Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12230:2018 (IEC TS 62910:2015) về Bộ nghịch lưu quang điện nối lưới - Quy trình thử nghiệm dùng cho các phép đo khả năng bỏ qua điện áp thấp

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12230:2018

IEC TS 62910:2015

BỘ NGHỊCH LƯU QUANG ĐIỆN NỐI LƯỚI - QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM DÙNG CHO CÁC PHÉP ĐO KHẢ NĂNG BỎ QUA ĐIỆN ÁP THẤP

Utility-interconnected photovoltaic inverters - Test procedure for low voltage ride-through measurements

Lời nói đầu

TCVN 12230:2018 hoàn toàn tương đương với IEC TS 62910:2015;

TCVN 12230:2018 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E13 Năng lượng tái tạo biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

BỘ NGHỊCH LƯU QUANG ĐIỆN NỐI LƯỚI - QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM DÙNG CHO CÁC PHÉP ĐO KHẢ NĂNG BỎ QUA ĐIỆN ÁP THẤP

Utility-interconnected photovoltaic inverters - Test procedure for low voltage ride-through measurements

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra một quy trình thử nghiệm để đánh giá chức năng hoạt động bỏ qua điện áp thấp (LVRT) trong các bộ nghịch lưu được sử dụng trong các hệ thống PV nối lưới.

Tiêu chuẩn này được áp dụng hầu hết cho các hệ thống lớn, trong đó các bộ nghịch lưu PV được kết nối với các hệ thống phân phối lưới điện cao áp. Tuy nhiên, các quy trình áp dụng cũng có thể được sử dụng cho hệ thống lắp đặt hạ áp ở những nơi triển khai các yêu cầu LVRT bao gồm các hệ thống lắp đặt này, ví dụ như các hệ thống một pha hoặc ba pha.

Tính năng LVRT được đánh giá chỉ có hiệu lực đối với cấu hình và chế độ vận hành cụ thể của bộ nghịch lưu được thử nghiệm. Việc đánh giá riêng rẽ được yêu cầu cho bộ nghịch lưu trong nhà máy khác hoặc cấu hình người dùng có thể cài đặt, vì điều này có thể làm cho đáp ứng LVRT của bộ nghịch lưu hoạt động khác nhau.

Quy trình đo cần được thiết kế sao cho vị trí càng không cụ thể càng tốt, để các đặc tính LVRT đo được, ví dụ như tại vị trí thử nghiệm có thể xem là cũng có hiệu lực cho các vị trí khác.

Tiêu chuẩn này để thử nghiệm bộ nghịch lưu PV, tuy nhiên, tiêu chuẩn này cũng có các thông tin có thể hữu ích để thử nghiệm một nhà máy điện PV hoàn chỉnh bao gồm nhiều bộ nghịch lưu được kết nối tại một điểm duy nhất với lưới điện. Tiêu chuẩn này cung cấp một cơ sở cho việc xác nhận model và mô phỏng số bộ nghịch lưu PV kết nối lưới.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

TCVN 10687-21:2018 (IEC 61400-21:2008), Tuabin gió - Phần 21: Đo và đánh giá đặc tính chất lượng điện năng của tuabin gió nối lưới

3  Thuật ngữ, định nghĩa, ký hiệu và chữ viết tắt

3.1  Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu dưới đây

3.1.1

Độ sụt điện áp (drop depth)

Độ lớn của sụt điện áp trong quá trình xảy ra sự cố hoặc sự cố mô phỏng, là phần trăm của điện áp cung cấp danh nghĩa.

3.1.2

Sụt điện áp kép (double drop)

Sự suy giảm đột ngột của điện áp danh nghĩa đến một giá trị dưới 90 % điện áp của PCC, sau một thời gian ngắn điện áp được phục hồi, mà xảy ra hai lần. Điện áp thay đổi không làm giảm điện áp xuống dưới 90 % điện áp của PCC thì không được coi là sụt điện áp.

3.1.3

Thiết bị cần thử nghiệm (equipment under test)

EUT

EUT là thiết bị mà trên đó thực hiện các thử nghiệm và là bộ nghịch lưu PV nối lưới. Trong thời gian thử nghiệm, EUT được nối với bộ mô phỏng PV thay vì các môđun PV thực ở phía điện một chiều, trong khi phía điện xoay chiều được nối lưới.

3.1.4

Hệ thống IT (IT systerm)

Hệ thống điện IT có tất cả các bộ phận mang điện được cách ly với đất hoặc một điểm được nối với đất thông qua một trở kháng. Các bộ phận dẫn để hở của hệ thống lắp đặt điện được nối đất độc lập hoặc nối đất tập trung hoặc nối đến đất của hệ thống.

