يشترك العديد من القائمين على التركيب وأصحاب المنشآت في نفس السؤال: هل حماية الطاقة العكسية إلزامية لجميع موارد الطاقة الموزعة (DERs)؟ لا توجد إجابة واضحة بنعم-أو-لا. ويتوقف هذا المطلب على ثلاثة عوامل رئيسية: نظام الربط البيني لشبكتك، ونوع معدات التوليد، والمعايير الفنية لشركة المرافق المحلية. إن التوصل إلى نتيجة شاملة دون مراعاة هذه المعلمات سيؤدي إلى قرارات تصميم غير صحيحة.
أولاً، دعونا نحلل ما تفعله حماية الطاقة العكسية فعليًا. إنه ليس جهازًا عامًا لتصحيح جودة الطاقة، ولكنه مرحل مخصص أو-منطق حماية مدمج يراقب اتجاه تدفق الطاقة. وباستخدام محولات التيار (CTs)، فإنه يقيس القدرة الحقيقية بشكل مستمر عند نقطة الاقتران المشترك (PCC). إذا بدأت الطاقة بالتدفق للخلف من جانب العميل إلى شبكة المرافق-بحجم ومدة تتجاوز الحدود المعينة مسبقًا-ترسل الحماية على الفور إشارة فصل لفتح قاطع الدائرة الكهربائية الرئيسي. سواء تمت الإشارة إليها كحماية ضد الارتجاع- أو مرحلات الطاقة العكسية، فإن كل هذه الأجهزة تخدم غرضًا أساسيًا واحدًا: إيقاف التغذية العكسية غير المخطط لها للطاقة إلى الشبكة.
تشتمل أصول التوليد الموزعة الشائعة على المصفوفات الشمسية الموجودة على الأسطح، وتوربينات الرياح الصغيرة، والمولدات التي تعمل بالغاز-، وعاكسات تخزين طاقة البطاريات. تنقسم قواعد حماية الطاقة العكسية الإلزامية إلى سيناريوهين تشغيليين متميزين:
السيناريو 1: الاستهلاك الذاتي-فقط (تصميم صفر تصدير / مكافحة-التغذية العكسية)
إذا تم تصميم نظامك للاستهلاك الكامل في الموقع-دون تصدير أي طاقة زائدة إلى الشبكة، فإن حماية الطاقة العكسية تعد مكونًا إلزاميًا-غير قابل للتفاوض. تتطلب قاعدة التصميم الأساسية لأنظمة التصدير الصفرية- أن تتدفق الطاقة الصافية في PCC دائمًا من شبكة المرافق إلى المنشأة، وليس العكس أبدًا. لا يمكن الحفاظ على هدف التصميم هذا دون -الكشف عن الطاقة العكسية بدقة عالية وعزل الأخطاء بسرعة.
سيؤدي الانخفاض المفاجئ في تحميل الموقع-المقترن بمخرجات التوليد غير المتغيرة إلى دفع الطاقة الفائضة مرة أخرى إلى خطوط التوزيع. يمكن أن يؤدي هذا التدفق العكسي إلى تحريف قراءات قياس المرافق، وإثارة نزاعات بشأن الفواتير، ويؤدي إلى غرامات تعاقدية لانتهاك اتفاقيات الربط البيني، ويخلق مخاطر مميتة لأطقم الخطوط التي تقوم بالصيانة. لهذه الأسباب، تعد مرحلات الطاقة العكسية من المعدات القياسية لجميع إعدادات التصدير الصفرية-. تعد المعايرة الدقيقة لنقاط ضبط الرحلة، وأسلاك قطبية التصوير المقطعي الصحيحة، والتوقيت الدقيق لتأخير الرحلة أمرًا بالغ الأهمية أثناء التثبيت. تفرض معظم المرافق المحلية صراحةً على -نوع الطرف الثالث-مرحلات الطاقة العكسية التي تم اختبارها في مواصفات الاتصال البيني الخاصة بها؛ المشاريع التي تفشل في هذا المطلب لن تمر بفحص المرافق والموافقة عليها.
