วิธีการตั้งค่าพารามิเตอร์ของอินเวอร์เตอร์แบบเชื่อมต่อกับระบบสายส่ง (Grid-Tie) เพื่อให้สอดคล้องกับมาตรฐาน INMETRO ของบราซิลสำหรับโครงการที่อยู่อาศัยแบบกลุ่ม

ทำความเข้าใจบริบทด้านกฎระเบียบของอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ในบราซิล

บราซิลได้ก้าวขึ้นเป็นหนึ่งในตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ที่เติบโตเร็วที่สุดในโลก ซึ่งเกิดจากปริมาณแสงแดดที่มีอย่างอุดมสมบูรณ์และนโยบายการคิดค่าไฟแบบรับ-ส่ง (net-metering) ที่เอื้ออำนวย อย่างไรก็ตาม การเข้าสู่ตลาดนี้หรือดำเนินโครงการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับที่พักอาศัยขนาดใหญ่ จำเป็นต้องปฏิบัติตามมาตรฐานด้านคุณภาพและความปลอดภัยระดับชาติอย่างเคร่งครัด สถาบันมาตรวิทยา คุณภาพ และเทคโนโลยีแห่งชาติของบราซิล (INMETRO) คือหน่วยงานกำกับดูแลที่รับผิดชอบในการรับรองอุปกรณ์ไฟฟ้าในบราซิล สำหรับอินเวอร์เตอร์เชื่อมต่อกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า (grid-tie inverters) ที่ใช้ในโครงการที่พักอาศัยแบบกลุ่ม จำเป็นต้องได้รับการรับรองตามประกาศฉบับที่ 140/2022 ของ INMETRO (ซึ่งแทนที่ประกาศฉบับที่ 004/2011) ซึ่งการรับรองนี้รับประกันว่าอินเวอร์เตอร์จะทำงานอย่างปลอดภัย ปกป้องโครงข่ายไฟฟ้าของหน่วยงานให้บริการไฟฟ้าในท้องถิ่น และรักษาคุณภาพของกระแสไฟฟ้าสำหรับผู้ใช้งานปลายทาง สำหรับผู้จัดการจัดซื้อแบบ B2B และบริษัทวิศวกรรม การจัดหา และการก่อสร้าง (EPC) การตั้งค่าอินเวอร์เตอร์เหล่านี้ให้ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญยิ่งต่อการได้รับอนุมัติโครงการและประสิทธิภาพในการใช้งานระยะยาว

กลุ่มที่อยู่อาศัยถือเป็นความท้าทายพิเศษสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า เมื่อบ้านหลายสิบหรือหลายร้อยหลังในพื้นที่ภูมิศาสตร์ใกล้เคียงกันส่งพลังงานกลับเข้าสู่โครงข่ายพร้อมกัน โครงข่ายการจ่ายไฟแรงดันต่ำระดับท้องถิ่นจะประสบปัญหาแรงดันไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้นและเกิดการบิดเบือนของคลื่นฮาร์โมนิก เพื่อป้องกันไม่ให้โครงข่ายไฟฟ้าไม่เสถียรและอาจเกิดภาวะไฟดับ หน่วยงานสาธารณูปโภคท้องถิ่นจึงกำหนดให้ปฏิบัติตามพารามิเตอร์ของ INMETRO อย่างเคร่งครัด คู่มือนี้อธิบายวิธีการปรับแต่งการตั้งค่าสำคัญเหล่านี้บนอินเวอร์เตอร์แบบเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าของ JYINS ของท่าน เพื่อให้สอดคล้องตามข้อกำหนดทั้งหมดและสามารถผสานรวมกับโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างราบรื่น

พารามิเตอร์หลักด้านแรงดันและความถี่ขณะเกิดเหตุขัดข้อง (Ride-Through)

ประเด็นหลักของการปฏิบัติตามมาตรฐาน INMETRO คือพฤติกรรมของอินเวอร์เตอร์เมื่อแรงดันและค่าความถี่ของโครงข่ายไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง อินเวอร์เตอร์ต้องยังคงเชื่อมต่อกับโครงข่ายไว้ในช่วงที่เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย แต่ต้องตัดการเชื่อมต่อทันทีหากโครงข่ายไฟฟ้าเกินขอบเขตการดำเนินงานที่ปลอดภัย ขอบเขตเหล่านี้กำหนดโดยรหัสโครงข่ายไฟฟ้าของบราซิล และได้รับการตรวจสอบความสอดคล้องผ่านการทดสอบของ INMETRO

การตั้งค่าการป้องกันแรงดัน:

• ระดับแรงดันเกินขั้นที่ 2 (OVP2): นี่คือขีดจำกัดสูงสุดสัมบูรณ์ โดยทั่วไปตั้งไว้ที่ร้อยละ 110 ถึง 115 ของแรงดันระบุ (เช่น 242 โวลต์ สำหรับระบบจ่ายไฟฟ้า 220 โวลต์) อินเวอร์เตอร์ต้องตัดการเชื่อมต่อภายในเวลาไม่เกิน 0.2 วินาที หากแรงดันถึงระดับนี้
• ระดับแรงดันเกินขั้นที่ 1 (OVP1): ตั้งไว้ที่ประมาณร้อยละ 105 ถึง 110 ของแรงดันระบุ (เช่น 231–242 โวลต์) อินเวอร์เตอร์ได้รับอนุญาตให้มีระยะเวลาตัดการเชื่อมต่อนานขึ้นเล็กน้อย โดยทั่วไปคือ 1–2 วินาที เพื่อทนต่อการเพิ่มขึ้นชั่วคราวของแรงดัน
• ระดับแรงดันต่ำขั้นที่ 1 (UVP1): ตั้งไว้ที่ประมาณร้อยละ 80 ของแรงดันระบุ (เช่น 176 โวลต์) อินเวอร์เตอร์ควรตัดการเชื่อมต่อภายใน 2 วินาที
• ระดับแรงดันต่ำขั้นที่ 2 (UVP2): ตั้งไว้ที่ร้อยละ 50 ถึง 70 ของแรงดันระบุ จำเป็นต้องตัดการเชื่อมต่อทันที โดยทั่วไปภายใน 0.1–0.2 วินาที เนื่องจากระดับนี้บ่งชี้ว่ามีข้อบกพร่องรุนแรงเกิดขึ้นในระบบจ่ายไฟฟ้าท้องถิ่น

การตั้งค่าการป้องกันความถี่

• ความถี่เกิน (OFP): ความถี่ระบุของระบบจ่ายไฟฟ้าในบราซิลคือ 60 เฮิร์ตซ์ ขีดจำกัดบนของการตัดการเชื่อมต่อตั้งไว้ที่ 62 เฮิร์ตซ์ โดยต้องตัดการเชื่อมต่อภายในเวลาไม่เกิน 0.2 วินาที
• ความถี่ต่ำเกิน (UFP): ค่าขีดจำกัดต่ำสุดสำหรับการตัดวงจรตั้งไว้ที่ 57.5 เฮิร์ตซ์ และยังต้องการให้ตัดวงจรอย่างรวดเร็วภายใน 0.2 วินาที

เมื่อตั้งค่าอินเวอร์เตอร์ JYINS สำหรับกลุ่มบ้านพักอาศัย พารามิเตอร์เหล่านี้สามารถตั้งค่าได้ผ่านอินเทอร์เฟซหน้าจอ LCD แบบท้องถิ่น หรือตั้งค่าระยะไกลผ่านแพลตฟอร์มการตรวจสอบ ทั้งนี้ การเลือกแม่แบบมาตรฐานโครงข่ายไฟฟ้าของบราซิลเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากจะโหลดค่าเกณฑ์เหล่านี้โดยอัตโนมัติ ซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดจากการตั้งค่าด้วยตนเองระหว่างขั้นตอนการเดินระบบ

การป้องกันการเกาะตัวแบบไม่ตั้งใจและการควบคุมการเชื่อมต่อใหม่

การป้องกันการเกาะตัวแบบไม่ตั้งใจเป็นคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่สำคัญมาก ซึ่งป้องกันไม่ให้อินเวอร์เตอร์จ่ายพลังงานเข้าสู่ส่วนย่อยหนึ่งๆ ของโครงข่ายไฟฟ้าในกรณีที่แหล่งจ่ายไฟฟ้าหลักหยุดทำงาน คุณสมบัตินี้มีความจำเป็นอย่างยิ่งเพื่อคุ้มครองเจ้าหน้าที่การไฟฟ้าที่อาจกำลังดำเนินการซ่อมบำรุงสายส่งไฟฟ้าที่พวกเขาคาดว่าจะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน INMETRO กำหนดให้มีระบบตรวจจับการเกาะตัวแบบไม่ตั้งใจแบบใช้งานอย่างแข็งแกร่ง ตามมาตรฐาน ABNT NBR IEC 62116

