دانلود رایگان ترجمه مقاله عملکرد پایدار نیروگاه های فتوولتاییک (آی تریپل ای 2014)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

3. مجموعه قوانین شبکه‌های بین‌المللی
قوانین شبکه، [8-10] معمولا شامل فصل‌هایی در مورد پشتیبانی استاتیکی شبکه، پشتیبانی دینامیکی شبکه و حفاظت شبکه می‌باشد. پشتیبانی استاتیکی شبکه در مورد کنترل توان اکتیو و راکتیو در مجموعه مقادیر مشخص بوسیله اپراتور شبکه یا توابع کنترلی می‌باشد .

A. مقررات بین‌المللی FRT
در پشتیبانی دینامیکی شبکه، بسیاری از قوانین بین‌المللی شبکه بین ژنراتورهای سنکرون (نوع 1) و دیگر ژنراتورها (نوع 2) به عنوان مثال اینورترهای بادی و PV تمایز قائل شده‌اند. بیشتر قوانین شبکه ژنراتورهای نوع 2 رفتاری را برای جریان‌های اکتیو و راکتیو با مقادیر مشخص در طول خطا توصیف می‌کنند.

ولتاژ خطا – توان عبوری از خط انتقال در امپدانس‌های مختلف خطا، رنگ‌های مختلف خطها حالات مختلف بهره‌برداری PV را نشان می‌دهند. در تغذیه خازنی (سبزرنگ) ولتاژ بطور موثری پشتیبانی شده است و تاثیر آن بر بارها/مصرف کنندگان مجاور حداق شده است.
پس از خطا، زمان‌های پاسخ توصیف می‌کنند که چقدر سریع واحد تولید باید به نقطه کار خود قبل از خطا برگردد. اغلب این شرایط با جزئیات کامل نیستند و به جای استفاده از ظرفیت منابع الکترونیک قدرت به سمت کاهش تاثیر آن‌ها رفتار می‌کنند. برای مثال، شرایط برای خطای سه فاز (متقارن) داده شده‌اند نه باری خطاهای غیرمتقارن متداول.
عموما در بیان، شرایط FRT بر خلاف حفاظت شبکه هستند. ابتدا به گونه‌ای عمل می‌شود که واحدهای تولید متصل به شبکه بمانند، درحالی که حفاظت شبکه به دنبال هدفی برعکس یعنی قطع آن‌ها از شبکه می‌باشد. این دو تابع متضاد با یکدیگر عموما با ثابت‌های زمانی مجزا از یکدیگر هستند.
نیازمندی‌ها برای شبکه‌های با الکترونیک قدرت غالب، مانند محدودیت تغییرات توان، مد جابجا کننده فاز در بار، کنترل اولیه، تعادل سه فاز (کنترل توالی منفی)، میرایی نوسانات هارمونیکی، قابلیت راه‌اندازی مجدد، حالت بهره‌برداری جزیره‌ای، سنکرون‌سازی پس از جزیره‌ای شدن و تداخلات ارتباطی هنوز باید توسعه یابند.

4. محاسبه امپدانس نقطه اتصال به شکه
امپدانس شبکه، برای هر عنصر الکتریکی متصل به شبکه نشان داده می‌شود (ژنراتورها، بارها، ترانسفورماتورها، کابل‌ها و…). همه آن‌ها باهم یک امپدانس مختلط را شکل می‌دهند که عموما دارای نقطه رزونانس است. در اکثر حالات، تنها امپدانس شبکه در فرکانس 50 Hz مشخص است. در این قسمت یک روش تحلیلی ارائه می‌شود تا وابستگی‌های اساسی نقاط رزونانس به نقاط اتصال شبکه و خصوصیات اینورترها شناسایی شود. در مرحله برنامه‌ریزی واحدهای بادی و خورشیدی، اکثرا امپدانس شبکه بصورت انحصاری برای محاسبه حداکثر توان قابل نصب مورد استفده قرار می‌گیرد. تاثیر امپدانس شبکه بر میرایی هارمونیک‌ها، فعل و انفعالات اینورترهای شبکه و در نتیجه بر نقاط رزونانس اغلب ناچیز در نظر گرفته می‌شوند.
A. محاسبه رزونانس فیلتر LCL شبکه
بمنظور صحبت در مورد رزونانس‌های نقطه اتصال شبکه در یک واحد PV شکل 3 استفاده می‌‌شود. بخش‌های الکترونیک قدرت اینورترها با نمادهای در شکل 3 نشان داده شده‌اند. ولتاژهای خروجی از IGBT به شکل مستطیل بوسیله فیلتر LC اینورترهای داخلی فیلتر می‌شوند . استفاده تنها از یک فیلتر LC داخلی در عمل برای گسترش فیلتر با اندوکتانس نشتی ترانسفورماتور تغذیه به یک فیلتر LCL ، بسیار رایج است.
در مرحله اول، امپدانس شبکه، تنها با امپدانس مشخص می‌شود. تاثیر خازنی کابل‌ها و خطهای هوایی بعدا بوسیله خازن مدل خواهد شد. برای ساده‌سازی محاسبات تمام عناصر مقاومتی صرفنظر می‌شوند.
در آزمایش‌ها، مشابه اندازه‌گیری‌های تئوری، مشخص شد که الگوریتم‌های کنترل اینورترها همیشه در محدوده تغییر نقطه رزونانس پایدار نیستند. نتیجه پایداری نامناسب بین مقادیر بزگتر از هارمونیک‌ها تغییر می‌کند یا با قطع چندین اینورتر این نتیجه ضعیف‌تر می‌شود. در خطی که تلفات تغذیه، خرابی اینورترها یا خروج‌های ناخواسته عناصر سیستم با خطاهای شبکه رخ می‌دهند، بمنظور تضمین یک بهره‌برداری پایدار از واحدهای PV تعداد واحدهای موازی و محدوده امپدانس شبکه باید در طول ایجاد فیلتر شبکه و طراحی کنرل‌کننده جریان اینورترها در نظر گرفته شوند. بعلاوه، روش‌های میرایی اکتیو می‌تواند استفاده شوند.

D. تاثیر متوسط ولتاژ کابل‌کشی بر رزونانس فیلتر LCL
خازن کابل، در شکل 3 نشان داده شده است، که یک نقطه رزونانس دوم به تابع انتقال اضافه می‌کند. بدلیل فاصله کم بین ایستگاه‌های اینورتر در واحد PV بخش‌های سری می‌توانند صرفنظر شوند و مدار معادل را می‌توان بصورت یک خازن موازی متصل ساده نمود. برای محاسبه مقدار کل طول کابل با سطح ولتاژ متوسط در نظر گرفته می‌شود.
هر دو تخمین به همراه شکل 6 نشان می‌دهند که برای کابل با مقدار بزرگتر، نقاط رزونانس مجددا به مقدار فرکانس‌های پایین‌تر تغییر می‌کنند. نقطه رزونانس می‌تواند در محدوده فرکانس کلیدزنی اینورتزهای مرزی باشد.
محاسبه میرایی تابع انتقال در نقاط رزونانس بدلیل اینکه بخش‌های مقاومتی نامعلوم هستند، دشوار می‌باشد. قبلا ذکر شد که جریان‌ها برای شارژ خازن کابل ولتاژ متوسط در حالت عدم وجود منابع بادی محدودیت‌ها برای هارمونیک‌ها را نقض می‌کند.