[NGUỒN: TCVN 7447-1:2010 (IEC 60364-1:2005), 312.2.3]

3.1.5

I_q

Dòng điện phản kháng ra của EUT

3.1.6

Khả năng bỏ qua điện áp thấp (low voltage ride through)

LVRT

Khả năng của một bộ nghịch lưu để tiếp tục tạo ra điện cho các tải kết nối trong thời gian giới hạn mất hoặc sụt điện áp lưới.

3.1.7

Điện áp MPP tối đa (maximun MPP voltage)

Điện áp tối đa tại đó EUT có thể chuyển đổi công suất danh định của nó trong điều kiện MPPT.

[Nguồn: EN 50530:2010]

3.1.8

Theo dõi điểm công suất tối đa (maximum power point tracking)

MPPT

Chiến lược kiểm soát vận hành tại điểm công suất tối đa hoặc gần đó.

3.1.9

Điện áp MPP tối thiểu (minimum MPP voltage)

Điện áp tối thiểu tại đó EUT có thể chuyển đổi công suất danh định của nó trong điều kiện MPPT.

[Nguồn: EN 50530:2010]

3.1.10

N_EUT

Điểm tiếp cận của EUT trong quá trình thử nghiệm.

3.1.11

P_N

Công suất danh định của EUT.

3.1.12

Điểm ghép nối chung (point of common coupling)

PCC

Điểm của mạng điện cung cấp, gần nhất về điện với một phụ tải cụ thể, tại đó các phụ tải khác được nối vào hoặc có thể được nối vào.

CHÚ THÍCH 1: Các phụ tải này có thể là cơ cấu, thiết bị hoặc hệ thống, hoặc hệ thống lắp đặt riêng của khách hàng.

CHÚ THÍCH 2: Trong một số ứng dụng, thuật ngữ “điểm ghép nối chung” chỉ giới hạn cho mạng công cộng.

[NGUỒN: I EC 60050-161:1990,161-07-15]

3.1.13

Hằng số tỷ lệ K (proportionality constant K)

Hệ số K (K-factor)

Hỗ trợ điện áp của EUT phù hợp với sụt điện áp. Hệ số K được quy định bởi nhà chế tạo EUT.

3.1.14

Bộ mô phỏng dàn PV (PV array simulator)

Bộ mô phỏng có đặc tính l-V tương đương với dàn PV

3.1.15

Điện áp MPP của bộ mô phỏng PV (PV simulator MPP voltage)

U_{MPP, PVS}

Điện áp MPP của đường cong PV đặt được cung cấp bởi bộ mô phỏng PV.

3.1.16

S_EUT

Công suất ngắn mạch biểu kiến tại N_EUT.

3.1.17

Sụt điện áp đơn (single drop)

Sự suy giảm đột ngột của điện áp danh nghĩa đến một giá trị dưới 90 % điện áp của PCC, sau một thời gian ngắn điện áp được phục hồi, mà xảy ra một lần. Điện áp thay đổi không làm giảm điện áp xuống dưới 90 % điện áp của PCC không được coi là sụt điện áp.

3.1.18

Z_grid

Giá trị trở kháng ngắn mạch lưới của MP1 (xem Hình 1).

3.1.19

Zi

Giá trị trở kháng giữa điểm sự cố và PCC.

3.1.20

Zp

Giá trị trở kháng giữa điểm sự cố và EUT.

3.2  Chữ viết tắt

AC  Dòng điện xoay chiều

A/D  Analog/Digital

DC  Dòng điện một chiều

HV  Điện áp cao

LV  Điện áp thấp

MV  Điện áp trung bình

RMS  Giá trị hiệu dụng

4  Thử nghiệm mạch và thiết bị

4.1  Quy định chung

Các mạch và thiết bị được mô tả trong điều này được đưa ra để cho phép thử nghiệm mô phỏng đầy đủ các sự cố lưới điện dự kiến trước, bao gồm:

● Sự cố chạm đất một pha (pha bất kỳ).

● Sự cố cách ly hai pha, giữa hai pha bất kỳ.

● Sự cố chạm đất hai pha, bao gồm hai pha bất kỳ.

● Sự cố ngắn mạch ba pha.

Những sự cố này và kết quả tác động lên biên độ điện áp và góc pha được mô tả đầy đủ trong Phụ lục A.

Bộ mô phỏng ngắn mạch và mô phỏng lưới được mô tả trong 4.3.3 và 4.3.4 là các ví dụ tham khảo và không nhằm hạn chế tính linh hoạt của thiết kế. Các thiết kế khác có thể được sử dụng để đạt được hoạt động thử nghiệm tương đương.

4.2  Mạch thử nghiệm

Mạch thử nghiệm LVRT bao gồm nguồn DC, EUT, bộ mô phỏng sự cố lưới và lưới. Một bộ mô phỏng PV (hoặc dàn PV) cung cấp năng lượng đầu vào cho EUT. Đầu ra của EUT được nối với lưới thông qua bộ mô phỏng sự cố lưới, như trên Hình 1.

