منبع مبتنی بر اینورتر کیست؟ توضیح بده.
منبع مبتنی بر اینورتر () یا منبع مبتنی بر اینورتر منبعی از شبکه برق است که به‌طور ناهم‌زمان از طریق یک مبدل قدرت الکترونیکی (اینورتر) به شبکه برق متصل می‌شود. دستگاه‌های این دسته، که به عنوان تولید واسط مبدل (CIG) و منبع واسط الکترونیک قدرت نیز شناخته می‌شوند، شامل انرژی تجدیدپذیر متغیر (بادی، خورشیدی) و ایستگاه‌های برق ذخیره‌سازی باتری هستند. این دستگاه‌ها فاقد رفتارهای ذاتی (مانند پاسخ اینرسی یک ژنراتور سنکرون) هستند و ویژگی‌های آن‌ها تقریباً به‌طور کامل توسط الگوریتم‌های کنترلی تعریف می‌شود، که با افزایش نفوذ آن‌ها چالش‌های خاصی را برای پایداری سیستم ایجاد می‌کند. به عنوان مثال، یک خطای نرم‌افزاری منفرد می‌تواند همه دستگاه‌های یک نوع خاص را در یک رویداد پیش‌بینی‌نشده تحت تأثیر قرار دهد. منبع مبتنی بر اینورترها گاهی اوقات ژنراتورهای آسنکرون نامیده می‌شوند. طراحی اینورترها برای منبع مبتنی بر اینورترها عموماً از استانداردهای IEEE 1547 و NERC PRC-024-2 PRC-024-2 پیروی می‌کند.اینورتر پیرو شبکه.یک اینورتر پیرو شبکه (Grid-following) با ولتاژ شبکه محلی هم‌زمان می‌شود و یک بردار جریان الکتریکی هم‌تراز با ولتاژ تزریق می‌کند (به عبارت دیگر، مانند یک منبع جریان عمل می‌کند). اینورترهای پیرو شبکه در اکثریت قریب به اتفاق دستگاه‌های مبتنی بر اینورتر نصب‌شده تعبیه شده‌اند. به دلیل ماهیت پیرو بودنشان، دستگاه پیرو شبکه در صورت مشاهده یک اختلال بزرگ ولتاژ/فرکانس خاموش می‌شود. دستگاه‌های پیرو شبکه نمی‌توانند به قدرت شبکه، تضعیف نوسانات توان اکتیو یا تأمین اینرسی کمک کنند.شکل‌دهنده شبکه.یک اینورتر شکل‌دهنده شبکه (Grid-forming) تا حدی رفتار یک ژنراتور سنکرون را تقلید می‌کند: ولتاژ آن توسط یک نوسان‌ساز آزاد کنترل می‌شود که با خروج انرژی بیشتر از دستگاه، کند می‌شود. برخلاف یک ژنراتور معمولی، دستگاه شکل‌دهنده شبکه ظرفیت اضافه جریان ندارد و بنابراین در وضعیت اتصال کوتاه واکنش بسیار متفاوتی نشان خواهد داد. افزودن قابلیت شکل‌دهنده شبکه به یک دستگاه پیرو شبکه از نظر قطعات گران نیست، اما بر درآمد تأثیر می‌گذارد: برای پشتیبانی از پایداری شبکه با ارائه توان اضافی در صورت نیاز، نیمه‌رساناهای قدرت باید بیش از حد بزرگ انتخاب شده و ذخیره‌ساز انرژی اضافه شود. با این حال، مدل‌سازی نشان می‌دهد که امکان اجرای یک سیستم قدرت وجود دارد که تقریباً به‌طور کامل بر اساس دستگاه‌های پیرو شبکه است. ترکیبی از ایستگاه برق ذخیره‌سازی باتری شکل‌دهنده شبکه و کندانسور سنکرون (SuperFACTS) در حال تحقیق است.شبکه اپراتورهای سیستم انتقال برق اروپا (ENTSO-E) دستگاه‌های شکل‌دهنده شبکه را به سه کلاس از ۱ تا ۳ گروه‌بندی می‌کند، که کلاس ۱ در پایین‌ترین سطح کمک به پایداری شبکه قرار دارد (طبقه‌بندی اصلی اعداد را برعکس داشت، به طوری که کلاس ۱ بالاترین بود). کلاس ۲ بیشتر به ۲A, 2B و ۲C تقسیم می‌شود، که ۲A اساسی‌ترین از این سه است:ویژگی‌ها.انطباق با استاندارد IEEE ۱۵۴۷ باعث می‌شود که منبع مبتنی بر اینورتر از ویژگی‌های ایمنی پشتیبانی کند:هنگامی که یک منبع مبتنی بر اینورتر از ارائه برق بازمی‌ایستد، می‌تواند تنها به تدریج بازگردد و خروجی خود را از صفر تا توان کامل افزایش دهد.