TCVN12230:2018

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 th ử 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, v ì điều này có thể làm cho đáp ứng LVRT của bộ nghịch l ư u 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 ch ỉ nh 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 th ì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố th ì áp dụng phi ê n 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 k ý hiệu Tiêu chuẩn này sử dụng c á c 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 c ố mô phỏng, là phần trăm c ủ a điện á p cung c ấ p 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 kh ô ng được coi là sụt điện áp. 3.1.3 Thiết b ị cần thử nghiệm (equipment under test) EUT EUT là thiết bị mà trên đ ó 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 ph í a điện một chiều, trong khi phía điện xoay chiều được nối lư ớ i. 3.1.4 H ệ thống IT (IT systerm) Hệ thống điện IT có tất cả các bộ phận mang điện đư ợ c cách ly với đất hoặc một điểm được nối với đất thông qua một trở kháng. Các bộ phận dẫn đ ể 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 đ ó EUT có thể chuy ể n 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 n ố i 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 th ể được nối vào. CHÚ THÍCH 1: Các phụ tải này có thể l à cơ cấu, thiết bị hoặc hệ thống, hoặc hệ th ố ng 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 s ố 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 b ở i nhà chế tạo EUT. 3.1.14 Bộ mô phỏng dàn PV (PV array simulator) Bộ mô phỏng c ó 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 b ở i 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 x ả y ra một lần. Điện áp thay đổi không làm giảm điện áp xuống dưới 90 % điện áp c ủ a 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 tr ở kháng giữa đi ể m sự cố và PCC. 3.1.20 Zp Giá tr ị 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 b ì nh 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 đ ủ các sự cố lưới điện dự kiến trước, bao gồm: ● Sự cố chạm đ ấ t một pha (pha bất kỳ). ● Sự cố cách ly hai pha, giữa hai pha bất kỳ. ● Sự c ố chạm đ ấ t 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 đ ủ 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 c ủ a 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 đi ể m 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 c ủ a máy biến á p. 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 í t 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 b ì nh 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. B ả ng 1 - Độ chính xác của phép đo Thiết bị đo Độ chính xác Thiết bị thu thập dữ liệu 0,2 % toàn thang đo Bộ biến đổi điện áp 0,5 % toàn thang đo Bộ biến đổi dòng điện 0,5 % toàn thang 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 c ó khả năng cung cấp c ô ng suất vào tối đa cho EUT và các mức công suất khác trong quá tr ì nh thử nghiệm, ở điện áp vận hành đầu vào tối thiểu và tối đa c ủ a 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 b ở i các điều kiện th ử nghiệm, cần chọn một khoảng thời gian đ ể 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 ph ầ n 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 Z 1 và Z 2 như thể hiện trong cách bố trí thiết bị th ử nghiệm trên Hình 2. Hình 2 - Bộ mô phỏng ngắn mạch Trở kháng Z 1 được s ử dụng để giới hạn ảnh hư ở ng c ủ a ngắn mạch lên dịch vụ cấp nguồn cho mạch thử nghiệm. Do đó, kích thước của Z 1 sẽ gi ả i 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 l à m 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 Z 1 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 nh ỏ 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 c ủ a d ò ng điện qua Z 1 và Z 2 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 đ ế n sụt điện áp khi không tải. Hai đi ề u kiện được mô tả ở trên xác định giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất c ủ a Z 1 . 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 th ử nghiệm với các mạch trở kháng. Nếu cơ s ở 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 Z 1 và Z 2 đối với bộ mô phỏng ngắn mạch c ó thể gần với các giá trị tr ở kháng truyền cho các quốc gia và khu vực khác nhau. Cũng thích hợp đối với tr ở kháng cảm kháng Z 1 v à Z 2 được đặc trưng bởi tỷ lệ X/R ít nhất bằng 3, để tái lập các giá tr ị tối thiểu điển hình của X/R t ì m thấy trong đường dây điện HV cũng như MV. CHÚ THÍCH 1: X là trở kháng tương đương của cuộn cảm. CH Ú TH Í CH 2: R l à điện trở tương đương của cuộn cảm. Một đấu nối rẽ nhánh (công tắc St) của Z 1 thường được sử dụng để ngăn ngừa quá nhiệt của trở kháng Z 1 trước và sau khi thực hiện của từng trình tự thử nghiệm. Sụt điện áp được tạo ra bằng cách đấu nối trở kháng Z 2 bằng công tắc S 2 . 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), th ì thường sử dụng công tắc song song S 2 '. Giá trị của Z 2 / (Z 1 + Z 2 + Z Grid ) phải được điều ch ỉ nh 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 Z 2 /(Z 1 + Z 2 + Z Grid ) là khoảng 0,5. Công tắc S 2 phải có khả năng điều khiển ch í nh xác thời gian giữa nối và ngắt của Z 2 đối với các thử nghiệm một pha, hai pha hoặc ba pha. Nếu pha của công tắc S 2 không th ể điều khiển độc lập, có thể sử dụng công tắc n ố i tiếp B 1 để chọn pha sự cố. B 2 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 B 1 và B 2 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 tr ở kháng Z 1 và Z 2 , tỷ lệ X/R liên quan và mô tả mạch được sử dụng. Ngo à i ra, công suất ngắn mạch lư ớ i có sẵn ở mức điện áp m à tại đó phép thử được thực hiện phải đư ợ c ghi lại. Trạng thái của các c ô ng tắc và các loại sự cố được thể hiện trong Bảng 2. Bảng 2 - Loại sự cố và trạng thái chuy ể n đổi Loại sự cố Trạng thái chuyển đổ i Pha A của B 1 Pha B của B 1 Pha C của B 1 B 2 Pha A chạm đất Đ ã đóng M ở M ở Đã đóng Pha B chạm đất Mở Đã đóng Mở Đã đóng Pha C chạm đất Mở Mở Đã đóng Đã đóng Pha A và B chạm đất Đã đóng Đã đóng M ở Đã đóng Pha B và C chạm đất Mở Đã đóng Đã đóng Đã đóng Pha C và A chạm đất Đã đóng Mở Đã đóng Đ ã đóng Pha A và B Đã đóng Đã đóng Mở Mở Pha B và C M ở Đã đóng Đã đ ó ng Mở Pha C và A Đã đóng Mở Đã đóng Mở Pha A, B và C Đã đóng Đã đóng Đã đóng - Trong thời gian sụt điện áp, S 1 nên được mở trước. S 2 nên được đóng sau khi S 1 được mở. Khoảng thời gian giữa hai thao tác trên phải rất ngắn. Trong thời gian phục hồi điện áp, S 2 nên được mở trước. S 1 nên được đóng sau khi S 2 được m ở . Khoảng thời gian giữa ha i thao tác trên phải rất ngắn. 4.3.4 Bộ chuy ể n đ ổ i 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, th ì một mạch th ử 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 h ì nh 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 đ ổ i được sử dụng phải đáp ứng các yêu cầu sau: a) Phải c ó kh ả năng điều khiển độc lập ba pha theo biên độ v à góc pha. Phải kết hợp các trở kháng Z A , Z B và Z C , có th ể được điều chỉnh đ ể tái lập các thành phần điện trở và điện cảm của các trở kháng ngắn mạch điển hình c ủ a lưới điện. c) Phải có khả năng tái lập các điện áp pha v à góc pha liên quan xuất hiện ở phía điện áp thấp của máy bi ế n áp trong trường hợp của từng loại sự cố khác nhau. (Xem Phụ lục A đối với cách thể hiện vectơ cho từng sự c ố ). 