CHÚ THÍCH: MP1 là điểm đo giữa lưới và bộ mô phỏng sự cố lưới: MP2 là điểm đo ở phía điện áp cao của máy biến áp: MP3 là điểm đo ở phía điện áp thấp của máy biến áp.

Hình 1 - Sơ đồ mạch thử nghiệm

4.3  Thiết bị thử nghiệm

4.3.1  Dụng cụ đo

Dạng sóng phải được đo bằng thiết bị có chức năng nhớ, ví dụ như máy hiện sóng lưu giữ hoặc kỹ thuật số, hoặc thiết bị thu thập dữ liệu tốc độ cao. Độ chính xác của máy hiện sóng hoặc hệ thống thu thập dữ liệu ít nhất là 0,2 % toàn thang đo. Tín hiệu tương tự đưa vào bộ chuyển đổi A/D của thiết bị đo phải có độ phân giải ít nhất 12 bit (để duy trì độ chính xác đo được yêu cầu).

Bộ biến đổi điện áp (hoặc máy biến đổi điện áp) và bộ biến đổi dòng điện (hoặc máy biến dòng) là các bộ cảm biến cần thiết cho phép đo. Độ chính xác của bộ biến đổi nên là 0,5 % toàn thang đo hoặc tốt hơn. Cần chọn dải đo của bộ biến đổi tùy thuộc vào giá trị bình thường của tín hiệu được đo. Dải đo được chọn không được vượt quá 150 % giá trị bình thường của tín hiệu đo được. Các yêu cầu về độ chính xác của bộ biến đổi được cho trong Bảng 1.

Bảng 1 - Độ chính xác của phép đo

4.3.2  Nguồn một chiều

Một dàn PV, bộ mô phỏng dàn PV hoặc nguồn một chiều có điều khiển có các đặc tính PV có thể được sử dụng làm nguồn điện một chiều để cung cấp năng lượng đầu vào cho thử nghiệm LVRT. Là nguồn đầu vào EUT, nguồn điện một chiều phải có khả năng cung cấp công suất vào tối đa cho EUT và các mức công suất khác trong quá trình thử nghiệm, ở điện áp vận hành đầu vào tối thiểu và tối đa của EUT.

Bộ mô phỏng PV mô phỏng đặc tính dòng điện/điện áp của môđun PV hoặc dàn PV mà EUT được thiết kế. Thời gian đáp ứng của bộ mô phỏng PV không được dài hơn thời gian đáp ứng theo dõi MPP của EUT.

Đối với EUT không có cách ly điện giữa phía DC và phía AC, đầu ra của bộ mô phỏng PV không được nối đất.

Điện dung tương đương giữa đầu ra của bộ mô phỏng PV và đất phải càng thấp càng tốt để giảm thiểu tác động lên EUT.

Một dàn PV được sử dụng làm nguồn đầu vào EUT phải có khả năng phù hợp với mức công suất đầu vào EUT được quy định bởi các điều kiện thử nghiệm, cần chọn một khoảng thời gian để bức xạ mặt trời ổn định và không thay đổi nhiều hơn 5 % trong quá trình thử nghiệm.

4.3.3  Bộ mô phỏng ngắn mạch

Là một phần của thiết bị mô phỏng lưới, bộ mô phỏng ngắn mạch được sử dụng để tạo ra sụt điện áp do ngắn mạch giữa hai hoặc ba pha, hoặc giữa một hoặc hai pha chạm đất, thông qua mạng trở kháng Z₁ và Z₂ như thể hiện trong cách bố trí thiết bị thử nghiệm trên Hình 2.

Hình 2 - Bộ mô phỏng ngắn mạch

Trở kháng Z₁ được sử dụng để giới hạn ảnh hưởng của ngắn mạch lên dịch vụ cấp nguồn cho mạch thử nghiệm. Do đó, kích thước của Z₁ sẽ giải thích cho tất cả các chuỗi thử nghiệm được thực hiện và giới hạn dòng ngắn mạch được lấy từ lưới tới các giá trị mà không làm giảm điện áp lưới quá mức. Xem xét giảm điện áp có thể chấp nhận được tối đa 5 % khi thực hiện thử nghiệm, giá trị nhỏ nhất của Z₁ phải bằng ít nhất 20 x Z_grid, khi Z_grid là trở kháng ngắn mạch lưới đo được tại điềm nối mạch thử nghiệm.

