دانلود پاورپوینت بررسی چالش های فنی اتصال نیروگاه های خورشیدی به شبکه سراسری

احداث و بهره‌برداری از هر نیروگاه خورشیدی در مقیاس مگاواتی، گامی بلند به‌سوی توسعه پایدار است؛ اما ادغام این منابع انرژی پاک با شبکه سراسری برق، به دلیل ماهیت نوسانی تابش، با پیچیدگی‌های فنی و حفاظتی متعددی روبروست که نیازمند تحلیل دقیق پایداری است.

در گام نخست برای درک زیرساخت‌های اتصال، باید به مباحث کیفیت توان و هارمونیک‌های تولیدی توسط اینورترها اشاره کرد. نیروگاه‌های خورشیدی برخلاف نیروگاه‌های حرارتی سنتی که از ژنراتورهای سنکرون با اینرسی بالا استفاده می‌کنند، متکی بر مبدل‌های الکترونیک قدرت هستند. این موضوع باعث می‌شود که شبکه در برابر تغییرات ناگهانی بار یا خطاها، تاب‌آوری کمتری داشته باشد. عدم وجود اینرسی چرخشی در سیستم‌های فتوولتائیک به این معناست که نرخ تغییرات فرکانس (RoCoF) در صورت بروز حادثه بسیار سریع خواهد بود، که این امر می‌تواند منجر به عملکرد ناخواسته رله‌های حفاظتی و حتی فروپاشی موضعی شبکه (Blackout) گردد. بنابراین، پیاده‌سازی استراتژی‌های کنترل پیشرفته و استفاده از اینورترهای شکل‌دهنده شبکه (Grid-forming inverters) به یک ضرورت غیرقابل‌انکار در مهندسی برق مدرن تبدیل شده است.

علاوه بر مسائل پایداری فرکانس، مدیریت ولتاژ و توان راکتیو در نقاط اتصال (PCC) یکی از حیاتی‌ترین کلیات در بررسی چالش‌های فنی است. با تزریق توان اکتیو توسط پنل‌های خورشیدی در طول روز، پروفیل ولتاژ در باس‌بارهای منتهی به نیروگاه به‌شدت افزایش می‌یابد که این پدیده می‌تواند باعث آسیب به تجهیزات فشار قوی و ترانسفورماتورها شود. از سوی دیگر، به دلیل ابری شدن ناگهانی آسمان، نوسانات شدید ولتاژ (Voltage Flicker) رخ می‌دهد که تنظیم‌کننده‌های ولتاژ سنتی مانند تپ‌چنجرها توانایی پاسخگویی به این سرعت از تغییرات را ندارند. اینجاست که نقش سیستم‌های جبران‌ساز استاتیک توان راکتیو و الگوریتم‌های هوشمند مانیتورینگ برای حفظ پایداری ولتاژ در محدوده استاندارد تعریف شده توسط “دیسپاچینگ ملی” پررنگ می‌شود.

در نهایت، بازنگری در سیستم‌های حفاظت و هماهنگی رله‌ها به عنوان یکی از اصلی‌ترین مقدمات در اتصال نیروگاه‌های توزیع‌شده مطرح است. در شبکه‌های سنتی، جریان خطا همواره از سمت نیروگاه‌های بزرگ به سمت مصرف‌کننده جاری می‌شد، اما با ورود نیروگاه‌های خورشیدی، شبکه از حالت شعاعی خارج شده و به یک سیستم دوطرفه تبدیل می‌گردد. این تغییر ساختار باعث بروز مشکلاتی نظیر “جزیره‌ای شدن” (Islanding) می‌شود که در آن بخشی از شبکه پس از قطع از منبع اصلی، همچنان توسط نیروگاه خورشیدی برق‌دار می‌ماند؛ این وضعیت نه تنها برای ایمنی تکنسین‌های تعمیرات خطرناک است، بلکه هماهنگی زمانی رله‌های جریان زیاد را مختل کرده و موجب قطع غیرضروری سایر فیدرها می‌شود. لذا، تدوین کدهای شبکه (Grid Codes) سخت‌گیرانه و استفاده از سیستم‌های حفاظتی مجهز به منطق تطبیقی، راهکاری اجتناب‌ناپذیر برای میزبانی ایمن از انرژی‌های تجدیدپذیر در ابعاد کلان است.