הסיבות והסכנות של הרמוניות מוגזמות לאחר חיבור תחנת הכוח הפוטו-וולטאית לרשת

שכן תחנות כוח פוטו-וולטאיות הפכו לכוח חשוב במעבר האנרגיה. עם זאת, כאשר כוחות ירוקים אלו מחוברים לרשת החשמל, אתגר טכני שאי אפשר להתעלם ממנו מתגלה זיהום הרמוני -. הרמוניה מוגזמת לא רק משפיעה על פעולת תחנת הכוח עצמה, אלא גם מהווה איום על איכות החשמל של רשת החשמל הציבורית. מאמר זה ינתח לעומק את הסיבות הפנימיות, הסיכונים המרובים והפתרונות להרמוניות מוגזמות לאחר חיבור תחנות הכוח הפוטו-וולטאיות לרשת.

1. סיכונים מרובים: עד כמה חמורות ההשלכות של הרמוניות מוגזמות?

הרמוניות מוגזמות הן בשום פנים ואופן לא בעיה של נתונים פשוטה. הם יכולים לעורר סדרה של תגובות שרשרת, מהווים איום הן על תחנת הכוח עצמה והן על אבטחת הרשת.

Ⅰ. סכנות לתחנת הכוח הפוטו-וולטאית עצמה:

⑴ הציוד מתחמם יתר על המידה, וכתוצאה מכך תוחלת החיים מתקצרת:

מהפך: זרמים הרמוניים יכולים לגרום לחימום נוסף במשרני המסנן, בקבלים ובמכשירי המיתוג בתוך המהפך, וכתוצאה מכך יעילות מופחתת. לאורך זמן פעולה זה עלול להוביל לתקלות ולקצר את תוחלת החיים.

שנאי: זרמים הרמוניים מעצימים את אפקט העור ואת אפקט הקרבה, וכתוצאה מכך אובדן מוגבר של נחושת וברזל, גורם לשנאי להתחמם יתר על המידה ומצריך פעולת קיבולת- מופחתת בכפייה.

כבלים: בשל אפקט העור, הם גם גורמים להתחממות יתר של הקווים, להאצת הזדקנות הבידוד ומהווים סכנת שריפה.

(2) תקלה/נעילה במערכת ההגנה:

צורות גל זרם מעוותות עלולות לגרום להתקני הגנה המבוססים על הגדרת תדר הספק (כגון זרם יתר והגנת דיפרנציאל) לבצע שיפוטים שגויים, מה שיוביל למכשול שווא וכיבויים לא מתוכננים. מנגד, הם עלולים גם לא לפעול כהלכה (תקלה) במהלך תקלות, ובכך להרחיב את היקף התאונה.

⑶ שגיאת מדידה:

הרמוניה יכולה להשפיע על דיוק המדידה של מד החשמל, ולהוביל לאי התאמה בהסדר חשבון החשמל בין תחנות כוח וחברות רשת חשמל, ובכך לגרום להפסדים כלכליים.

II. אמצעי נגד: כיצד לנהל ביעילות הרמוניות?

⑴ בקרת מקור: ציוד סלקטיבי

בשלב הראשוני של תכנון תחנות הכוח, מומלץ לבחור בממירים באיכות-גבוהה המאמצים טכנולוגיית אפנון מתקדמת, עם מסנני פלט יעילים-מובנים ועומדים בתקני איכות החשמל העדכניים ביותר. זהו הפתרון החסכוני והיעיל ביותר לטיפול.

(2) עיצוב מערכת: סימולציה ואופטימיזציה

בצע ניתוח הדמיה הרמוני מפורט כדי לחזות את רמת הפליטה ההרמונית לאחר חיבור תחנת הכוח לרשת, וייעול התכנון החשמלי של תחנת הכוח (כגון פריסת קווי הקולטים), תוך הימנעות מסופרפוזיציה של הרמוניות מממירים מרובים או תהודה של מערכת.

⑶ טיפול מסוף: התקן התקני סינון

מסנן כוח פעיל (APF): הוא יכול לזהות את הזרם ההרמוני של העומס בזמן אמת ולהזריק זרם פיצוי באותה משרעת אך בכיוון הפוך כדי לבטל בצורה מדויקת ודינמית את ההרמוני. הוא יכול לנהל בו זמנית הרמוניות הנעות בין פי 2 ל-50 ואף יותר, והוא האמצעי היעיל ביותר להתמודדות עם הרמוניות אקראיות, אך ההשקעה גבוהה יחסית.