ماهیت الکترونیکی منبع مبتنی بر اینورترها قابلیت اضافه بار آن‌ها را محدود می‌کند: تنش حرارتی باعث می‌شود که اجزای آن‌ها حتی به‌طور موقت نتوانند بیش از ۱–۲ برابر ظرفیت نامی کار کنند، در حالی که ماشین‌های سنکرون می‌توانند به‌طور مختصر اضافه باری تا ۵–۶ برابر توان نامی خود را تحمل کنند.یک خرابی معمولی ژنراتور سنکرون (مانند از دست دادن موتور محرک) کند است (چند ثانیه طول می‌کشد)، در حالی که منبع مبتنی بر اینورتر به دلیل حاشیه کم برای اضافه بار باید به سرعت قطع شود.شرکت قابلیت اطمینان برق آمریکای شمالی (NERC) اشاره می‌کند که منبع مبتنی بر اینورتر، مانند ژنراتورهای معمولی، می‌تواند خدمات ضروری قابلیت اطمینان را ارائه دهد.عملکردهای حفاظتی.دستگاه‌های منبع مبتنی بر اینورتر دارای عملکردهای حفاظتی بسیاری هستند که در اینورترها تعبیه شده‌اند. تجربه اواخر دهه ۲۰۱۰ و اوایل دهه ۲۰۲۰ نشان داده است که برخی از این حفاظت‌ها غیرضروری هستند، زیرا با انتظار یک شبکه قوی با نفوذ کم منبع مبتنی بر اینورتر طراحی شده بودند. دستورالعمل‌های NERC در سال ۲۰۱۸ حذف برخی از این بررسی‌ها را برای جلوگیری از قطع‌های غیرضروری (تریپ‌ها) منبع مبتنی بر اینورترها پیشنهاد کرد و دستگاه‌های جدیدتر ممکن است آن‌ها را نداشته باشند. بررسی‌های باقی‌مانده برای خودحفاظتی اینورترها ضروری هستند، زیرا در مقایسه با یک ژنراتور سنکرون، تحمل نسبتاً کمی در برابر اضافه ولتاژ و اضافه جریان دارند. حفاظت‌های معمول شامل موارد زیر است:هنگامی که منبع مبتنی بر اینورترها قطع می‌شوند، بر اساس یک تایمر یا از طریق مداخله دستی مجدداً راه‌اندازی می‌شوند. تنظیم معمول تایمر در محدوده ثانیه تا دقیقه است (پیش‌فرض IEEE-۱۵۴۷، ۳۰۰ ثانیه است).آسیب‌پذیری‌ها.چالش‌های جدیدی برای پایداری سیستم با افزایش نفوذ منبع مبتنی بر اینورترها به وجود آمد. مواردی از قطع اتصال در طول رویدادهای پیش‌بینی‌نشده که انتظار عبور از ولتاژ پایین وجود داشت، و تضعیف ضعیف نوسانات زیرسنکرون در شبکه‌های ضعیف گزارش شد.یکی از عمده‌ترین رویدادهای پیش‌بینی‌نشده در سیستم قدرت که شامل منبع مبتنی بر اینورترها می‌شد و بیشترین مطالعه روی آن انجام شده است، آتش‌سوزی بلوب کات در سال ۲۰۱۶ در کالیفرنیای جنوبی بود، که منجر به از دست دادن موقت بیش از یک گیگاوات توان فتوولتائیک در مدت زمان بسیار کوتاهی شد.آتش‌سوزی بلوب کات.آتش‌سوزی بلوب کات در گذرگاه کاجون در ۱۶ اوت ۲۰۱۶، چندین خط انتقال برق ولتاژ بالا (۵۰۰ کیلوولت و ۲۸۷ کیلوولت) را که از میان دره عبور می‌کردند، تحت تأثیر قرار داد. در طول روز، سیزده خطا در خطوط انتقال ۵۰۰ کیلوولت و دو خطای ۲۸۷ کیلوولت ثبت شد. خود خطاها گذرا بودند و در مدت زمان کوتاهی (۲–۳٫۵ چرخه، کمتر از ۶۰ میلی‌ثانیه) خودبه‌خود برطرف شدند، اما ویژگی‌های غیرمنتظره الگوریتم‌های موجود در نرم‌افزار اینورترهای فتوولتائیک، منجر به از دست دادن‌های گسترده و متعدد برق شد، که بزرگ‌ترین آن تقریباً ۱٬۲۰۰ مگاوات در ساعت ۱۱:۴۵:۱۶ صبح بود و برای چندین دقیقه ادامه داشت.تحلیل انجام شده توسط شرکت قابلیت اطمینان الکتریکی آمریکای شمالی نشان داد که:در نتیجه این حادثه، شرکت قابلیت اطمینان الکتریکی آمریکای شمالی چندین توصیه شامل تغییرات در طراحی اینورتر و اصلاح استانداردها را صادر کرد.