Để đảm bảo rằng thử nghiệm là thực tế, tuy nhiên, công suất ngắn mạch biểu kiến (S_EUT) có sẵn tại nút kết nối EUT N_EUT phải ít nhất bằng 3 x P_n, trong đó P_n là công suất danh định của EUT (giá trị nhỏ nhất S_EUT > 3 x P_n, và giá trị được khuyến nghị là S_EUT = 5 đến 6 x P_n). Điều này có nghĩa là trong các thử nghiệm ngắn mạch, sự đóng góp của dòng điện qua Z₁ và Z₂ từ lưới điện vẫn chiếm ưu thế so với dòng điện được đóng góp bởi EUT. Theo cách này, dòng biến đổi không tạo ra sự gia tăng điện áp đáng kể trong suốt thời gian thử nghiệm liên quan đến sụt điện áp khi không tải.

Hai điều kiện được mô tả ở trên xác định giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất của Z₁. Hai điều kiện kết hợp cũng xác định các tiêu chí giới hạn cho sự lựa chọn của một cơ sở hạ tầng lưới điện phù hợp để thực hiện các thử nghiệm với các mạch trở kháng. Nếu cơ sở hạ tầng lưới điện không thể đáp ứng các yêu cầu trên, thì một mạch thử nghiệm thay thế sử dụng bộ chuyển đổi tựa lưng được cho phép, như trên Hình 2 và có thể được thêm vào để giảm trở kháng ngắn mạch lưới Z_Grid

Nói chung, giá trị X/R của cuộn cảm Z₁ và Z₂ đối với bộ mô phỏng ngắn mạch có thể gần với các giá trị trở kháng truyền cho các quốc gia và khu vực khác nhau. Cũng thích hợp đối với trở kháng cảm kháng Z₁ và Z₂ được đặc trưng bởi tỷ lệ X/R ít nhất bằng 3, để tái lập các giá trị tối thiểu điển hình của X/R tìm thấy trong đường dây điện HV cũng như MV.

CHÚ THÍCH 1: X là trở kháng tương đương của cuộn cảm.

CHÚ THÍCH 2: R là điện trở tương đương của cuộn cảm.

Một đấu nối rẽ nhánh (công tắc St) của Z₁ thường được sử dụng để ngăn ngừa quá nhiệt của trở kháng Z₁ trước và sau khi thực hiện của từng trình tự thử nghiệm.

Sụt điện áp được tạo ra bằng cách đấu nối trở kháng Z₂ bằng công tắc S₂. Nếu sụt điện áp được yêu cầu phải để được tạo ra hai lần trong một khoảng thời gian ngắn (đối với các thử nghiệm sụt điện áp kép), thì thường sử dụng công tắc song song S₂'. Giá trị của Z₂/(Z₁ + Z₂ + Z_Grid) phải được điều chỉnh theo biên độ điện áp yêu cầu. Ví dụ, khi biên độ điện áp yêu cầu là 50 % điện áp danh định, giá trị của Z₂/(Z₁ + Z₂ + Z_Grid) là khoảng 0,5.

Công tắc S₂ phải có khả năng điều khiển chính xác thời gian giữa nối và ngắt của Z₂ đối với các thử nghiệm một pha, hai pha hoặc ba pha. Nếu pha của công tắc S₂ không thể điều khiển độc lập, có thể sử dụng công tắc nối tiếp B₁ để chọn pha sự cố. B₂ được sử dụng để chọn xem sự cố có phải là chạm đất hay không. Tất cả các công tắc có thể là bộ ngắt mạch cơ học hoặc thiết bị điện tử công suất.

Trạng thái của công tắc B₁ và B₂ nên được thiết lập trước khi thực hiện thử nghiệm. Trạng thái của các công tắc tương ứng với các loại sự cố được thể hiện trong Bảng 2.

Báo cáo thử nghiệm phải xác định các giá trị của các trở kháng Z₁ và Z₂, tỷ lệ X/R liên quan và mô tả mạch được sử dụng. Ngoài ra, công suất ngắn mạch lưới có sẵn ở mức điện áp mà tại đó phép thử được thực hiện phải được ghi lại.

Trạng thái của các công tắc và các loại sự cố được thể hiện trong Bảng 2.

Bảng 2 - Loại sự cố và trạng thái chuyển đổi

4.3.4  Bộ chuyển đổi dựa trên bộ mô phỏng lưới

Mạch thử nghiệm được đề cập ở 4.3.3 được khuyến cáo để mô phỏng các sự cố lưới điện. Tuy nhiên, nếu không thể đáp ứng các điều kiện thử nghiệm, thì một mạch thử nghiệm thay thế sử dụng bộ chuyển đổi tựa lưng được cho phép, như trên Hình 3.

Mạch thử nghiệm về cơ bản gồm một nguồn điện áp có điện trở trong thấp kết hợp với các bộ khuếch đại băng thông rộng (loại đóng cắt tuyến tính hoặc cưỡng bức) có khả năng tái lập chính xác ba điện áp hình sin với thành phần hài điều khiển được, và biên độ có thể điều chỉnh, mối quan hệ về tần số cơ bản và pha bên trong các biên rộng.

Khi bộ chuyển đổi được sử dụng phải đáp ứng các yêu cầu sau:

a) Phải có khả năng điều khiển độc lập ba pha theo biên độ và góc pha.

Phải kết hợp các trở kháng Z_A, Z_B và Z_C, có thể được điều chỉnh để tái lập các thành phần điện trở và điện cảm của các trở kháng ngắn mạch điển hình của lưới điện.

c) Phải có khả năng tái lập các điện áp pha và góc pha liên quan xuất hiện ở phía điện áp thấp của máy biến áp trong trường hợp của từng loại sự cố khác nhau. (Xem Phụ lục A đối với cách thể hiện vectơ cho từng sự cố).

Hình 3 - Ví dụ về bộ chuyển đổi

Nếu nguồn điện áp có thể lập trình là loại điện áp đầu ra hai chiều, được điều khiển và có khả năng tái tạo ảnh hưởng của các trở kháng ngắn mạch điển hình của lưới, các trở kháng Z_A, Z_B, Z_C có thể được bỏ qua.

5  Thử nghiệm

5.1  Giao thức thử nghiệm

Giao thức thử nghiệm LVRT được thiết kế để xác minh rằng EUT đáp ứng một cách thích hợp với các sụt điện áp (do các sự cố lưới). Trong quá trình thử nghiệm, EUT phải chứng minh rằng nó có thể:

● Phát hiện sự cố mô phỏng một cách thích hợp.

● Bỏ qua sự cố và tiếp tục hoạt động như được quy định trong các đường cong áp dụng.

● Không phải chịu hư hại bất kỳ từ sự cố này.

CHÚ THÍCH: Các mức công suất tác dụng và công suất phản kháng được yêu cầu trong khoảng thời gian sụt điện áp có thể khác nhau tùy thuộc quy phạm của quốc gia.

Đáp ứng với sụt điện áp được quy định trong Bảng 3 phải được ghi lại trong khoảng thời gian vận hành EUT với hai dải công suất đầu ra:

a) giữa 0,1 P_n và 0,3 P_n

b) trên 0,9 P_n

và với hai điều kiện sự cố:

c) sụt điện áp ba pha;

d) sụt điện áp hai pha hoặc sụt điện áp một pha.

Các thử nghiệm nên được thực hiện ít nhất hai lần tại từng điểm thử nghiệm được liệt kê trong Bảng 3.

Bảng 3 - Quy định kỹ thuật thử nghiệm đối với LVRT (chỉ định)

5.2  Đường cong thử nghiệm

Đặc tính đáp ứng LVRT phải đáp ứng các yêu cầu của đường cong LVRT được quy định bởi các quốc gia và khu vực khác nhau khi cần thiết. Ví dụ về đường cong LVRT được cho trên Hình 4.

Hình 4 - Ví dụ đường cong LVRT

Đường cong ví dụ cho thấy EUT cần tiếp tục vận hành trong các điều kiện vận hành được chỉ ra trong khu vực phía trên đường cong LVRT. Cụ thể, EUT cần tiếp tục vận hành trong (t₁ - t₀) giây mà không ngắt kết nối khỏi lưới điện khi điện áp liên kết sụt xuống 0 % điện áp danh định; trong (t₂-t₀) giây khi điện áp sụt xuống 30 % điện áp danh định; và trong (t₃-t₀) giây khi điện áp giảm xuống 70 % điện áp danh định. EUT cần được ngắt kết nối khỏi lưới điện trong khi điều kiện vận hành được chỉ ra bên trong các vùng được đánh bóng.

Ví dụ này thể hiện hai loại điểm trên đường cong LVRT: điểm thấp nhất và điểm uốn. Các thử nghiệm phải được thực hiện ở cả hai loại điểm.

5.3  Quy trình thử nghiệm

5.3.1  Thử nghiệm sơ bộ

Trước khi thử nghiệm mô phỏng sự cố, EUT chạy ở chế độ vận hành bình thường. Đường cong LVRT đã chọn được sử dụng để xác định các điểm sụt điện áp, bao gồm điểm thấp nhất và điểm uốn, cũng như các điểm ngẫu nhiên khác trong đường cong. Việc chọn thời gian sụt điện áp phải tuân theo yêu cầu của quốc gia hoặc khu vực áp dụng.

5.3.2  Thử nghiệm không tải

Trước khi thử tải, điều chỉnh bộ mô phỏng sự cố để mô phỏng sụt điện áp đối xứng và không đối xứng mà không nối EUT và xác nhận rằng các kết quả đo được là như dự kiến. Bước này đảm bảo rằng biên độ điện áp và thời gian sụt điện áp tuân theo các yêu cầu trên Hình 5.

