Jak testovat anti-islanding pomocí simulátoru sítě/zátěže
Nejprve si řekněme, co to vlastně takový anti-islanding je a proč je důležitý.
S rostoucí poptávkou po distribuovaných energetických zdrojích (DER) a elektrifikaci je zajištění bezpečnosti a stability sítě důležitější než kdy jindy. Jedním z klíčových bezpečnostních mechanismů je ochrana proti ostrovnímu provozu (tedy onomu anti-islandingu), která je navržena tak, aby zabránila například solárnímu střídači v dalším napájení sítě v případě jejího výpadku.
Ke vzniku těchto energetických „ostrovů“ neboli obecně ostrovnímu provozu může dojít, pokud lokální zdroj energie pokračuje v dodávkách vyráběné energie do veřejné sítě během jejího výpadku, čímž vytváří nebezpečný ostrov pod napětím. Anti-islanding zajišťuje, že DER nebo systémy připojené k síti, jako jsou nabíječky elektromobilů, se během takových událostí okamžitě odpojí od sítě, čímž chrání pracovníky energetických společností, zákazníky i zařízení.
Proč je anti-islanding testování důležité?
Typické aplikace anti-islanding testů
Jaká je typická konfigurace anti-islanding testu?
Typické testovací uspořádání pro prevenci ostrovního provozu je navrženo tak, aby ověřilo, zda síťový střídač nebo DER dokáže spolehlivě detekovat a reagovat na ztrátu připojení k síti – tedy onen jev známý jako neúmyslný ostrovní provoz.
- typické uspořádání pro testování proti ostrovnímu provozu:
- simulátor sítě
- testované zařízení (DUT)
- řiditelná RLC elektronická zátěž
- měřicí zařízení
Tyto komponenty společně napodobují reálné scénáře, ve kterých musí střídač přestat napájet izolovanou část sítě. Toto kontrolované prostředí umožňuje přesné posouzení schopností střídače z pohledu ochrany proti ostrovnímu provozu, jak vyžadují normy jako IEEE 1547, UL 1741 a IEC 62116.
Simulátor sítě a zátěž v jednom řad AZX a GSZ od společnosti Pacific Power Source eliminuje potřebu dalšího vybavení díky vestavěné RLC zátěži a integrovaným měřicím funkcím.
Obr. 1: Zkušební zapojení pro neúmyslný ostrovní provoz při vyváženém poměru výroby a zátěže; zdroj: IEEE 1547.1-2020, strana 125
Příklad konfigurace simulátoru sítě pro test neúmyslného ostrovního provozu
Obr. 2: AC/DC programovatelný zdroj/zátěž řady AZX od Pacific Power Source
Níže je uveden příklad testovacího postupu založeného na normách IEC 62116 a UL 1741 SA/SB:
- Připojení systému: Připojte testovaný objekt (DUT) k simulátoru sítě, zátěži RLC a měřicímu zařízení. Tím se vytvoří testovací obvod.
- Nastavení zátěže: Upravte hodnoty R, L a C tak, aby co nejvíce odpovídaly výstupnímu výkonu střídače – tím se simuluje nejhorší možný scénář pro detekci ostrovního provozu.
- Nastavení ustáleného stavu: Spusťte systém za normálních podmínek sítě. Před pokračováním ověřte stabilitu napětí, frekvence a fáze.
- Simulace odpojení od sítě: Otevřete spínač mezi DUT/zátěží a simulátorem sítě, abyste vytvořili ostrovní provoz. Střídač nyní napájí zátěž samostatně.
- Monitoring a záznam: Změřte čas od odpojení do vypnutí střídače. Zaznamenávejte chování napětí a frekvence během celého testu.
- Pass/Fail vyhodnocení dle daných kritérií: Střídač musí přestat dodávat energii v povoleném čase (obvykle ≤ 2 sekundy podle normy IEEE 1547). Pokud tak neučiní, znamená to nesplnění požadavků.
Možnost nastavení RLC zátěže
Jednou z požadovaných zkoušek proti ostrovnímu provozu je ověření, zda DER přestane dodávat energii a odpojí se z příslušné oblasti elektrizační soustavy (EPS), jak je stanoveno v normě IEEE 1547, když dojde k neúmyslnému ostrovnímu stavu. To vyžaduje nastavitelnou RLC zátěž jako součást požadovaného testovacího uspořádání.
Rekuperační zdroje/zátěže řad AZX/GSZ podporují emulaci stavu ostrovního provozu, jsou-li nastavena do režimu elektronické zátěže RLC, a to prostřednictvím simulace obvodu RLC v reálném čase.
Rovněž přesně měří dobu odpojení na základě programovatelné prahové hodnoty proudu poté, co odstraní simulované síťové napětí z testovacího uspořádání DER. To zjednodušuje požadované nastavení a zkracuje čas potřebný k provedení testů proti ostrovnímu provozu podle normy IEEE 1547 pro fotovoltaické střídače a další distribuované energetické zdroje.
Obr. 3: Příklad nastavení testu jednofázového fotovoltaického střídače
