Как настроить параметры инвертера для подключения к сети в соответствии с требованиями INMETRO для Бразилии в жилых кластерах?

Понимание нормативно-правовой базы солнечной энергетики в Бразилии

Бразилия укрепила свои позиции как один из самых быстрорастущих рынков солнечной энергетики в мире благодаря обилию солнечного света и благоприятной политике нет-учета. Однако выход на этот рынок или реализация крупномасштабных жилых проектов требует строгого соблюдения национальных стандартов качества и безопасности. Национальный институт метрологии, качества и технологий (INMETRO) является регулирующим органом, ответственным за сертификацию электротехнического оборудования в Бразилии. Для солнечных инвертеров, подключаемых к сети и используемых в жилых комплексах, обязательным является соответствие постановлению INMETRO № 140/2022 (которое заменило постановление № 004/2011). Данная сертификация гарантирует безопасную работу инвертеров, защиту местной электросети и поддержание качества электроэнергии для конечных потребителей. Для менеджеров по закупкам B2B и компаний, занимающихся проектированием, закупками и строительством (EPC), правильная настройка таких инвертеров имеет ключевое значение для получения одобрения проекта и обеспечения его долгосрочной надежности.

Жилые кластеры представляют собой уникальную задачу для солнечных систем, подключённых к электросети. Когда десятки или сотни домов в небольшом географическом районе одновременно отдают электроэнергию в сеть, локальная распределительная сеть низкого напряжения испытывает повышение напряжения и гармонические искажения. Чтобы предотвратить нестабильность сети и возможные отключения питания, местные энергоснабжающие организации требуют строгого соблюдения параметров, установленных стандартом INMETRO. В этом руководстве описано, как настроить эти ключевые параметры на сетевых инверторах JYINS для обеспечения полного соответствия требованиям и бесперебойной интеграции в сеть.

Основные параметры устойчивости к колебаниям напряжения и частоты

Основное внимание при сертификации по стандарту INMETRO уделяется поведению инвертора при колебаниях напряжения и частоты в электросети. Инверторы должны оставаться подключёнными при незначительных кратковременных отклонениях, но быстро отключаться, если параметры сети выходят за пределы безопасного рабочего диапазона. Эти пределы определены бразильскими нормами эксплуатации электросетей и подтверждены в ходе сертификационных испытаний INMETRO.

Параметры защиты по напряжению:

• Уровень перенапряжения 2 (OVP2): это абсолютный верхний предел, обычно устанавливаемый на уровне 110–115 % от номинального напряжения (например, 242 В для сети 220 В). Инвертер должен отключиться в течение менее чем 0,2 секунды при достижении этого уровня напряжения.
• Уровень перенапряжения 1 (OVP1): устанавливается примерно на уровне 105–110 % от номинального напряжения (например, 231–242 В). Инвертеру разрешено несколько более длительное время срабатывания — обычно от 1 до 2 секунд — для прохождения кратковременных всплесков напряжения.
• Уровень пониженного напряжения 1 (UVP1): устанавливается приблизительно на уровне 80 % от номинального напряжения (например, 176 В). Инвертер должен сработать в течение 2 секунд.
• Уровень пониженного напряжения 2 (UVP2): устанавливается на уровне 50–70 % от номинального напряжения. Требуется немедленное отключение, как правило, в течение 0,1–0,2 секунды, поскольку это указывает на серьёзную неисправность в локальной сети.

Настройки защиты по частоте:

• Перечастота (OFP): номинальная частота сети в Бразилии составляет 60 Гц. Верхний порог срабатывания установлен на уровне 62 Гц, а обязательное время отключения — менее 0,2 секунды.
• Недостаточная частота (UFP): нижний порог срабатывания установлен на уровне 57,5 Гц, при этом срабатывание должно происходить в течение 0,2 секунды.

При настройке инверторов JYINS для жилых кластеров эти параметры можно задать через локальный ЖК-интерфейс или удалённо — через платформу мониторинга. Крайне важно выбрать шаблон стандарта электросети Бразилии, который автоматически загружает указанные пороговые значения. Это минимизирует ошибки ручной настройки при вводе оборудования в эксплуатацию.

Защита от островного режима и динамика повторного подключения

Защита от островного режима — это критически важная функция безопасности, предотвращающая подачу инвертором электроэнергии в локальный участок сети при потере питания от централизованной электросети. Это необходимо для защиты работников энергоснабжающих организаций, которые могут выполнять техническое обслуживание линий, полагая, что они обесточены. INMETRO требует надёжной активной защиты от островного режима в соответствии со стандартом ABNT NBR IEC 62116.