อินเวอร์เตอร์ของ JYINS ใช้เทคนิคการเปลี่ยนความถี่แบบแอคทีฟ (active frequency drift) และการเปลี่ยนแปลงกำลังไฟฟ้าเชิงรีแอคทีฟ (reactive power variation) เพื่อตรวจจับสภาวะเกาะ (islanding) ภายในเวลา 2 วินาที ในกลุ่มบ้านพักอาศัยที่มีอินเวอร์เตอร์หลายตัวเชื่อมต่อกับหม้อแปลงตัวเดียวกัน จะมีความเสี่ยงที่สัญญาณป้องกันสภาวะเกาะแบบแอคทีฟจะรบกวนกันและกัน ส่งผลให้ไม่สามารถตรวจจับสภาวะเกาะได้ ดังนั้น อินเวอร์เตอร์ของ JYINS จึงใช้อัลกอริธึมการเลื่อนความถี่แบบซิงโครไนซ์ (synchronized frequency shift algorithms) ซึ่งทำให้อุปกรณ์ทั้งหมดบนเครือข่ายเดียวกันทำงานร่วมกันอย่างสอดคล้องกัน จึงสามารถระบุการตัดการเชื่อมต่อกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า (grid disconnection) ได้อย่างรวดเร็ว

เมื่อระบบจ่ายไฟกลับสู่ภาวะปกติและแรงดันไฟฟ้ากับความถี่กลับเข้าสู่ช่วงค่าที่กำหนดสำหรับการดำเนินงานตามปกติ แล้วอินเวอร์เตอร์จะไม่เชื่อมต่อกลับเข้ากับระบบโดยทันที ตามข้อกำหนดของ INMETRO อินเวอร์เตอร์ต้องรอเป็นระยะเวลาอย่างน้อย 180 วินาที (3 นาที) ก่อนเชื่อมต่อกลับ (เรียกอีกอย่างว่า “ระยะเวลาสังเกตการณ์”) ระหว่างช่วงเวลานี้ อินเวอร์เตอร์ต้องตรวจสอบพารามิเตอร์ของระบบจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องเพื่อให้มั่นใจว่ามีเสถียรภาพ หากพารามิเตอร์ของระบบยังคงมีเสถียรภาพตลอดระยะเวลา 180 วินาที อินเวอร์เตอร์จึงจะได้รับอนุญาตให้เพิ่มกำลังไฟฟ้าที่ส่งออกอย่างค่อยเป็นค่อยไป อัตราการเพิ่มกำลังไฟฟ้าก็ถูกจำกัดไว้ด้วยความชันของกำลังไฟฟ้าแบบค่อยเป็นค่อยไป โดยทั่วไปไม่เกินร้อยละ 10 ของกำลังไฟฟ้าที่ระบุไว้ต่อนาที เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าอย่างฉับพลันในระบบจ่ายไฟฟ้าระดับครัวเรือน

การลดผลกระทบจากแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นในกลุ่มอาคารที่อยู่อาศัย

หนึ่งในปัญหาที่พบบ่อยที่สุดในกลุ่มหมู่บ้านที่อยู่อาศัยของบราซิลคือ แรงดันไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้น เนื่องจากสายจ่ายไฟแรงต่ำในพื้นที่ที่อยู่อาศัยมักมีความต้านทานสูง การส่งออกพลังงานแสงอาทิตย์ในปริมาณมากจึงทำให้ระดับแรงดันไฟฟ้าในพื้นที่นั้นสูงขึ้น หากแรงดันไฟฟ้าสูงเกินเกณฑ์ OVP1 อินเวอร์เตอร์จะตัดการทำงาน ซึ่งส่งผลให้สูญเสียการผลิตไฟฟ้าและก่อให้เกิดการร้องเรียนจากเจ้าของบ้าน

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ อินเวอร์เตอร์ JYINS ที่ผ่านมาตรฐาน INMETRO รองรับฟังก์ชันคุณภาพพลังงานขั้นสูง โดยเฉพาะการควบคุมแบบ Volt-VAr และ Volt-Watt