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 c ó kh ả năng tái tạo ả nh hưởng của các trở kháng ngắn mạch đi ể n hình của lưới, các trở kháng Z A , Z B , Z C có th ể đư ợ c 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 ph ả i chứng minh rằng nó c ó 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 t ừ sự c ố này. CHÚ THÍCH: Các mức công suất tác dụng v à công suất phản kháng được yêu cầu trong khoảng thời gian sụt điện áp có thể khác nhau tùy thuộc quy phạm c ủ a 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 ha i 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) Số lần sụt điện áp Độ sụt điện áp b Pha sụt điện áp c Điều kiện đầu ra EUT d Sụt điện áp đơn A 1 Ba pha Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Hai pha Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Hai pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Một pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) … Ba pha Tài toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n v à 0,3 P n ) Hai pha Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 PP n và 0,3 P n ) Hai pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Một pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) A n Ba pha Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Hai pha T ả i toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Hai pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Một pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Sụt điện áp kép a A 1 Ba pha Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Hai pha Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Hai pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Một pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) … Ba pha Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Hai pha Tải toàn bộ (tr ê n 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Hai pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Một pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) A n Ba pha Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Hai pha Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Hai pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) Một pha chạm đất Tải toàn bộ (trên 0,9 P n ) Tải một phần (0,1 P n và 0,3 P n ) a Thử nghiệm sụt điện áp kép có thể được yêu c ầ u ở một số nước hoặc khu vực. Đối với các thiết bị cần th ử nghiệm không y ê u cầu thử nghiệm sụt điện áp kép, các điểm thử nghiệm ở tr ê n có thể được bỏ qua. b Độ sụt điện áp là điện áp dư trong thời gian thử nghiệm LVRT mà có thể được quyết định theo yêu cầu được quy định bởi các quốc gia hoặc khu vực kh á c nhau (Xem Điều B.2 để t í nh tỷ lệ độ sụt điện áp). c Pha sụt điện áp c ó th ể được quyết định theo yêu cầu được quy định bởi các quốc gia hoặc khu vực khác nhau; giá trị của điện áp hai pha là điện áp dây. d Thử nghiệm phải được thực hiện theo hệ số K được quy định b ở i nhà chế tạo. 5.2 Đường cong thử nghiệm Đặc tính đáp ứng LVRT phải đáp ứng các yêu cầu của đường cong LVRT được quy định b ở i 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 c ầ n tiếp tục vận hành trong các điều kiện vận hành được chỉ ra trong khu vực ph í a trên đường cong LVRT. Cụ thể, EUT cần tiếp tục vận hành trong (t 1 - t 0 ) giây mà không ngắt kết n ố i khỏi lưới điện khi điện áp liên kết sụt xuống 0 % điện áp danh định; trong (t 2 -t 0 ) giây khi điện áp sụt xuống 30 % điện áp danh định; v à trong (t 3 -t 0 ) 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 b ê n trong c á c vùng được đánh bóng. Ví dụ này thể hiện hai loại điểm trên đường cong LVRT: điểm th ấ p 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 s ơ 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 đ ể 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 á p phải tuân theo yêu cầu c ủ a 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 c ủ a từng sụt điện áp được xác định theo các yêu c ầ u c ủ a 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 Th ử nghiệm có tải Các thử nghiệm có tải phải được thực hiện sau khi kết quả th ử nghiệm không tải đáp ứng tốt các yêu cầu tính năng. Các thông s ố của bộ mô ph ỏ ng 