5.3.3  Dung sai

Dung sai của độ sụt điện áp và thời gian khi thử nghiệm không tải phải tham chiếu yêu cầu của Hình 6 trong TCVN 10687-21:2018 (IEC 61400-21:2008), và không vượt quá các giá trị được chỉ ra trên Hình 5.

Dung sai biên độ điện áp là ± 5 % điện áp danh định trong thời gian trước và trong khi sụt điện áp. Dung sai biên độ điện áp là + 10 % điện áp danh định trong thời gian sau khi điện áp được phục hồi. Dung sai phải được đo giữa 0 và + 5 % điện áp danh định đối với điểm thấp nhất và điểm uốn trong điều kiện không tải.

Thời gian của từng sụt điện áp được xác định theo các yêu cầu của đường cong LVRT áp dụng. Dải dung sai cho cả thời gian sụt điện áp và thời gian tăng lên là 40 ms.

Hình 5 - Dung sai sụt điện áp

5.3.4  Thử nghiệm có tải

Các thử nghiệm có tải phải được thực hiện sau khi kết quả thử nghiệm không tải đáp ứng tốt các yêu cầu tính năng. Các thông số của bộ mô phỏng sự cố lưới phải nhất quán với thử nghiệm không tải.

Với EUT được nối với các thiết bị mô phỏng sự cố lưới và bộ mô phỏng PV (hoặc dàn PV), công suất đầu ra cần được đặt đến (0,1 đến 0,3) P_n và trên 0,9P_n riêng rẽ. Các thử nghiệm tải bổ sung ở các mức công suất khác phải được thực hiện như được xác định theo yêu cầu của quốc gia hoặc khu vực cụ thể.

Trong thử nghiệm LVRT, MP1, MP2 và MP3 (thể hiện trong Hình 1) phải được chọn làm điểm thử nghiệm để đo và ghi lại các giá trị của điện áp và dòng điện.

Dạng sóng và dữ liệu của điện áp và dòng điện đo được tại các điểm đo phải được ghi lại bởi thiết bị thu thập dữ liệu từ thời điểm A trước khi sụt điện áp đến thời gian B sau khi điện áp tiếp theo tăng lên.

Đối với “A” và “B”, dữ liệu cụ thể được xác định bởi các quốc gia hoặc khu vực khác nhau.

6  Tiêu chí đánh giá

Các tiêu chí đánh giá khác nhau được xác định bởi các yêu cầu của các quốc gia hoặc khu vực khác nhau. Các đặc tính và tiêu chí tính năng sử dụng được nêu trong Phụ lục B và có thể được tham chiếu bởi người dùng.

Phụ lục A

(tham khảo)

Sự cố mạch điện và sụt điện áp

A.1  Kiểu sự cố

Các sự cố lưới điện của đường dây truyền tải điện cao áp thường được chia thành bốn kiểu khác nhau: sự cố chạm đất một pha, sự cố ngắn mạch hai pha, sự cố chạm đất hai pha và sự cố ngắn mạch ba pha. Phổ biến nhất là sự cố chạm đất một pha, chiếm hơn 90 % tổng số sự cố.

Xem xét các pha sự cố khác nhau, các tuyến ngắn mạch cho tất cả các kiểu sự cố được thể hiện trong Bảng A.1.

Bảng A.1 - Tuyến ngắn mạch đối với các kiểu sự cố khác nhau

A.2  Sụt điện áp

A.2.1  Quy định chung

Khi xảy ra sự cố, biên độ điện áp trong pha bị sự cố bị giảm. Khi xảy ra sự cố giữa hai pha, góc pha cần thay đổi ở phía đầu ra của bộ nghịch lưu. Do các kiểu nối dây khác nhau của máy biến áp, biên độ và pha của điện áp AC của bộ nghịch lưu sẽ thay đổi. Hình A.1 chỉ ra cấu trúc liên kết mạch trong điều kiện sự cố.

Hình A.1 - Sơ đồ sự cố lưới

Như chỉ ra trong Bảng A.1, giá trị điện áp pha sự cố tại điểm sự cố là zero. (Nếu kiểu sự cố lưới là sự cố ngắn mạch hai pha không chạm đất, điện áp dây giữa hai pha sự cố bằng zero.) Vì PCC là điểm ghép nối chung không xác định của lưới, Z₁ giữa điểm sự cố và PCC có thể được coi là không xác định. Biên độ sụt điện áp và độ lệch pha ở phía AC của bộ nghịch lưu PV được xác định bởi giá trị của Z_p và kiểu máy biến áp.

Máy biến áp “T” thể hiện sự biến đổi điện áp và pha tương đương với tất cả các máy biến áp giữa điểm sự cố và bộ nghịch lưu PV, do một hoặc nhiều máy biến áp được kết nối. Máy biến áp tương đương “T” chỉ có hai kiểu Y/Y hoặc Y/Δ. Để đơn giản hóa việc phân tích, cuộn dây của máy biến áp có thể được xem như một trong hai kiểu, Yn/Yn12 và Δ/Yn11, với tỷ lệ 1.

