Cách cấu hình các tham số nối lưới của bộ biến tần để tuân thủ tiêu chuẩn INMETRO của Brazil trong các cụm dân cư?

Hiểu rõ bối cảnh quy định về năng lượng mặt trời tại Brazil

Brazil đã khẳng định vị thế là một trong những thị trường năng lượng mặt trời tăng trưởng nhanh nhất thế giới, nhờ vào nguồn ánh sáng mặt trời dồi dào và các chính sách hòa lưới (net-metering) thuận lợi. Tuy nhiên, việc thâm nhập thị trường này hoặc triển khai các dự án quy mô lớn cho hộ gia đình đòi hỏi tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng và an toàn. Viện Đo lường, Chất lượng và Công nghệ Quốc gia (INMETRO) là cơ quan quản lý chịu trách nhiệm chứng nhận thiết bị điện tại Brazil. Đối với các bộ biến tần hòa lưới năng lượng mặt trời dùng trong các cụm nhà ở, việc tuân thủ Quyết định INMETRO số 140/2022 (thay thế Quyết định số 004/2011) là bắt buộc. Chứng nhận này đảm bảo rằng các bộ biến tần hoạt động an toàn, bảo vệ lưới điện địa phương và duy trì chất lượng điện cung cấp cho người sử dụng cuối. Đối với các quản lý mua hàng B2B cũng như các công ty kỹ thuật – mua sắm – xây dựng (EPC), việc cấu hình chính xác các bộ biến tần này là yếu tố then chốt để dự án được phê duyệt và vận hành ổn định lâu dài.

Các cụm nhà ở đại diện cho một thách thức đặc biệt đối với các hệ thống điện mặt trời hòa lưới. Khi hàng chục hoặc hàng trăm hộ gia đình trong một khu vực địa lý gần nhau đồng thời đưa điện vào lưới, mạng phân phối điện áp thấp cục bộ sẽ gặp phải hiện tượng tăng điện áp và méo hài. Để ngăn ngừa mất ổn định lưới điện và nguy cơ mất điện, các công ty điện lực địa phương yêu cầu thực thi nghiêm ngặt các thông số theo tiêu chuẩn INMETRO. Hướng dẫn này trình bày cách cấu hình các thiết lập thiết yếu này trên các biến tần hòa lưới JYINS của bạn nhằm đảm bảo tuân thủ đầy đủ và tích hợp liền mạch với lưới điện.

Các thông số chính về khả năng duy trì hoạt động khi điện áp và tần số lưới thay đổi

Mục tiêu chính của việc tuân thủ tiêu chuẩn INMETRO là hành vi của biến tần trong điều kiện điện áp và tần số lưới dao động. Biến tần phải duy trì kết nối trong các biến động nhỏ nhưng phải ngắt kết nối nhanh chóng nếu lưới điện vượt quá giới hạn vận hành an toàn. Các giới hạn này được quy định bởi các tiêu chuẩn lưới điện Brazil và được xác minh thông qua kiểm tra của INMETRO.

Cài đặt bảo vệ điện áp:

• Mức quá áp cấp 2 (OVP2): Đây là giới hạn trên tuyệt đối, thường được thiết lập ở mức 110% đến 115% điện áp định mức (ví dụ: 242 V đối với lưới điện 220 V). Bộ nghịch lưu phải ngắt kết nối trong thời gian dưới 0,2 giây nếu điện áp đạt mức này.
• Mức quá áp cấp 1 (OVP1): Được thiết lập ở khoảng 105% đến 110% điện áp định mức (ví dụ: từ 231 V đến 242 V). Bộ nghịch lưu được cho phép thời gian ngắt dài hơn một chút, thường là từ 1 đến 2 giây, nhằm duy trì hoạt động trong thời gian ngắn khi điện áp tăng đột ngột.
• Mức thiếu áp cấp 1 (UVP1): Được thiết lập ở khoảng 80% điện áp định mức (ví dụ: 176 V). Bộ nghịch lưu phải ngắt trong vòng 2 giây.
• Mức thiếu áp cấp 2 (UVP2): Được thiết lập ở mức 50% đến 70% điện áp định mức. Việc ngắt kết nối ngay lập tức là bắt buộc, thường trong vòng 0,1 đến 0,2 giây, vì điều này cho thấy sự cố nghiêm trọng xảy ra trên lưới điện địa phương.