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 th ử 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 đi ể m thử nghiệm đ ể 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 b ở i các yêu c ầ u c ủ a các quốc gia hoặc khu vực khác nhau. Các đặc t í nh và tiêu chí tính năng sử dụng được nêu trong Phụ lục B và có thể được tham chiếu b ở i 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 c ố ngắn mạch ba pha. Phổ biến nhất là sự cố chạm đất một pha, chi ế m hơn 90 % tổng s ố sự cố. Xem xét các pha sự cố khác nhau, các tuyến ngắn mạch cho tất cả các ki ể u sự c ố được thể hiện trong Bảng A.1. Bảng A.1 - Tuyến ngắn mạch đối với các kiểu sự cố khác nhau Kiểu số Kiểu ngắn mạch Sơ đồ tương đương Công thức toán học 1 Sự c ố chạm đất ngắn mạch một pha (A) V fa = 0 I fa ≠ 0 I fb = I fc = 0 2 Sự c ố chạm đất ngắn mạch một pha (B) V fb = 0 I fb ≠ 0 I fa = I fc = 0 3 Sự cố chạm đất ngắn mạch một pha (C) V fc = 0 I fc ≠ 0 I fb = I fb = 0 4 Sự cố cách ly ngắn mạch hai pha (AB) V fa = V fb ≠ 0 I fc = 0 I fa + I fb = 0 5 Sự cố cách ly ngắn mạch hai pha (BC) V fb = V fc ≠ 0 I fa = 0 I fb + I fc = 0 6 Sự cố cách ly ngắn mạch hai pha (CA) V fa = V fc ≠ 0 I fb = 0 I fa + I fc = 0 7 Sự cố chạm đất ngắn mạch hai pha (AB) V fa = V fb = 0 I fc = 0 I fa + I fb ≠ 0 8 Sự cố chạm đất ngắn mạch hai pha (BC) V fb = V fc = 0 I fa = 0 I fb + I fc ≠ 0 9 Sự c ố chạm đất ngắn mạch hai pha (CA) V fa = V fc = 0 I fb = 0 I fa + I fc ≠ 0 10 Sự cố ngắn mạch ba pha V fa = V fb = V fc = 0 I fa + I fb + I fc = 0 CHÚ THÍCH 1: V fa , V f b và V fc là điện áp sự cố của pha A, pha B, pha C ở điểm sự c ố riêng rẽ. CHÚ THÍCH 2: I fa , I fb và I f c là dòng điện sự cố c ủ a pha A, pha B, pha C ở điểm sự cố riêng rẽ. CHÚ THÍCH 3: Kiểu số 1, 2, 3, 7, 8 và 9 không áp dụng cho hệ thống IT. A.2 Sụt điện áp A.2.1 Quy đ ị nh 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 ki ể u nối dây khác nhau của máy biến áp, biên độ và pha của điện áp AC của bộ nghịch lưu sẽ thay đổi. H ì nh 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 c ố l à zero. (Nếu ki ể u sự c ố lưới là sự cố ngắn mạch hai pha không chạm đ ấ t, điện áp dây giữa hai pha sự cố bằng zero.) Vì PCC là điểm ghép nối chung không xác định của lưới, Z 1 giữa điểm sự cố và PCC c ó thể được coi l à 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 v à 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 c ố 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 th ử nghiệm này, mạch điện v í dụ là một hệ thống ba pha có điểm trung t í nh nổ i và không có phụ tải điện. CHÚ TH Í CH 2: Đối với các loại hệ thống khác, sơ đồ ngắn mạch có thể khác với ví dụ. A.2.2 Sự c ố ngắn mạch ba pha H ì nh 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 c ố ngắn mạch ba pha Hình A.2 (a) thể hiện trạng thái góc và pha với đấu nối máy biến áp Yn/Yn12. H ì nh 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 c ố ngắn mạch ba pha Điện áp dư của pha sự cố % Với máy bi ế n áp Yn / Yn12 Với máy biến áp Δ /Yn11 Pha A Pha B Pha C Pha A Pha B Pha C Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. 100 1 0 1 0 1 0 1 30 1 30 1 30 50 0,5 0 0,5 0 0,5 0 0,5 30 0,5 30 0,5 30 20 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 30 0,2 30 0,2 30 0 0 - 0 - 0 - 0 - 0 - 0 - CHÚ THÍCH: Am. là biên độ và Ph. Là pha ban đầu A.2.3 Sự c ố 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 c ủ a sự cố ngắn mạch hai pha (BC) chạm đất H ì nh A.3 (a) th ể hiện trạng thái góc và pha với đấu nối máy biến áp Yn/Yn12. H ì nh A.3 (b) th ể hiện trạng thái góc và pha với đấu n ố i máy biến áp Δ / Yn11. Mối quan hệ tương ứng giữa các pha bị sự cố v à các pha còn lại được thể hiện trong B ả ng A.3. Bảng A.3 - Biên độ và pha thay đổi trong sự c ố ngắn mạch hai pha (BC) chạm đất Điện áp dư của pha sự cố % V ớ i máy biến áp Yn/Yn12 Với máy biến áp Δ /Yn11 Pha A Pha B Pha C Pha A Pha B Pha C Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. 