السيناريو 2: الموافقة على تصدير الشبكة (صافي القياس / التصدير مسموح به)
عندما تحصل منشأتك على موافقة المرافق الرسمية لبيع الطاقة المولدة الزائدة إلى الشبكة، فإن تدفق الطاقة العكسي هو حالة تشغيل عادية مقصودة. في هذه الحالة، لا تكون مرحلات الطاقة العكسية المستقلة مطلوبة فقط لمنع تصدير الطاقة. تأتي المحولات المرتبطة بالشبكة الحديثة- محملة مسبقًا بوظيفة الحماية الكاملة المتوافقة مع معايير الصناعة IEC 62116 وIEEE 1547. تشمل وسائل الحماية المضمنة-الجهد الزائد/الانخفاض، والتردد الزائد/الناقص، والكشف النشط عن -الجزيرة -، وكلها أمور بالغة الأهمية للتخفيف من ظروف التشغيل غير الطبيعية للشبكة.
ومع ذلك، لا يزال هناك استثناءان رئيسيان ينطبقان هنا:
الحماية الإلزامية للمرافق: يقوم بعض مشغلي شبكات التوزيع بتفويض مرحلات الطاقة العكسية الثانوية المستقلة كطبقات أمان زائدة عن الحاجة، بغض النظر عن منطق الحماية الأصلي للعاكس. يجب أن تتوافق جميع خيارات التصميم بشكل صارم مع وثائق الربط البيني الفنية الرسمية الصادرة عن مزود الطاقة المحلي لديك.
أصول المولدات الدوارة (توربينات الديزل / الغاز): بالنسبة لمعدات التوليد الدوارة، تؤدي حماية الطاقة العكسية وظيفة حاسمة مختلفة تمامًا: حماية وحدة المولد نفسها. إذا تم فقدان عزم دوران المحرك الرئيسي في منتصف -التشغيل، فسيقوم المولد بسحب الطاقة من الشبكة وتشغيله كمحرك، مما يتسبب في حدوث ضرر دائم شديد للمحرك. بالنسبة لجميع المولدات الدوارة الموزعة، تظل حماية الطاقة العكسية إلزامية، بغض النظر عما إذا كان تصدير الشبكة مسموحًا به أم لا.
القضايا الميدانية المشتركة وأفضل ممارسات التحقق
معظم مشكلات الاتصال البيني والسلامة المتكررة في-الموقع لا تنبع من عدم وجود أجهزة حماية من الطاقة العكسية. وهي تنشأ من نقاط ضبط الحماية غير المتطابقة، أو عكس قطبية الأسلاك المقطعية، أو انجراف المكونات في عتبات الرحلة مع تقدم عمر المرحلات. نادرًا ما تكتشف عمليات التفتيش البسيطة على الموقع-أثناء التثبيت هذه العيوب المخفية. يتطلب التحقق الموثوق به وجود أجهزة تحليل جودة طاقة محمولة قادرة على قياس الطاقة الحقيقية ثنائية الاتجاه وتسجيل شكل الموجة.
يمكن للمحللات المحمولة الدقيقة من الفئة 0.2 والتي تسجل اتجاهات الطاقة الأمامية والعكسية أن تلتقط بوضوح ارتفاعات قصيرة في الطاقة العكسية أثناء تقلبات الحمل المفاجئة في أنظمة التصدير الصفرية-، مما يؤكد ما إذا كانت المرحلات تنطلق في التوقيت الصحيح. حتى بالنسبة لمواقع القياس الصافي-المؤهلة للتصدير، يتيح اتجاه تدفق الطاقة المنتظم في PCC الاكتشاف المبكر لأعطال التحكم في العاكس أو منطق الحماية المتدهور على متن الطائرة. باعتبارنا موردًا لمعدات اختبار الطاقة، نوصي بشدة بالتحقق الروتيني من تدفق الطاقة-ليس فقط للامتثال لقواعد المرافق، ولكن للتحقق من صحة نظام التوليد لديك الذي يعمل بأمان ضمن جميع حدود التشغيل المحددة.