Инверторы JYINS используют методы активного дрейфа частоты и изменения реактивной мощности для обнаружения островных режимов в течение 2 секунд. В жилых кластерах, где несколько инверторов подключены к одному и тому же трансформатору, существует риск взаимного помехового влияния активных сигналов защиты от островных режимов, что может привести к невозможности их обнаружения. Для устранения этой проблемы инверторы JYINS применяют синхронизированные алгоритмы сдвига частоты, обеспечивающие согласованную работу всех устройств в одной сети и быстрое выявление любого отключения от сети.

После восстановления электросети и возврата напряжения и частоты в пределы нормальной рабочей области инвертор не должен подключаться немедленно. Стандарт INMETRO требует задержки перед повторным подключением (также называемой временем наблюдения) продолжительностью 180 секунд (3 минуты). В течение этого периода инвертор должен непрерывно контролировать параметры сети, чтобы обеспечить её стабильность. Если параметры сети остаются стабильными в течение всего 180-секундного интервала, инвертору разрешается постепенно наращивать мощность, отдаваемую в сеть. Темп наращивания мощности также ограничен: применяется плавный старт с градиентом мощности, обычно составляющим 10 % от номинальной мощности в минуту, чтобы предотвратить резкие скачки напряжения в бытовой сети.

Снижение повышения напряжения в жилых кластерах

Одной из наиболее распространенных проблем в бразильских жилых массивах является повышение напряжения. Поскольку линии низковольтного распределения в жилых зонах зачастую обладают высоким импедансом, передача большого количества солнечной энергии приводит к росту локального уровня напряжения. Если напряжение превысит порог OVP1, инверторы отключатся, что приведёт к потере выработки энергии и жалобам со стороны домовладельцев.

Для решения этой проблемы инверторы JYINS, соответствующие стандарту INMETRO, поддерживают передовые функции обеспечения качества электроэнергии, в частности управление по зависимости «напряжение–реактивная мощность» (Volt-VAr) и «напряжение–активная мощность» (Volt-Watt):

• Управление по зависимости «напряжение–реактивная мощность» (Volt-VAr): данная функция позволяет инвертору потреблять реактивную мощность при повышении напряжения сети, что эффективно способствует снижению напряжения. Напротив, при падении напряжения инвертор может генерировать реактивную мощность для его повышения. Активация кривой Volt-VAr обеспечивает динамическую стабилизацию локального напряжения в линии без ограничения активной мощности на выходе инвертора.
• Управление по зависимости мощности от напряжения (Volt-Watt): если управление по зависимости реактивной мощности от напряжения (Volt-VAr) недостаточно и напряжение продолжает приближаться к предельному значению, при котором происходит отключение, управление по зависимости активной мощности от напряжения (Volt-Watt) активно снижает выходную активную мощность инвертора. Это крайняя мера, направленная на предотвращение полного отключения инвертора от сети. Благодаря этому инвертор продолжает работать с пониженной выходной мощностью, обеспечивая бесперебойную работу системы и защищая локальную сеть.

Разработчикам B2B необходимо тесно взаимодействовать с инженерами сетевых компаний для моделирования жилого кластера и программирования конкретных наклонов этих кривых реакции на изменение напряжения в инверторах JYINS до ввода в эксплуатацию.

Рекомендации по вводу в эксплуатацию и проверке сетевой компанией

После настройки параметров подключения к сети этап ввода в эксплуатацию имеет решающее значение для получения окончательного одобрения сетевой компании (Parecer de Acesso). Бразильские распределительные компании, такие как Enel, CPFL и Neoenergia, требуют исчерпывающего подтверждения соответствия нормативным требованиям, прежде чем заменить традиционный электросчётчик на двунаправленный.

Пошаговый контрольный список для B2B-установщиков:

• Проверка прошивки: убедитесь, что инвертер работает на последней версии прошивки, сертифицированной INMETRO, указанной в сертификате соответствия INMETRO.
• Блокировка параметров: после настройки параметров их следует защитить паролем, чтобы предотвратить несанкционированное изменение со стороны конечных пользователей.
• Полевые испытания: проведите ручной тест отключения от сети для проверки того, что инвертер отключается в течение 2 секунд и не подключается повторно до истечения задержки в 180 секунд.
• Подготовка документации: предоставьте энергоснабжающей организации сертификат соответствия инвертера INMETRO, отчёт об испытаниях с указанием настроенных параметров, а также ART (Anotacao de Responsabilidade Tecnica) — техническое заключение, подписанное зарегистрированным в Бразилии инженером.

Поставляя инверторы JYINS, которые полностью сертифицированы и разработаны с учетом особенностей бразильской электросети, B2B-дистрибьюторы могут предложить своим клиентам беспрепятственный путь к одобрению проектов, обеспечивая высокую производительность и соответствие требованиям жилых солнечных электростанций по всей Бразилии.