100 1 0 1 0 1 0 1 30 1 30 1 30 50 1 0 0,5 0 0,5 0 0,76 19 0,5 30 0,76 41 20 1 0 0,2 0 0,2 0 0,64 9 0,2 30 0,64 51 0 1 0 0 - 0 - 0,58 0 0 - 0,58 60 CHÚ TH Í CH: Am. là biên độ và Ph. l à pha ban đầu A.2.4 Sự cố ngắn mạch ha i pha không chạm đất Có ba sự cố ngắn mạch hai pha (không chạm đ ấ t) có thể xảy ra tùy thuộc v à o 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 ch ỉ ra dưới đây: Hình A.4 - Sơ đồ vec tơ điện áp của sự cố ngắn mạch hai pha (BC) H ì nh 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 v ớ i đấu nối máy biến áp Δ /Yn11. Mối quan hệ tương ứng giữa các pha bị sự cố và các pha còn lại được th ể hiện trong Bảng A.4. Bảng A.4 - Biên độ và pha thay đổi trong sự cố ngắn mạch hai pha (BC) Điện áp dư của pha sự c ố % Với máy b i ến áp Yn/Yn12 Với máy biến áp Δ / Yn 1 1 Pha A Pha B Pha C Pha A Pha B Pha C Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. 100 1 0 1 0 1 0 1 30 1 30 1 30 50 1 0 0,66 19 0,66 -19 0,9 16 0,5 30 0,9 44 20 1 0 0,53 41 0,53 -41 0,87 7 0,2 30 0,87 53 0 1 0 0 , 5 60 0,5 -60 0,866 0 0 - 0,866 60 CHÚ THÍCH: Am. l à biên độ và Ph. là pha ban đầu A.2.5 Sự c ố 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 n ố i máy biến á p Δ /Yn11. Mối quan hệ tương ứng giữa các pha bị sự c ố và các pha còn lại được thể hiện trong Bảng A.5. Bảng A.5 - Biên độ và pha thay đổi trong sự c ố ngắn mạch một pha (A) chạm đất Điện áp dư của pha sự cố % Với máy biến áp Yn/Yn12 Với máy biến áp Δ / Yn11 Pha A Pha B Pha C Pha A Pha B Pha C Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. Am. Ph. 100 1 0 1 0 1 0 1 30 1 30 1 30 50 0,5 0 1 0 1 0 0,76 41 0,5 30 0,76 19 20 0,2 0 1 0 1 0 0,64 51 0,2 30 0,64 9 0 1 0 1 0 1 0 0,58 60 0 - 0,58 0 CHÚ THÍCH: Am. là biên độ và Ph. l à pha ban đầu 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 tr ọng 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 á p 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 t í nh toán t ỷ lệ độ sụt điện áp, như trong công thức B.1. V ì vậy, Không nên s ử 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 d i p 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 th ờ i gian sụt điện áp, EUT phải đáp ứng các yêu cầu về thời gian b ỏ 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 n ê n 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, th ì 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 tr ị nào được quy định b ở i 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 th ì 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 t 1 và t 2 trong Hình B.1. Nói chung, khoảng thời gian giữa t 2 và t 3 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 c ó thể dẫn đến các giá trị dòng điện phản kháng cao hơn hoặc th ấ p hơn so với yêu cầu tiêu chuẩn trong quá tr ì nh 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 b ì nh trong toàn bộ thời gian sụt điện áp. B.5 Công suất tác dụng Nếu các đặc t í nh điều khiển công suất tác dụng được yêu cầu b ởi tiêu chuẩn trong các sự cố LVRT thì cần đặc tính hóa các công suất tác dụng trước khi sụt điện áp (p 0 ), trong quá trình sụt điện áp (p 1 ), và sau khi sụt điện áp (p 2 ), như trên Hình B.2. Công suất tác dụng ( p 1 ) có th ể 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 hi ể u lầm khi sử dụng giá trị của công suất tác dụng ghi được tại p s đ ể 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 t 1 và t 2 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 Th ư mục tài liệu tham khảo [1] I EC 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, k ý 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) - X á c định các giá tộ tính năng quan trọng trong thử nghiệm LVRT Thư mục tài liệu tham khảo