CHÚ THÍCH 1: Trong thử nghiệm này, mạch điện ví dụ là một hệ thống ba pha có điểm trung tính nổi và không có phụ tải điện.

CHÚ THÍCH 2: Đối với các loại hệ thống khác, sơ đồ ngắn mạch có thể khác với ví dụ.

A.2.2  Sự cố ngắn mạch ba pha

Hình A.2 minh họa sự thay đổi về biên độ và pha điện áp AC của bộ nghịch lưu khi xây ra sự cố ngắn mạch ba pha:

Hình A.2 - Sơ đồ vector điện áp cho sự cố ngắn mạch ba pha

Hình A.2 (a) thể hiện trạng thái góc và pha với đấu nối máy biến áp Yn/Yn12. Hình A.2 (b) thể hiện trạng thái góc và pha với đấu nối máy biến áp Δ/Yn11. Mối quan hệ tương ứng giữa pha sự cố và hai pha còn lại được cho trong Bảng A.2 dưới đây.

Bảng A.2 - Biên độ và pha thay đổi trong sự cố ngắn mạch ba pha

A.2.3  Sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất

Có ba sự cố chạm đất ngắn mạch hai pha có thể xảy ra tùy thuộc vào các pha sự cố. Lấy sự cố chạm đất ngắn mạch hai pha (BC) làm ví dụ, sự thay đổi biên độ và pha của điện áp xoay chiều của bộ nghịch lưu và được chỉ ra dưới đây:

Hình A.3 - Sơ đồ vec tơ điện áp của sự cố ngắn mạch hai pha (BC) chạm đất

Hình A.3 (a) thể hiện trạng thái góc và pha với đấu nối máy biến áp Yn/Yn12. Hình A.3 (b) thể hiện trạng thái góc và pha với đấu nối máy biến áp Δ/Yn11. Mối quan hệ tương ứng giữa các pha bị sự cố và các pha còn lại được thể hiện trong Bảng A.3.

Bảng A.3 - Biên độ và pha thay đổi trong sự cố ngắn mạch hai pha (BC) chạm đất

A.2.4  Sự cố ngắn mạch hai pha không chạm đất

Có ba sự cố ngắn mạch hai pha (không chạm đất) có thể xảy ra tùy thuộc vào các pha sự cố. Lấy sự cố ngắn mạch hai pha (BC) làm ví dụ, sự thay đổi biên độ và pha điện áp AC bộ nghịch lưu và được chỉ ra dưới đây:

Hình A.4 - Sơ đồ vec tơ điện áp của sự cố ngắn mạch hai pha (BC)

Hình A.4 (a) thể hiện trạng thái góc và pha với đấu nối máy biến áp Yn/Yn12. Hình A.4 (b) thể hiện trạng thái góc và pha với đấu nối máy biến áp Δ/Yn11. Mối quan hệ tương ứng giữa các pha bị sự cố và các pha còn lại được thể hiện trong Bảng A.4.

Bảng A.4 - Biên độ và pha thay đổi trong sự cố ngắn mạch hai pha (BC)

A.2.5  Sự cố ngắn mạch một pha chạm đất

Có ba sự cố ngắn mạch một pha chạm đất có thể xảy ra, tùy thuộc vào pha bị sự cố. Lấy sự cố ngắn mạch một pha (A) làm ví dụ, sự thay đổi biên độ và pha của điện áp xoay chiều của bộ nghịch lưu được chỉ ra dưới đây:

Hình A.5 - Sơ đồ vec tơ điện áp của sự cố ngắn mạch một pha (A) chạm đất

thể hiện trạng thái góc và pha với đấu nối máy biến áp Yn/Yn12. Hình A.5 (b) thể hiện trạng thái góc và pha với đấu nối máy biến áp Δ/Yn11. Mối quan hệ tương ứng giữa các pha bị sự cố và các pha còn lại được thể hiện trong Bảng A.5.

Bảng A.5 - Biên độ và pha thay đổi trong sự cố ngắn mạch một pha (A) chạm đất

Phụ lục B

(tham khảo)

Xác định các giá trị tính năng quan trọng trong thử nghiệm LVRT

B.1  Quy định chung

Phụ lục này đưa ra các phương pháp được đề xuất để xác định một số giá trị tính năng quan trọng trong thử nghiệm LVRT. Các quốc gia và khu vực khác nhau có thể chọn phương pháp thay thế theo yêu cầu của tiêu chuẩn của quốc gia, khu vực đó.