• การควบคุมแบบ Volt-VAr: ฟังก์ชันนี้ช่วยให้อินเวอร์เตอร์สามารถดูดซับกำลังปฏิกิริยา (reactive power) ได้เมื่อแรงดันไฟฟ้าบนระบบจำหน่ายสูงขึ้น ซึ่งช่วยลดระดับแรงดันไฟฟ้าในพื้นที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในทางกลับกัน หากแรงดันไฟฟ้าลดลง อินเวอร์เตอร์สามารถจ่ายกำลังปฏิกิริยาเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าได้ โดยการเปิดใช้งานเส้นโค้ง Volt-VAr จะทำให้อินเวอร์เตอร์สามารถรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าบนสายจ่ายในพื้นที่อย่างแบบไดนามิก โดยไม่จำเป็นต้องลดกำลังไฟฟ้าจริง (active power) ที่ส่งออก
• การควบคุมโวลต์-วัตต์: หากการควบคุมโวลต์-วาร์ไม่เพียงพอและแรงดันไฟฟ้ายังคงเข้าใกล้ค่าขีดจำกัดที่ทำให้อุปกรณ์ตัดการทำงาน ระบบควบคุมโวลต์-วัตต์จะลดกำลังไฟฟ้าใช้งานของอินเวอร์เตอร์อย่างแข็งขัน ซึ่งเป็นมาตรการสุดท้ายเพื่อป้องกันไม่ให้อินเวอร์เตอร์ตัดการทำงานโดยสิ้นเชิง โดยยังคงให้อินเวอร์เตอร์ทำงานอยู่ที่ระดับกำลังไฟฟ้าที่ลดลง เพื่อรักษาความต่อเนื่องในการให้บริการของระบบและปกป้องเครือข่ายท้องถิ่น

ผู้พัฒนาแบบ B2B ควรร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับวิศวกรของหน่วยงานจำหน่ายไฟฟ้าในการสร้างแบบจำลองกลุ่มบ้านพักอาศัย และตั้งค่าความชันเฉพาะสำหรับเส้นโค้งการตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้บนอินเวอร์เตอร์ JYINS ก่อนเริ่มใช้งานจริง

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการเริ่มใช้งานจริงและการตรวจสอบโดยหน่วยงานจำหน่ายไฟฟ้า

หลังจากตั้งค่าพารามิเตอร์การเชื่อมต่อกับระบบจ่ายไฟแล้ว ระยะการเริ่มใช้งานจริงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการได้รับการอนุมัติขั้นสุดท้ายจากหน่วยงานจำหน่ายไฟฟ้า (Parecer de Acesso) หน่วยงานจำหน่ายไฟฟ้าในบราซิล เช่น Enel, CPFL และ Neoenergia ต้องการหลักฐานการปฏิบัติตามข้อกำหนดอย่างครบถ้วนก่อนที่จะเปลี่ยนมาใช้มิเตอร์ไฟฟ้าแบบสองทิศทางแทนมิเตอร์ไฟฟ้าแบบดั้งเดิม

รายการตรวจสอบแบบทีละขั้นตอนสำหรับผู้ติดตั้งในธุรกิจกับธุรกิจ

• การตรวจสอบเฟิร์มแวร์: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอินเวอร์เตอร์กำลังใช้งานเฟิร์มแวร์รุ่นล่าสุดที่ได้รับการรับรองตามมาตรฐาน INMETRO ซึ่งระบุไว้ในใบรับรองความสอดคล้องของ INMETRO
• การล็อกพารามิเตอร์: หลังจากตั้งค่าพารามิเตอร์แล้ว ควรป้องกันด้วยรหัสผ่านเพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ใช้ปลายทางปรับเปลี่ยนโดยไม่ได้รับอนุญาต
• การทดสอบภาคสนาม: ดำเนินการทดสอบการตัดการเชื่อมต่อกับระบบจ่ายไฟฟ้าแบบด้วยตนเอง เพื่อยืนยันว่าอินเวอร์เตอร์หยุดทำงานภายในเวลา 2 วินาที และไม่กลับมาเชื่อมต่ออีกจนกว่าจะผ่านช่วงเวลาหน่วง 180 วินาที
• การจัดทำเอกสาร: จัดส่งใบรับรองความสอดคล้องของ INMETRO สำหรับอินเวอร์เตอร์ รายงานผลการทดสอบที่แสดงพารามิเตอร์ที่ตั้งค่าไว้ และเอกสาร ART (Anotacao de Responsabilidade Tecnica) ที่ลงนามโดยวิศวกรชาวบราซิลที่ลงทะเบียนแล้ว ให้แก่หน่วยงานจำหน่ายไฟฟ้า

ด้วยการจัดหาอินเวอร์เตอร์ยี่ห้อ JYINS ซึ่งผ่านการรับรองอย่างสมบูรณ์และออกแบบมาเฉพาะเพื่อตอบโจทย์ความท้าทายของระบบไฟฟ้าในบราซิล ผู้จัดจำหน่ายแบบ B2B จึงสามารถนำเสนอทางเลือกที่สะดวกและรวดเร็วในการขออนุมัติโครงการให้กับลูกค้า พร้อมมั่นใจได้ว่าจะได้ระบบรับพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับที่พักอาศัยที่มีประสิทธิภาพสูงและสอดคล้องตามมาตรฐานทั่วประเทศบราซิล