Cài đặt bảo vệ tần số:

• Quá tần số (OFP): Tần số định mức của lưới điện tại Brazil là 60 Hz. Giới hạn ngắt trên được thiết lập ở 62 Hz, với thời gian ngắt bắt buộc dưới 0,2 giây.
• Tần số thấp (UFP): Ngưỡng ngắt dưới được đặt ở 57,5 Hz, đồng thời yêu cầu ngắt nhanh trong vòng 0,2 giây.

Khi cấu hình các bộ biến tần JYINS cho các cụm dân dụng, các thông số này có thể được thiết lập thông qua giao diện LCD cục bộ hoặc từ xa thông qua nền tảng giám sát. Việc lựa chọn mẫu tiêu chuẩn lưới điện Brazil là điều thiết yếu, vì mẫu này sẽ tự động tải các giá trị ngưỡng này, giúp giảm thiểu sai sót do thiết lập thủ công trong quá trình đưa vào vận hành.

Bảo vệ chống hiện tượng đảo và đặc tính tái kết nối

Chức năng chống đảo là một tính năng an toàn quan trọng nhằm ngăn chặn bộ biến tần cấp điện vào một phần cục bộ của lưới điện khi nguồn cung cấp từ lưới bị mất. Điều này rất cần thiết để bảo vệ nhân viên vận hành lưới điện, những người có thể đang thực hiện bảo trì trên các đường dây mà họ cho rằng đã được ngắt điện. INMETRO yêu cầu chức năng phát hiện chủ động chống đảo đáng tin cậy theo tiêu chuẩn ABNT NBR IEC 62116.

Các bộ nghịch lưu JYINS sử dụng các kỹ thuật trôi tần số chủ động và biến thiên công suất phản kháng để phát hiện điều kiện vận hành cô lập (islanding) trong vòng 2 giây. Trong các cụm dân cư, nơi nhiều bộ nghịch lưu được kết nối với cùng một máy biến áp, tồn tại nguy cơ các tín hiệu chống vận hành cô lập chủ động gây nhiễu lẫn nhau, dẫn đến việc không thể phát hiện được tình trạng vận hành cô lập. Để giảm thiểu rủi ro này, các bộ nghịch lưu JYINS áp dụng các thuật toán dịch chuyển tần số đồng bộ, đảm bảo tất cả các thiết bị trên cùng một mạng lưới hoạt động ăn khớp với nhau và nhanh chóng xác định bất kỳ sự ngắt kết nối nào với lưới điện.

Khi lưới điện được khôi phục và điện áp cũng như tần số trở lại trong giới hạn vận hành bình thường, bộ nghịch lưu không được kết nối lại ngay lập tức. INMETRO quy định thời gian chờ trước khi kết nối lại (còn gọi là thời gian quan sát) là 180 giây (3 phút). Trong khoảng thời gian này, bộ nghịch lưu phải liên tục giám sát lưới điện để đảm bảo tính ổn định. Nếu các thông số lưới điện duy trì ổn định trong suốt 180 giây, bộ nghịch lưu được phép tăng dần công suất xuất ra. Tốc độ tăng công suất cũng bị giới hạn theo độ dốc tăng công suất mềm, thường là 10% công suất định mức mỗi phút, nhằm ngăn ngừa các bước nhảy điện áp đột ngột trên lưới điện dân dụng.

Giảm thiểu hiện tượng tăng điện áp trong các cụm hộ dân

Một trong những vấn đề phổ biến nhất tại các khu dân cư ở Brazil là hiện tượng tăng điện áp. Do đường dây phân phối điện áp thấp trong khu vực dân cư thường có trở kháng cao, nên việc xuất lượng lớn điện năng từ pin mặt trời sẽ làm tăng mức điện áp cục bộ. Nếu điện áp tăng vượt ngưỡng OVP1, các bộ nghịch lưu sẽ ngắt kết nối, dẫn đến mất sản lượng điện và khiếu nại từ chủ nhà.

