La capacitat instal·lada fotovoltaica ha anat augmentant als sistemes de distribució per les xarxes intel·ligents i així, cobrir les necessitats energètiques. No obstant això, l'alta penetració de les plantes FV podria, afectar el funcionament i la planificació de les xarxes de distribució.
Per garantir un subministrament d'energia consistent i d'alta qualitat sota una xarxa descentralitzada, és fonamental preservar la compatibilitat i l'estabilitat entre la xarxa i els seus equips connectats. La qualitat de l'energia és un factor essencial per a la fiabilitat dels sistemes fotovoltaics connectats a la xarxa.
Pel que fa a la garantia del subministrament, la qualitat de l'energia es refereix a un conjunt d'indicacions que reflecteixen les característiques de les fonts de subministrament en unes condicions típiques operatives de tensió i freqüència. Els dispositius basats en electrònica de potència connectats a les xarxes de distribució, poden crear problemes, afectant a la qualitat de servei. A més, cada variació de l'1% de la tensió implica una diferència de l'1% en la utilització de l'energia. Com a resultat d'aquestes variables, els distribuïdors gestionen les seves xarxes per mantenir la tensió a les llars dins del rang establert que a Espanya és de +/- 7%.
Tot i que la qualitat de l'energia no és un concepte nou en els sistemes elèctrics, mereix una especial atenció a les xarxes actuals.
Un gran creixement de càrregues no lineals i càrregues monofàsiques pot afectar negativament a la qualitat de l'energia. Està havent un augment dels inversors basats en electrònica de potència connectats a la xarxa a causa de l'alta penetració dels Recursos Energètics Distribuïts (DER).
Els distribuïdors elèctrics estan connectant cada cop més instal·lacions solars fotovoltaiques. Aquests inversors solars fotovoltaics continuaran funcionant en diverses situacions, inclòs moments de poca irradiació. Com a conseqüència d'aquestes circumstàncies, els inversors fotovoltaics poden injectar tensions/corrents harmònics, afectant la qualitat de l'energia al punt de connexió.
Els harmònics d'alt nivell provoquen pèrdues d'energia, redueixen la capacitat del sistema, deterioren els components de la xarxa i fan que els equips de protecció funcionin malament.
El mecanisme de conversió més comú utilitzat en sistemes de xarxa és un "inversor" per alimentar la xarxa des de diverses fonts de corrent continu. Les fonts de Vcc que funcionen a diferents voltatges i nivells de potència a Vcc inclouen bateries, supercondensadors i matrius dels panells fotovoltaics. A causa de la naturalesa intrínseca de l'inversor, aquest crea harmònics de la tensió i les corrents. Les raons per a la generació d'harmònics de tensió i corrent provocats pels inversors fotovoltaics són les que es mostren a continuació:
1.- La modulació per ample de pols (PWM) han de funcionar a una freqüència de commutació relativament alta per operar transistors de tipus IGBT, provocant harmònics.
2.- Efectes de la impedància a Vcc: Quan s'utilitza una gran inductància per connectar-se al costat de Vcc de l'inversor per reduir el seu corrent. Aquest tipus de font harmònica es comporta com una font de corrent i s'anomena font de corrent harmònica. Per això, s'utilitza una capacitat per connectar-se al costat de Vcc de l'inversor per suavitzar aquesta tensió. Aquest tipus de font harmònica es comporta com una font de tensió i s'anomena font harmònica de tipus tensió. Per tant, l'inversor amb un inductor o condensador pot actuar com a font de corrent o font de tensió que conté harmònics.
3.- Tensió d'enllaç DC: La naturalesa irregular i intermitent de la irradiació solar, és a dir, els canvis en la irradiància solar al llarg del dia, provoquen variacions en la tensió a nivell de Vcc, produint així els harmònics al costat Vac de l'inversor.
L'estratègia per la mitigació de la qualitat de l'energia, és crucial per mantenir els límits de qualitat d'energia per sota del nivell estàndard segons IEC 61000-3-2.
Font: Ramon Gallart
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada