کاهش ضریب قدرت در شبکه های توزیع برق دارای نیروگاههای فتوولتائیک

منتشر شده بوسیله مجتبی رفیعی در

نیروگاه های فتوولتائیک به عنوان یک منبع انرژی پایدار ، در دسترس و بدون آلایندگی به سرعت در حال توسعه می باشند . فقط در سال ۲۰۱۷ میزان ۶۷۰۰۰ مگاوات ظرفیت جدید فتوولتائیک در چین احداث شده است. در ایران نیز به دلیل پتانسیل خوب خورشید ، توسعه این نیروگاه ها در دست اقدام می باشد. نیروگاه هایی از چند کیلووات تا چند مگاوات در سال های اخیر احداث و به شبکه سراسری برق متصل شده اند.

بسته به ظرفیت احداثی ، این نیروگاه ها می توانند به یکی از نقط ذیل متصل شوند :

  1. نیروگاه های با ظرفیت تا ۲۰ کیلووات به شبکه های توزیع با ولتاژ ۴۰۰ ولت.
  2. نیروگاه های با ظرفیت ۲۰ تا ۲۰۰ کیلووات به سمت فشار ضعیف پست های توزیع .
  3. نیروگاه های با ظرفیت ۲۰۰ تا ۱۰۰۰ کیلووات به شبکه های توزیع برق با ولتاژ ۲۰۰۰۰ یا ۱۱۰۰۰ ولت.
  4. نیروگاه های ۱۰۰۰ تا ۷۰۰۰ کیلووات به سمت ۲۰۰۰۰ یا ۱۱۰۰۰ ولت پست های فوق توزیع .
  5. نیروگاه های با ظرفیت ۷۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰ کیلووات به شبکه های انتقال با ولتاژ ۶۳۰۰۰ ولت .

این ۵ شیوه اتصال ضمن اینکه بر مبنای شاخصه های بهره برداری و تلفات انتخاب شده اند ، بلکه پیامدهای پدافندی و امنیتی نیز در راستای تامین پایدر انرژی در آنها اعمال گردیده است . در شرایط عادی بدون حضور نیروگاه فتوولتائیک ، شبکه های توزیع برق با ضریب قدرت نزدیک به ۸۵ الی ۹۰ درصد بهره برداری می شوند . این ضریب قدرت ضریبی بسیار مناسب بوده و افزایش ضریب قدرت بالاتر از این میزان در برنامه های شرکت های برق نمی باشد. در این حالت بخشی از انرزی راکتیو مورد نیاز مصرف کنندگان از طریق خازن های در مسیر شبکه و بخش عمده دیگر از طریق پست های برق تامین می گردد که نهایتا توان راکتیو تولیدی نیروگاه ها را به سمت بار منتقل می کنند .

اخیرا بررسی های انجام شده بر روی شبکه های توزیع برق دارای نیروگاه های فتوولتائیک منجر به نتایج جالبی شده است . افت ضریب قدرت در فیدر ها و پست های توزیع برق دارای نیروگاه های فتوولتائیک قابل ملاحظه بوده است . این افت ضریب قدرت نهایتا منجر به انتقال جریان راکتیو در طول خطوط و پست های توزیع شده است و در نتیجه افزایش تلفات اهمی هادی های خط و همچنین ترانسفورماتورها را به همراه داشته است .

بر حسب یک تحقیق جامع ، نتایج نشان دهنده این موضوع است که در زمان بهره برداری از نیروگاه های فتوولتائیک در شبکه های توزیع برق ، توان اکتیو جاری شده از پست ها به شدت کاهش یافته در حالیکه آهنگ تغییر توان راکتیو در مقایسه با قبل از بهره برداری از نیروگاه های فتوولتائیک بسیار کمتر می باتشد. در نتیجه نسبت توان اکتیو به راکتیو در مقایسه باقبل کمتر شده و این امر موجب افت ضریب قدرت خواهد گردید . در چنین شرایطی بدیهی است که بخشی از جریان عبوری از هادی ها صرفا باعث ایجاد تلفات خواهند شد بدون اینکه هیچ منفعتی برای شبکه ایجاد کنند .

اما مشکل از کجاست ؟ دلیل این اتفاق چیست ؟

حقیقت این است که نیروگاه های فتوولتائیک هرگز توان راکتیو تولید نمی کنند . بنابراین مصرف کننده توان اکتیو را از نیروگاه فتوولتائیک تامین کرده در حالیکه توان راکتیو همچنان از پست اصلی تامین خواهد شد . به علاوه این ، اینورترها خود مصرف کنندگان توان راکتیو بوده و این موضوع کاهش ضریب قدرت را مضاعف خواهد کرد . بنابراین به عنوان بهره بردار شبکه توزیع به یاد داشته باشید چنانچه میزان ظرفیت فتوولتائیک نصب شده در طول فیدرهای توزیع درصد قابل ملاحظه ای از ظرفیت فیدر را تشکیل می دهد ، از افت ضریب قدرت غافل نشوید و در راستای جبران سازی توان راکتیو نسبت به نصب خازن در طول خطوط اقدام نمایید .

 
دسته بندی ها : مطالب کاربردی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *