Како управљати границама "трофазне неравнотеже" у немачким индустријским инсталацијама у складу са VDE-AR-N 4105?

Немачки стандард нисконапонских мрежа: VDE-AR-N 4105

Немачка је дом једне од најсофистициранијих и најрегулисаније електричних мрежа на свету. Како земља напредује ка својој Energiewende (енергетској транзицији), интеграција дистрибуиране соларне енергије у нисконапонску мрежу мора бити пажљиво управљана како би се одржала сигурност и поузданост система. Основни технички код који регулише ову повезиву је стандард VDE-AR-N 4105, под насловом Генератори повезани са нисконапонском дистрибуционом мреже. Овај стандард успоставља строга правила за квалитет енергије, подршку мреже и безбедносно понашање које сви генерациони системи морају испунити. За немачке управљаче индустријским инсталацијама, електроинжењере и програмере соларних производа B2B, управљање трофазном неравнотежом (познатом као Шифласт) један је од најкритичнијих услова у складу са VDE-AR-N 4105. Немогућност одржавања равнотеже система може довести до одбијања прикључења од стране оператера локалних дистрибутивних система (ДСО) или непосредног прекида са мрежом.

Овај водич објашњава шта је трофазна неуравнотеженост, зашто је VDE-AR-N 4105 ограничава, и како успешно управљати и конфигурисати своје индустријске соларне системе користећи напредне JYINS инверторе и паметне контролере.

Деконструисање трофазне неравнотеже (Шифласт)

У балансираној трофазној мрежи наизменичне струје, таласни облик напона и струје свих три фазе (Л1, Л2 и Л3) имају једнаке амплитуде и померани су једна од друге тачно 120 електричних степени. Тренофазна неравнотежа се јавља када електрична оптерећења или производња капацитета нису равномерно распоређена по три фазе.

Зашто оператери мреже ограничавају неравнотежу:

• Прегревање трансформатора: Неједнакости фазне струје стварају неутралну струју која се враћа у трансформатор. Ова струја узрокује прекомерно загревање неутралних намота трансформатора, смањујући његов живот и потенцијално узрокујући прерани отказ.
• Извраћања напона: Висока струја на једној фази узрокује локализован пад напона на тој фази, док друге фазе доживљавају пораст напона. Овај неравномерни напон може оштетити осетљиве трофазне индустријске моторе и електричну опрему.
• Покривање грешака на земљишту: Тешка неуравнотеженост може изазвати грешак на земљишту или заштитне релеје са неутралном претеком на локалним подстаницама, што доводи до локалних прекида струје.

Да би се избегли ови проблеми, VDE-AR-N 4105 налага да максимално дозвољена неравнотежа активне снаге између било које две фазе не сме да прелази 4,6 кВА. Ово ограничење се примењује на тачку заједничког споја (ПЦЦ) где се индустријски објекат повезује са јавном комуналном мрежом. Без обзира да ли је неравнотежа узрокована однофазним оптерећењима потрошача или неједнакошћу једнофазне фотоелектричке производње, нето неравнотежа мора да остане испод овог прага од 4,6 кВА.

Стратегије за ублажавање фазне неравнотеже у индустријским установама

Управљање фазом неравнотеже у великим индустријским објектима захтева комбинацију стратешког дизајна, уравнотеженог распоређивања оптерећења и паметног избора инвертора:

• Употреба трофазних инвертера са струма: Најједноставнији и најефикаснији начин да се спречи неравнотежа изазвана генерацијом је употреба посвећених трофазних инвертора са струма, као што је комерцијална серија JYINS. Трофазни инвертор по својству балансира своју снагу, убризгавајући једнаке количине активне снаге у Л1, Л2 и Л3. Пошто је снага симетрична, сам инвертор доприноси нулу фазној неравнотежи објекта.
• Симетрична расподела једнофазних инвертера: У мањим системима у којима се морају користити једнофазни инвертори, они се морају инсталирати у групама од три. Привлачењем једнаких капацитета једнофазних инвертора на Л1, Л2 и Л3, укупна производња остаје уравнотежена. Међутим, ако се један инвертор искључи због грешке, систем ће одмах доживети неравнотежу. Да би се испунили VDE-AR-N 4105, ови инвертори морају бити повезани комуникацијом тако да ако једна јединица покрене, друга два аутоматски смањују гас како би се неравнотежа одржала испод 4,6 кВА.
• Фазно балансирање индустријских оптерећења: Индустријске објекте су пуне канцеларијске опреме, осветљења и специјализоване машинерије. Електричари морају да провере ревизију објекта и да распореде ова оптерећења што је редовније могуће у три фазе. Симетрично оптерећење у фази пројектовања минимизује неравнотежу у основној линији са којом соларни систем мора да комуницира.

Улога инвертора JYINS и спољних паметних бројача

Док трофазни инвертори решавају неравнотежу производње, стварна неравнотежа у тачки прикључења мрежи је нето резултат и производње и потрошње. Ако је у индустријском објекту неуравнотежено оптерећење, чак ни симетрични трофазни соларни инвертор не може то исправити без интелигентне контроле.

Да би се ово решило, модерни трифазни хибридни инвертори JYINS подржавају динамичку компенсацију фазе и интегришу се са спољним паметним бројачима:

• Реал-Тиме Мониторинг: У главним точкама повезивања са мрежом инсталиран је паметни рачунар високе прецизности (као што је Јаница или ЈИИНС рачунар који је у складу са ВДЕ-ом). Овај рачунач континуирано прати струју и активну снагу на Л1, Л2 и Л3, узмући неколико пута у секунди.
• Динамичка расподела снаге (независна од фазе контрола): стандардни трофазни инвертори морају да излазе једнако снагу на свим фазама. Међутим, напредни хибридни инвертори JYINS имају независно управљање фаза-моћ. Ако паметни рачунач открије да Л1 уноси 5 кВ, док су Л2 и Л3 уравнотежени, инвертор JYINS може прилагодити своје унутрашње прекидаче како би убризгао више снаге у Л1, а истовремено смањио излаз на Л2 и Л3. Ова активна фазна компензација динамички уравнотежава нето проток енергије на рачуначу.
• Интеграција складиштења батерије: У време екстремне неравнотеже оптерећења, хибридни инвертор JYINS може извући енергију из банке батерија за напајање специфичних фаза са великим оптерећењем, задржавајући неравнотежу мрежног мрежа далеко испод границе VDE

Увод у рад и документација за немачке комуналне услуге

Пре него што се комерцијални соларни објекат може одобрити за рад у Немачкој, локални ОДС (као што су Вестнетц, Нетце БВ или Бајерверк) ће провести темељну ревизију компатибилности са мрежом. Развојници морају да пруже јасну документацију која показује у складу са VDE-AR-N 4105:

• Сертификат о усаглашености (Einheitenzertifikat): Овај документ доказује да је JYINS инвертор тестиран и сертификован од стране акредитованог европског тела за тестирање како би испунио све захтеве VDE-AR-N 4105.
• Електричка шема: детаљна шема која приказује трофазне везе, безбедносне релеје и локацију спољног паметног бројача.
• Конфигурациони дневници: Отпримљени дневници из софтвера за пуштање у рад инвертора који показују да је изабран немачки профил мреже, да је активирана активна фазна компензација и да су параметри комуникације безбедни од грешке у потпуности оперативни.

Партнерством са ЈИИНС-ом и избором наших високо-испешних, у потпуности сертификованих трофазних инвертора и хибридних система складиштења енергије, Б2Б дистрибутери и ЕПЦ-ови могу рационализовати своје процесе одобрења и испоручити високо ефикасна, уса