Để giải quyết vấn đề này, các bộ nghịch lưu JYINS tuân thủ tiêu chuẩn INMETRO hỗ trợ các chức năng nâng cao về chất lượng điện, cụ thể là điều khiển Volt-VAr và Volt-Watt:

• Điều khiển Volt-VAr: Chức năng này cho phép bộ nghịch lưu hấp thụ công suất phản kháng khi điện áp lưới tăng lên, từ đó hiệu quả kéo giảm điện áp. Ngược lại, nếu điện áp giảm, bộ nghịch lưu có thể phát công suất phản kháng để nâng điện áp lên. Bằng cách kích hoạt đường cong Volt-VAr, bộ nghịch lưu sẽ ổn định động điện áp đường dây cục bộ mà không cần cắt giảm công suất tác dụng.
• Điều khiển Volt-Watt: Nếu điều khiển Volt-VAr không đủ hiệu quả và điện áp tiếp tục tiến gần đến ngưỡng ngắt, điều khiển Volt-Watt sẽ chủ động giảm công suất tác dụng đầu ra của bộ nghịch lưu. Đây là biện pháp cuối cùng nhằm ngăn chặn việc bộ nghịch lưu bị ngắt hoàn toàn khỏi lưới. Biện pháp này giúp bộ nghịch lưu tiếp tục vận hành ở mức công suất giảm, duy trì thời gian hoạt động liên tục của hệ thống và bảo vệ lưới điện địa phương.

Các nhà phát triển B2B cần phối hợp chặt chẽ với kỹ sư của công ty điện lực để mô phỏng cụm hộ gia đình và lập trình các độ dốc cụ thể cho các đường cong phản ứng điện áp này trên bộ nghịch lưu JYINS trước khi đưa vào vận hành.

Quy trình vận hành thử nghiệm và kiểm tra bởi công ty điện lực – Các thực tiễn tốt nhất

Sau khi cấu hình các thông số nối lưới, giai đoạn vận hành thử nghiệm đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo sự chấp thuận cuối cùng từ công ty điện lực (Parecer de Acesso). Các công ty phân phối điện tại Brazil, như Enel, CPFL và Neoenergia, yêu cầu bằng chứng tuân thủ đầy đủ trước khi thay thế đồng hồ điện truyền thống bằng đồng hồ hai chiều.

Danh sách kiểm tra từng bước cho thợ lắp đặt B2B:

• Xác minh Firmware: Đảm bảo bộ biến tần đang chạy phiên bản firmware mới nhất được chứng nhận INMETRO, như được liệt kê trên chứng chỉ phù hợp INMETRO.
• Khóa tham số: Sau khi thiết lập tham số, cần bảo vệ bằng mật khẩu để ngăn người dùng cuối thay đổi trái phép.
• Kiểm tra thực địa: Tiến hành kiểm tra ngắt kết nối lưới thủ công để xác minh bộ biến tần tắt trong vòng 2 giây và không kết nối lại trước khi thời gian trễ 180 giây kết thúc.
• Chuẩn bị tài liệu: Cung cấp cho đơn vị cung cấp điện chứng chỉ INMETRO của bộ biến tần, báo cáo kiểm tra thể hiện tham số đã cấu hình và ART (Anotacao de Responsabilidade Tecnica) được ký bởi kỹ sư Brazil đã đăng ký.

Bằng cách nhập khẩu các bộ nghịch lưu JYINS – đã được chứng nhận đầy đủ và được thiết kế đặc biệt để đáp ứng các thách thức của lưới điện Brazil – các nhà phân phối B2B có thể cung cấp cho khách hàng một quy trình thuận lợi để phê duyệt dự án, đảm bảo các cụm pin mặt trời dân dụng hiệu suất cao và tuân thủ quy định trên toàn lãnh thổ Brazil.