1. NOȚIUNI
GENERALE
Procedura
privind punerea sub tensiune pentru perioada de probe și cerificarea
conformității tehnice a centralelor electrice eoliene (CEE) si fotovoltaice
(CEF), aprobata cu Ordinul ANRE nr. 74/23.10.2013, stabilește criteriile, modul
de desfășurare și etapele procesului de punere sub tensiune pentru perioada de probe
a unei centrale electrice eoliene sau fotovoltaice și ale procesului de
certificare/verificare a conformității centralei
electrice
eoliene sau fotovoltaice cu cerințele normelor tehnice de conectare la rețele
de interes public.Conform acestei procedurii, beneficiarii trebuie sa depuna la
OR, OD sau OTS, anumite Date tehnice printre ele:
-
modelul
matematic al invertoarelor, al întregii centrale și al mijloacelor de
compensare
a
puterii reactive în punctul de conectare la valoarea de 0,90 inductiv ÷ 0,90
capacitiv și asigurarea schimbului de putere reactivă nulă cu sistemul la
putere activă nulă produsă de CEF (conform cerinței de la art.17 din NT 30)
-
studiul de rețea pentru calculul necesarului
de putere reactivă în punctul de racordare
(0,90
inductiv ÷ 0,90 capacitiv) pe toată plaja de putere activă, cu asigurarea
schimbului de
reactiv
nul cu sistemul în situația în care puterea activă produsă este nulă [conform
cerințelor de la art. 13 alin. (1) și (3) din NT 30].
-
diagrama
de capabilitate P – Q a CEF sau CEE în punctul de conectare.
În continuare prezentăm un studiu pentru
dezvoltarea unui model matematic staţionar trifazat, în curent alternativ a
reţelei electrice de la PCC, rețeaua de 20 kV și 0.36 kV aparţinând unei CEF
având puterea de 4,5MW.
Studiul
cuprinde:
o
Modelul matematic, realizat cu ajutorul
unui soft specializat, cu toate invertoarele în funcţiune
o
Datele de intrare ale echipamentelor
o
Curba de capabilitate P-Q a CEF
2.
DATE TEHNICE
CEF
este formată din 6 invertoare TG 760 1000V TE-360 OD. Invertoarele
debitează
prin 3 transformatoare
ridicătoare 0.36/0.36/20 kV având puterea de 800/800/1600 kVA, printr-o linie
electrică subterană având lungimea de 6200 m conectat prin Punctul de conexiune
(PCC) la SEN.
Modelul matematic reprezintă rețeaua
electrică realizată din:
o
Punctul de conexiune (PCC);
o
Cabluri de medie tensiune;
-
Cablu electric subteran 20 kV, de tip
ARE4H5EX 3x1x185 mmp între (PCC) şi
Postul de
trasformare (PT) 5-6, lungime de 6000 m;
-
Cablu
electric subteran 20 kV, de tip ARE4H5EX 3x1x185 mmp, între Postul de
transformare (PT) 5-6 şi Postul de trasformare (PT) 3-4, lungime de 100 m;
-
Cablu electric subteran 20 kV, de tip
ARE4H5EX 3x1x185 mmp, între Postul de transformare (PT) 3-4 şi Postul de
trasformare (PT) 1-2, lungime de 100 m.
o
Transformatoare 800/800/1600 kVA, 0.36/0.36/20
KV: T1, T2, T3;
o
Invertoare TG 760 1000V TE-360 OD:
I1, I2, I3, I4, I5, I6
Nr crt
|
Denumire invertor
|
Cod echipament
|
Producator
|
Tensiunea [V]
|
Puterea
[kW]
|
1
|
INVERTOR 1
|
TG 760 1000V TE-360 OD
|
X
|
360
|
760
|
2
|
INVERTOR 2
|
TG 760 1000V
TE-360 OD
|
X
|
360
|
760
|
3
|
INVERTOR 3
|
TG 760 1000V
TE-360 OD
|
X
|
360
|
760
|
4
|
INVERTOR 4
|
TG 760 1000V
TE-360 OD
|
X
|
360
|
760
|
5
|
INVERTOR 5
|
TG 760 1000V
TE-360 OD
|
X
|
360
|
760
|
6
|
INVERTOR 6
|
TG 760 1000V
TE-360 OD
|
X
|
360
|
760
|
Caracteristicile
tehnice, din punct de vedere al controlabilității puterii reactive
injectate/absorbite din rețeaua electrică de racord, asociat celor 6 invertoare
din alcătuirea CEF sunt prezentate în Tabelul următor.
Controlul P – Q asociat modulelor invertoare din alcătuirea
CEF.
