Se ti sei mai trovato ai margini della rete elettrica durante un'interruzione di corrente, probabilmente hai visto quanto diventano complicate le cose: le luci si spengono, gli elettrodomestici aumentano di intensità e le imprese locali subiscono enormi colpi. Per i team energetici, la parte peggiore è quando i sistemi solari o eolici continuano a funzionareDopola rete si interrompe: questo si chiama islanding e non è solo un piccolo inconveniente. Può danneggiare le apparecchiature della rete, ferire gli operatori di linea che cercano di riparare l'interruzione e persino compromettere la stabilità dell'intera rete elettrica locale. È qui che entra in gioco una moderna macchina integrata con inverter per l'accumulo di energia (puoi controllare la nostra unità esatta qui: /trasformatori-montati-su-pad/macchina-integrata-per-accumulo-di-energia.html): non si limita ad immagazzinare e scaricare energia; è fondamentalmente la prima linea di difesa contro l'isola.
Analizziamolo come se lo stessi spiegando a un collega tecnico in un negozio di energia solare, senza noiosi discariche di gergo. Per prima cosa, andiamo sulla stessa pagina: cosaÈinsulare, esattamente? L’isola si verifica quando le risorse energetiche distribuite (DER), come pannelli solari, turbine eoliche o batterie di stoccaggio, continuano a fornire energia a un segmento della rete locale mentre la rete principale è offline. Sembra innocuo, ma gli operatori di rete sincronizzano tensione e frequenza con una tolleranza molto stretta (si pensi a ±0,5 Hz per la frequenza, ±5% per la tensione). Quando i DER funzionano in modo indipendente, non possono corrispondere a quella sincronizzazione esatta, quindi si ottiene un backfeed, oppure le parti "invisibili" della griglia vengono energizzate quando gli operatori di linea pensano di essere sicure da toccare. Questo è un grande no-no.
Ora, la nostra macchina integrata con inverter per l'accumulo di energia non si limita a stare lì a mantenere la carica. È pieno di sensori e intelligenze che sorvegliano la rete come un falco 24 ore su 24, 7 giorni su 7. La salsa segreta qui è il rilevamento anti-islanding: due tipi principali, in realtà, che lavorano insieme quindi non ci sono punti ciechi. Il rilevamento passivo è sempre attivo in background, controllando la tensione, la frequenza e l'angolo di fase nel punto di accoppiamento comune (PCC), ovvero il punto in cui il sistema si collega alla rete principale. Se la griglia cade, il rilevamento passivo rileverà un salto o un calo in questi valori molto più velocemente di quanto un essere umano possa battere le palpebre. Ma il rilevamento passivo a volte può ignorare piccole e graduali fluttuazioni della rete (come una piccola interruzione causata da uno scoiattolo che colpisce una linea), quindi utilizziamo anche il rilevamento attivo. La nostra unità modifica la frequenza di uscitasolo un pochino(come 0,05 Hz) è troppo piccolo per influenzare i carichi normali, ma quando la rete non funziona, non c'è un "buffer di rete" per contenere quella modifica. L'unità rileva il proprio spostamento di frequenza e attiva immediatamente uno spegnimento. Nessun ritardo, nessuna confusione.
Aspetta, ma cosa succederebbe se tuVolereisolarsi? Ad esempio, se sei un bar o un negozio di alimentari e hai bisogno di energia durante un'interruzione. Si chiama islanding intenzionale e la nostra macchina integrata con inverter per l'accumulo di energia è costruita anche per questo: ci assicuriamo solo che non sia un errore. Ecco la procedura dettagliata su come gestisce l'isola, sia accidentale che intenzionale.
Innanzitutto, la normale modalità di collegamento alla rete: la nostra unità è sincronizzata con la frequenza e la tensione della rete, in modo che possa restituire l'energia solare in eccesso o immagazzinata nella batteria all'utilità, o attingere energia dalla rete per caricare le batterie se i DER sono bassi. È come un giocatore di squadra, che segue il ritmo della griglia in modo che nessuno si accorga della sua presenza. Ora, nel momento in cui scatta l'interruttore automatico o una linea è guasta, il segnale di rete diminuisce. I sensori passivi rilevano la deviazione (ad esempio, la frequenza va da 60 Hz a 58 Hz in 100 ms) e il sistema attivo di regolazione della frequenza rileva che non esiste una griglia su cui agganciarsi. A questo punto, l'unità ha due scelte: se si tratta di un'isola accidentale (nessuno ha bisogno di alimentazione di riserva), spegne l'inverter entro 2 secondi. Se è intenzionale (l'utente ha premuto un pulsante di "modalità interruzione della rete"), si blocca su una tensione e una frequenza preimpostate (perfette per carichi locali come frigoriferi o luci) e passa alla modalità off-grid senza interruzioni. Nessun segnale acustico, nessuna luce che si attenua: il tuo cibo rimane freddo, i tuoi computer continuano a funzionare.
Ho visto questo lavoro nella vita reale, non solo nei test di laboratorio. L'anno scorso, un cliente nelle zone rurali del Texas aveva un impianto eolico-solare con la nostra macchina integrata con inverter per l'accumulo di energia, oltre a una sottostazione compatta (consulta la nostra pagina delle sottostazioni compatte qui: /pad-activated-transformers/compact-substation.html) che collega tutto alla rete locale. Un temporale estivo ha messo fuori uso una linea a 12kV per 3 ore. La rete si è interrotta, ma l’energia eolica e solare hanno continuato a generare e le batterie erano cariche. La nostra unità ha rilevato immediatamente l'isola: era intenzionale, perché la scuola elementare locale aveva bisogno di energia per il suo sistema di raffreddamento. È passato alla modalità off-grid in meno di un secondo, sincronizzando il carico locale a 60 Hz e 480 V, in modo che la scuola non perdesse mai energia. Quando la griglia è tornata, ha eseguito un rapido controllo della sincronizzazione, ha abbinato i parametri della griglia ed è tornata alla modalità grid-tie senza alcun intervento manuale. Successivamente l'azienda di servizi ci ha chiamato dicendo che altri DER nell'area avevano causato backfeed, ma il protocollo anti-islanding della nostra unità ha impedito che ciò accadesse.
Aspetta, parliamo del motivo per cui la nostra unità è migliore delle configurazioni della vecchia scuola. Molti vecchi sistemi di batterie o inverter solari utilizzano solo il rilevamento passivo, che può fallire nell'isolamento "bilanciato", quando la potenza in uscita del DER corrisponde esattamente al carico locale, quindi tensione e frequenza rimangono quasi normali, rendendo ciechi i sensori passivi. Il nostro rilevamento attivo risolve il problema aggiungendo quella piccola modifica intenzionale della frequenza. Se la griglia è presente, la modifica viene assorbita; in caso contrario, la frequenza si sposta abbastanza da innescare uno spegnimento. È come un segnale segreto che solo la rete può “sentire”.
Inoltre, la nostra macchina integrata con inverter per l'accumulo di energia è progettata per funzionare con altro hardware di rete, come trasformatori montati su pad (ecco la nostra pagina sui trasformatori montati su pad: /trasformatori-montati-su-pad/trasformatori-montati-su-pad.html), sottostazioni prefabbricate (/trasformatori-montati-su-pad/prefab-substation.html), o anche sottostazioni compatte per l'energia eolica e solare (/trasformatori-montati-su-pad/wind-solar-power-compact-substation.html). Questi lavorano insieme per garantire che l’intero segmento della rete locale rimanga sicuro anche in caso di isolamento. Ad esempio, il trasformatore montato su pad riduce la tensione di rete a un livello utilizzabile e il nostro inverter si assicura che, se la rete non funziona, il trasformatore non riceva energia di ritorno che potrebbe danneggiare i lavoratori di linea.
Ora, che dire dei casi limite? Ad esempio, se la rete ritorna mentre l'unità è in modalità isola intenzionale off-grid. La nostra unità esegue un "controllo della rete" prima di tornare indietro: verifica che la frequenza e la tensione della rete siano entro i limiti di tolleranza e che non vi siano guasti in corso. Se tutto va bene, si sincronizza e torna alla griglia. Se il problema persiste, rimane in modalità off-grid finché la rete non è stabile. Questo è importante perché non vuoi riportare improvvisamente la potenza della rete in una linea difettosa.
Un'altra cosa: testiamo il nostro protocollo anti-islanding rispetto a tutti gli standard nordamericani (e internazionali), come IEEE 1547, che è il gold standard per l'interconnessione della rete DER. Pertanto, se stai installando la nostra unità, non dovrai compiere ulteriori passi avanti per la conformità al codice. Questo è un grosso problema: i vecchi sistemi spesso fallivano le ispezioni del codice perché il rilevamento dell'isola era troppo lento o impreciso.
Ecco una domanda comune: "Perché non posso semplicemente spegnere l'inverter quando la rete si interrompe?" Beh, tuPotevo, ma se hai energia immagazzinata o generazione rinnovabile, è uno spreco: stai buttando via energia che potrebbe essere utilizzata per carichi critici, o addirittura rivenderla all'ente pubblico quando la rete verrà ripristinata. La nostra unità ti consente di mantenere quella potenza rimanendo al sicuro, in modo da ottenere il massimo valore dal tuo sistema energetico.
Dovrei anche menzionare che la nostra macchina integrata con inverter per l'accumulo di energia non è solo per grandi installazioni commerciali o di servizi pubblici: abbiamo unità per piccole imprese, aziende agricole e persino per uso residenziale (se sei proprietario di una casa con energia solare e batteria per tutta la casa). Se sei preoccupato per le interruzioni o per il rispetto delle normative sull'isola, questa unità elimina ogni dubbio.
Ricapitoliamo, come se stessimo concludendo una riunione: l'isiling è un rischio reale, ma con una moderna macchina integrata con inverter per l'accumulo di energia, non è necessario scegliere tra l'alimentazione durante le interruzioni e la sicurezza della rete. L'unità utilizza un mix di rilevamento anti-isola passivo e attivo per individuare quando la rete è inattiva, decide se è accidentale o intenzionale e cambia modalità in millisecondi. Funziona perfettamente con altre apparecchiature di rete come trasformatori montati su pad e sottostazioni compatte, soddisfa tutti gli standard di codice ed è stato testato in tempeste e interruzioni del mondo reale.
Se sei pronto per saperne di più su come la nostra macchina integrata con inverter per l'accumulo di energia può funzionare per la tua configurazione o se desideri dare un'occhiata alla nostra linea completa di prodotti (compresa la sottostazione compatta e la sottostazione compatta per energia eolica e solare), visita il nostro sito Web ai collegamenti che abbiamo condiviso in questo post. Siamo qui per aiutarti a navigare nelle isole, a rendere il tuo sistema energetico più sicuro e a ottenere il massimo dalla batteria e dalla produzione rinnovabile.
Riferimento:
- Istituto di Ingegneria Elettrica ed Elettronica. (2018). IEEE 1547-2018: Standard per l'interconnessione e l'interoperabilità delle risorse energetiche distribuite con le interfacce dei sistemi di energia elettrica associati.
- Laboratori Nazionali Sandia. (2020). Metodi di rilevamento dell'isola per le risorse energetiche distribuite: un'analisi comparativa.
- Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. (2022). Modernizzazione della rete: tecnologie anti-islanding e migliori pratiche per i sistemi di accumulo dell'energia.
