Háztartási méretű kiserőművek hálózati visszahatása Dr. Dán András, témavezető és a MEE munkabizottság tagjai BME Villamos Energetika Tanszék, Magyar Elektrotechnikai Egyesület dan.andras@ vet.bme.hu;
[email protected]
Kutatás célja HMKE Hálózati visszahatás (Harmonikus, feszültségletörés, villogás, aszimmetria) Hálózat Megfelelőség? Megengedhető határértékek? (teljesítmény)
Témakörök HMKE hálózatoldali átalakítója Feszültség viszonyok Megvizsgáltuk a feszültségtartás lehetőségeit Harmonikus zavarszint Javaslatot készítettünk egy-egy HMKE által a KIF hálózat felé injektált harmonikus áramok megengedett értékeire. Figyelembe vettük a közbenső harmonikusokat is Villogás zavarszint egy HMKE-re Egy HMKE által okozott villogás értékre adtunk javaslatot
Témakörök Aszimmetria A megengedett eredő aszimmetriából kiindulva meghatároztuk az egyfázisú HMKE teljesítményt HKV jelszint (vétel zavarás) Egyenáramú komponens Az egyenáram elviselhető mértékére adtunk javaslatot KIF hálózaton
HMKE hálózatoldali átalakítója ISZM inverter Forgógép
Feszültség viszonyok (lassú illetve gyors feszültségváltozás)
Feszültség viszonyok (lassú illetve gyors feszültségváltozás) KIF hálózaton: 230V ±7.5% Tartható, ha a HMKE névleges árama nem nagyobb a fogyasztásra szerződött értéknél. Ha nagyobb: HMKE hálózati oldali berendezése döntő (lehet-e meddőztetni) Egyszerűsített számítások eredménye: Egy HMKE esetén: Sg=0.3Sz Több HMKE esetén: (feltétel: 6V/áramkör) Javaslat: összes HMKE telj. Max. 0.5Str (áramkörönként 5-7)
Gyors feszültségváltozás (RVC) Definíció: A feszültség effektív értékének egyszeri gyors változása két egymást követő, mérhetően tartós, de határozatlan időtartamú szint között. (A fogyasztói feszültség gyors változása a névleges feszültségnél nagyobb vagy kisebb értékhez.) Megengedett értékhatárok: 230V ±7.5%, de a gyors változásra 3% Mérés Kiértékelés
Gyors feszültségváltozás (def.)
Mérés Félperiódusonként csúsztatott effektív érték: U eff
1 2 = U (t ) dt ∫ TT
Vonatkoztatási feszültség: KIF: névleges feszültség KÖF: névleges, vagy megegyezéses fesz
Mérés
Kiértékelés Több lehetőség: Adott nagyságú változásoknál kisebb változások gradiense Változások száma/időegység Változások nagysága (feszültségváltozások statisztikája) Feszültség Egyenletességi Mutató (10 percenként képezve) FEM= (Umax-Umin)/Uátlag
Kiértékelés: QFi ≤ (K meg − 1)PFN
RS XS
Ha pl. megengedünk K=2 értéket, vagyis az állandósult feszültségesés kétszeresét, a csatlakozási helyen, akkor a megengedhető meddőteljesítmény változás pl. aszinkron generátoros HMKE motor indításakor megegyezik a fogyasztó névleges teljesítményével.
Harmonikusok Harmonikus áram korlátozási szempontok: 1. KÖF földzárlati maradékáram harmonikus tartalma 2. az energia mérésnél okozott hiba 3. hálózati veszteség 4. kisfeszültségű hálózat feszültségtorzulása 5. KÖF/KIF transzformátor terhelhetőségének visszaminősítése 6. KIF kábel terhelhetőségének visszaminősítése
Harmonikusok A harmonikus áram termelését illetve ebből eredő hálózati visszahatást befolyásoló tényezők: – A hálózati csatlakozás műszaki megoldása (forgógép, inverter, ISZM inverter) – A berendezés fázisszáma (egy vagy három) – A berendezés teljesítménye (8kW vagy kisebb, illetve 50kW-ig) – A hálózat mérésponti impedanciája a csatlakozási ponton
Javaslatok: harmonikus TTHDi=I TTHD/I1Fn (v.e.)
I
2 TTHD
=I
TTHDi≤5%
2 eff
−I
2 1
Villogás – fölérendelt hálózatra Plt(KÖF)meg=1 – természetes redukciós tényező (kb. 10%) – KÖF (NAF) hálózat felől érkező villogás értéke a KIF (KÖF) hálózaton 0.9 – A megengedhető érték egy részét más ipari fogyasztók kitöltik – Köbös összegzés – Pst=Plt= 0.1 értéket engedünk meg 1MVA zárlati teljesítményre vonatkoztatva.
Aszimmetria Egyfázisú HMKE (feszültségváltozás nagyobb) Megoldás: fix bekötés megadott fázisra Engedély kiadása adott fázisra szóljon Probléma: KIF fázisazonosítás szükséges
HKV jelszintre gyakorolt hatás A kiserőművek hatása kettős lehet: – A forgógépes hálózati csatlakozású kiserőmű csökkenti a jelszintet – A közbenső harmonikus megzavarhatja a vevő biztonságos működését Megoldás: panasz esetén vizsgálat
Egyenáramú komponens
Transzformátor nélkül csatlakozó ISZM inverteres hálózati átalakító esetén
Összefoglalás
A kutatás eredménye hozzájárul a HMKE-k hálózati alkalmazásához a feszültség minőség megtartása mellett, az ellátás szabványos és elégedettséget nyújtó minőségének hosszú távú biztosításához. A javasolt irányértékek alkalmazásával nem kell tartani attól hogy a hálózat telítődik a HMKE-k által okozott zavarral
Köszönöm a figyelmet!