B.2  Tỷ lệ độ sụt điện áp

Do Vì điện áp của mạch thử nghiệm có thể khác với điện áp danh nghĩa của hệ thống, nên sử dụng điện áp danh định của EUT làm điện áp tham chiếu để tính toán tỷ lệ độ sụt điện áp, như trong công thức B.1. Vì vậy, Không nên sử dụng giá trị của điện áp thực tế được đo trước khi thử nghiệm sụt điện áp để tính toán độ sụt điện áp.

trong đó:

A_n  là tỷ lệ điện áp dư;

U_dip  là điện áp thực trong quá trình thử nghiệm sụt điện áp;

U_n  là điện áp xoay chiều danh định của EUT.

B.3  Thời gian bỏ qua

Trong khoảng thời gian sụt điện áp, EUT phải đáp ứng các yêu cầu về thời gian bỏ qua tương ứng với độ sụt điện áp có thể áp dụng. Các yêu cầu này sẽ khác nhau tùy thuộc vào quốc gia và khu vực, tuy nhiên tính năng LVRT phải đáp ứng hoặc vượt quá hầu hết các yêu cầu về nhu cầu đối với khu vực quy định.

Các chức năng LVRT được thử nghiệm thành công theo các yêu cầu bỏ qua cụ thể chỉ nên được áp dụng ở các quốc gia và khu vực tương ứng, nơi các yêu cầu đó được áp dụng.

B.4  Dòng điện phản kháng

Nếu EUT tạo ra dòng điện phản kháng là hàm của độ sụt điện áp trong thời gian sụt điện áp, thì thay đổi điện áp gia tăng trong các pha không bị sự cố gây ra bởi dòng điện phản kháng tăng không được vượt quá bất kỳ giá trị nào được quy định bởi hầu hết các yêu cầu về nhu cầu của quốc gia hoặc khu vực khác nhau.

Nếu yêu cầu đòng điện phản kháng ra của EUT thay đổi động theo sự thay đổi điện áp trong thời gian sụt điện áp thì khoảng thời gian để ước tính giá trị của dòng điện phản kháng được chọn từ khi bắt đầu sụt điện áp đến khi bắt đầu phục hồi điện áp. Điều này được thể hiện là thời gian giữa t₁ và t₂ trong Hình B.1. Nói chung, khoảng thời gian giữa t₂ và t₃ không quá 20 ms.

Hình B.1 - Xác định dòng điện phản kháng ra

Đầu ra của dòng điện phản kháng ra có thể dao động trong khi thử nghiệm. Dao động này có thể dẫn đến các giá trị dòng điện phản kháng cao hơn hoặc thấp hơn so với yêu cầu tiêu chuẩn trong quá trình thử nghiệm, đặc biệt là trong khoảng thời gian sụt điện áp. Do đó, phép đo giá trị dòng điện phản kháng cần được tính trung bình trong toàn bộ thời gian sụt điện áp.

B.5  Công suất tác dụng

Nếu các đặc tính điều khiển công suất tác dụng được yêu cầu bởi tiêu chuẩn trong các sự cố LVRT thì cần đặc tính hóa các công suất tác dụng trước khi sụt điện áp (p₀), trong quá trình sụt điện áp (p₁), và sau khi sụt điện áp (p₂), như trên Hình B.2.

Công suất tác dụng (p₁) có thể dao động trong khoảng thời gian sụt điện áp, đặc biệt là tại điểm (p_s) nơi bắt đầu phục hồi điện áp hệ thống. Do đó dễ gây hiểu lầm khi sử dụng giá trị của công suất tác dụng ghi được tại p_s để đánh giá điều khiển công suất tác dụng. Khuyến nghị thay vào đó, xác định giá trị trung bình của công suất tác dụng trong khoảng thời gian giữa t₁ và t₂ để đánh giá các đặc tính của phục hồi công suất tác dụng.

Hỉnh B.2 - Xác định sự phục hồi của công suất tác dụng

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] IEC 60050-161:1990, International Electrotechnical Vocabulary - Part 161: Bectromagnetic compatibility

[2] IEC 60364-1:2005, Electrical installation of buildings - Part 1: Fundamental principles, assessment of general characteristics, definitions

[3] EN 50530:2010, Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ, định nghĩa, ký hiệu và chữ viết tắt

3.1  Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

3.2  Chữ viết tắt

4  Thử nghiệm mạch và thiết bị

4.1  Quy định chung

4.2  Mạch thử nghiệm

4.3  Thiết bị thử nghiệm

5  Thử nghiệm

5.1  Giao thức thử nghiệm

5.2  Đường cong thử nghiệm

5.3  Quy trình thử nghiệm

6  Tiêu chí đánh giá

Phụ lục A (tham khảo) - Sự cố mạch điện và sụt điện áp

Phụ lục B (tham khảo) - Xác định các giá tộ tính năng quan trọng trong thử nghiệm LVRT

Thư mục tài liệu tham khảo