242 V 220 V:n verkolle). Invertterin on irrotettava verkosta alle 0,2 sekunnissa, jos jännite saavuttaa tämän tason.
• Ylivirtataso 1 (OVP1): Asetettu noin 105–110 %:ksi nimellisjännitteestä (esim. 231–242 V). Invertterille sallitaan hieman pidempi katkaisuaika, yleensä 1–2 sekuntia, jotta se kestää lyhytaikaiset jännitteen nousut.
• Alajännitetaso 1 (UVP1): Asetettu noin 80 %:ksi nimellisjännitteestä (esim. 176 V). Invertterin on katkaistava virta enintään 2 sekunnissa.
• Alajännitetaso 2 (UVP2): Asetettu 50–70 %:ksi nimellisjännitteestä. Heti tapahtuva irrotus on pakollinen, yleensä alle 0,1–0,2 sekunnissa, koska tämä viittaa vakavaan paikallisverkon vikaan.

Taajuussuojausasetukset:

• Ylitaajuus (OFP): Brasiliassa nimellisverkko­taajuus on 60 Hz. Yläkatkaisuraja on asetettu 62 Hz:iin, ja pakollinen irrotusaika on alle 0,2 sekuntia.
• Taajuuden alapuolella (UFP): Alaraja on asetettu 57,5 Hz:n tasolle, ja katkaisu on suoritettava nopeasti 0,2 sekunnin kuluessa.

Kun JYINS-inverttereitä määritetään asuinalueiden ryhmille, nämä parametrit voidaan asettaa paikallisella LCD-näytöllä tai etäkäytöllä seurantaplatformin kautta. On erityisen tärkeää valita Brasiliaan soveltuva sähköverkon standardipohja, joka lataa automaattisesti nämä kynnysarvot. Tämä vähentää manuaalisia asennusvirheitä käyttöönoton yhteydessä.

Saarekkeistumisen estäminen ja uudelleenyhdistymisen dynamiikka

Saarekkeistumisen estäminen on tärkeä turvatoiminto, joka estää invertterin syöttämästä tehoa paikalliselle osalle sähköverkkoa, kun verkkovirran toiminta katkeaa. Tämä on olennaista sähköverkon huoltotyöntekijöiden turvallisuuden varmistamiseksi, sillä he voivat olettaa, että korjaustyön aikana kyseiset johtolinjat ovat ilman jännitettä. INMETRO vaatii tehokasta aktiivista saarekkeistumisen estotoimintoa ABNT NBR IEC 62116 -standardin mukaisesti.

JYINS-invertterit käyttävät aktiivista taajuusviivästystä ja reaktiivisen tehon vaihtelua havaitakseen saaritilanteen kahden sekunnin sisällä. Asuinalueilla, joissa useita inverttereitä on kytketty samaan muuntajaan, on riski, että aktiiviset saaritilanteen estotoimet häiritsevät toisiaan, mikä johtaa saaritilanteen havaitsemisen epäonnistumiseen. Tämän vaaran vähentämiseksi JYINS-invertterit käyttävät synkronisoituja taajuusmuutosalgoritmeja, jotka varmistavat, että kaikki samalla verkolla olevat laitteet toimivat yhteistyössä ja havaitsevat verkkokatkos nopeasti.

Kun sähköverkko on palautettu ja jännite sekä taajuus ovat takaisin normaalien käyttörajojen sisällä, invertteri ei saa kytkentyä uudelleen välittömästi. INMETRO vaatii uudelleenkytkentäviiveen (jota kutsutaan myös havaintoajaksi) 180 sekuntia (3 minuuttia). Tämän aikavälin aikana invertterin on jatkuvasti seurattava sähköverkon vakautta. Jos verkon parametrit pysyvät vakaina koko 180 sekunnin ajan, invertterille sallitaan tehon tuotannon hitaasti kasvattaminen. Kasvunopeutta rajoitetaan myös pehmeän käynnistysasteikon mukaisesti, yleensä 10 % nimelliskapasiteetista minuutissa, jotta voidaan estää äkillisiä jännitemuutoksia asuinalueen sähköverkossa.

Jännitteen nousun lieventäminen asuinalueiden ryppäissä

Yksi yleisimmistä ongelmista brasilialaisissa asuinkerrostalojen ryhmässä on jännitteen nousu. Koska alajännitejakelulinjojen impedanssi asuinalueilla on usein korkea, suurten määrien aurinkoenergian tuottaminen nostaa paikallista jännitetasoa. Jos jännite nousee OVP1-kynnystason yli, käyttömuuntajat katkaisevat toimintansa, mikä johtaa tuotannon menetykseen ja asukkaiden valituksiin.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi INMETRO:n vaatimusten mukaiset JYINS-käyttömuuntajat tukevat edistettyjä sähkönlaatutoimintoja, erityisesti Volt-VAr- ja Volt-Watt-ohjausta:

• Volt-VAr-ohjaus: Tämä toiminto mahdollistaa käyttömuuntajan ottavan vastavoimaa, kun verkon jännite nousee, mikä tehokkaasti auttaa alentamaan jännitettä. Päinvastoin, jos jännite laskee, käyttömuuntaja voi syöttää vastavoimaa nostaaakseen jännitettä. Volt-VAr-käyrän käyttöönotolla käyttömuuntaja stabiloi paikallisesti linjajännitettä dynaamisesti ilman, että aktiivisen tehon tuotto katkaistaan.
• Jännite–teho-ohjaus: Jos jännite–reaktiiviteho-ohjaus ei riitä ja jännite jatkaa lähestymistään katkaisurajaa, jännite–teho-ohjaus vähentää aktiivisesti invertterin tehontuotantoa. Tämä on viimeinen varotoimenpide, jolla estetään invertterin täysin katkaiseminen verkosta. Se pitää invertterin toiminnassa vähennetyllä tehontuotannolla, mikä säilyttää järjestelmän käytettävyyden ja suojaa paikallista sähköverkkoa.

B2B-kehittäjien tulisi työskennellä tiiviisti hyötyyritysten insinöörien kanssa asuinalueen ryhmän mallintamiseksi ja JYINS-invertterien jännitevastekäyrien tiettyjen kaltevuusasteikkojen ohjelmoinnissa ennen käyttöönottoa.

Käyttöönotto ja hyötyyrityksen tarkastus – parhaat käytännöt

Verkkoliitännän parametrien määrittämisen jälkeen käyttöönottovaihe on ratkaisevan tärkeä lopullisen hyötyyrityksen hyväksynnän (Parecer de Acesso) saamiseksi. Brasiliassa toimivat jakeluverkkoyhtiöt, kuten Enel, CPFL ja Neoenergia, vaativat kattavan noudattamistodistuksen ennen kuin ne vaihtavat perinteisen sähkömittarin kaksisuuntaiseen mittariin.

Vaiheittainen tarkistuslista B2B-asentajille:

• Firmware-tarkistus: Varmista, että invertteri käyttää viimeisintä INMETRO-todistettua firmware-versiota, kuten INMETRO-yhteensopivuustodistuksessa ilmoitetaan.
• Parametrien lukitus: Kun parametrit on asetettu, niiden tulisi olla salasanalla suojattuja estääkseen loppukäyttäjien valtuuttamattoman muokkaamisen.
• Kenttätestaus: Suorita manuaalinen verkkokatkos-testi varmistaaksesi, että invertteri pysähtyy kahden sekunnin sisällä ja ei kytkentä uudelleen ennen kuin 180 sekunnin viive on kulunut.
• Dokumenttivalmistelu: Toimita hyödyntäjälle invertterin INMETRO-todistus, testiraportti, jossa esitetään määritetyt parametrit, sekä rekisteröidyn brasilialaisen insinöörin allekirjoittama ART (Anotacao de Responsabilidade Tecnica).

JYINS-invertterien hankinnan avulla, jotka ovat täysin sertifioituja ja suunniteltu erityisesti brasilialaisen sähköverkon haasteiden mukaisesti, B2B-jakelijat voivat tarjota asiakkailleen sujuvan tien projektin hyväksymiseen ja varmistaa korkean suorituskyvyn ja vaatimustenmukaisuuden omaavat asuinalueiden aurinkoenergiaryhmät ympäri Brasiliata.