PUTERE ACTIVĂ
|
PUTERE REACTIVĂ
|
||
P/PN
|
P
|
Inductiva
|
Capacitiva
|
[%]
|
[MW]
|
[MVAR]
|
|
100
|
0,760
|
- 0,311
|
0,311
|
90
|
0,684
|
- 0,343
|
0,343
|
0
|
0
|
-
0,381
|
0,381
|
Parametrii electrici ai transformatoarelor
Nr crt
|
Denumire
|
Prod
|
PN
[kVA]
|
Tens
U2N [kV]
|
Tens
U1N
[kV]
|
PSC
[kW]
|
Usc
[%]
|
P0
[kW]
|
R
[%]
|
X
[%]
|
1
|
T 1-2
|
X
|
1600/800/800
|
20
|
0,36/0,36
|
14,3
|
6,6
|
1,7
|
0,89375
|
6,53921
|
2
|
T 3-4
|
X
|
1600/800/800
|
20
|
0,36/0,36
|
14,3
|
6,6
|
1,7
|
0,89375
|
6,53921
|
3
|
T 5-6
|
X
|
1600/800/800
|
20
|
0,36/0,36
|
14
|
6
|
1,7
|
0.875
|
5.93586
|
Parametrii electrici ai cablurilor de MT
o Tip: ARE4H5EX
185 mm2
o Producator: X
o Lungime totala: 6200 [m]
o Parametrii electrici
- R0 = 0,211 [Ω/km]
- X0 = 0,106 [Ω/km]
- C0 = 0,328 [µF/km]
3. ANALIZE TEHNICE
Pornind de la limitele de control P – Q impuse (factor de putere cos j = ± 0.90) și de la curbele de capabilitate P – Q asociate invertoarelor din incinta CEF, prin
utilizarea softului specializat și ținând seama de mărimile de intrate
(caracteristiceile tehnice enumerate), rezultă curbele teoretice de control P – Q asociate CEF
Trasarea curbelor teoretice de control P – Q asociate CEF scoate în evidență respectarea
atât a limitei cos j
= ± 0.90 cât și a limitei cos j
= ± 0.95.
Verificările tehnice au fost completate prin analiza
posibilităților de control P – Q considerând și impactul rețelei electrice
interne a CEF și a transformatoarelor
20/0.36/0.36 kV) în cele trei ipoteze distincte:
- regim normal de funcționare;
- regim de funcționare cu tensiune maximă în PCC;
- regim de funcționare cu tensiune minimă în PCC
3.1. REGIM NORMAL DE FUNCȚIONARE
Se
verifică încadrarea fluxurilor de putere în PCC, asociat CEF, în limitele
admisibile, pe regimuri staționare în care tensiunea în sistem este în
apropierea valorii nominale.
Pentru
cele două regimuri de funcționare analizate (inductiv, respectiv capacitiv),
trasarea curbelor (P - Q) CEF în PCC a fost realizată prin reprezentarea a
punctelor de funcționare a noii CEF din punct de vedere al nivelului de
încărcare: (0; 0,90 și 1)Pinstalat.
Rezultatele de
calcul au scos în evidență că în incinta CEF în regim normal de funcționare,
atât în regim inductiv, cât și în regim capacitiv, a fost evidențiată
posibilitatea respectării limitei cos j = ± 0.90.
3.2. REGIM DE FUNCȚIONARE CU TENSIUNE MAXIMĂ IN PCC
În cadrul acestui subcapitol este verificată încadrarea fluxurilor de putere în PCC în limitele admisibile din punct de vedere al factorului de putere, pe regimuri staționare în care tensiunea în sistem în PCC este maximă. Similar analizelor anterioare au fost efectuate calcule pentru cele 3 regimuri de încărcare ale CEF: (0; 0,90 și 1) Pinstalat. Rezultatele de calcul prezentate au scos în evidență că în incinta CEF, în regim cu tensiune maximă în PCC, atât în regim inductiv, cât și în regim capacitiv, a fost evidențiată posibilitatea respectării limitei cos j = ± 0.90.
În
cadrul acestui subcapitol este verificată încadrarea fluxurilor de putere în
PCC în limitele admisibile din punct de
vedere al factorului de putere, pe regimuri staționare în care tensiunea în
sistem în PCC este minimă. Similar analizelor anterioare, au fost efectuate
calcule pentru cele trei regimuri de încărcare ale CEF (0; 0,90 și 1) Pinstalat.
Rezultatele
de calcul prezentate au scos în evidență că în incinta CEF, în regim cu
tensiune minimă în PCC, atât în regim inductiv, cât și în regim capacitiv, a
fost evidențiată posibilitatea respectării limitei cos j
= ± 0.90.
În
Figura 1 este reprezentată curba de capabilitate P – Q asociată CEF pentru regimul
normal de funcționare.
4. CONCLUZII
CEF având o
putere instalată totală de 4,5 MW este format din 6 invertoare TG 760 1000V
TE-360 OD.
Calculele pentru
trasarea curbei de capabilitate P – Q au
fost realizate pentru un regim normal de funcționare,
În acord cu
ordinul ANRE 30/17.05.2013 privind aprobarea Normei tehnice ”Condiții tehnice
de racordare la rețelele electrice de interes public pentru centralele
electrice fotovoltaice”, publicată în Monitorul Oficial al României partea I,
nr. 312/30.V.2013.
Invertoarele din CEF prezintă
posibilitatea de control a puterii reactive conform curbei de capabilitate P – Q
furnizată de producător.
Rezultatele
obținute, prin analiza curbei de capabilitate în punctul de delimitare din PCC,
sunt prezentate în tabelul de mai jos în care sunt incluse și circulațiile de
putere reactivă datorate caracterului capacitiv al cablurilor și a celor trei
transformatoare.
Puterea activă produsă de
invertoare
|
Puterea reactivă
inductivă maximă
în PCC
[MVAR]
|
Puterea reactivă
capacitivă maximă
în PCC
[KVAR]
|
[KW]
|
UN
|
UN
|
0
|
- 2,286
|
2,286
|
90%
|
-2,058
|
2,058
|
100%
|
-1,866
|
1,866
|
În urma
analizelor detaliate efectuate se pot concluziona următoarele:
Ø Respectarea
cerinței Pg = 0 MW Qg = 0 MVAr:
-
Pentru situațiile în care Pg
= 0 MW trebuie să se asigure o absorbție de putere
reactivă de
aproximativ 247,2 kVAr (pentru compensarea caracterului capacitiv asociat
cablurilor electrice din CEF).
Ø Respectarea
cerinței 0.90 inductiv (absorbție putere reactivă):
-
Se impune adoptarea următoarelor măsuri: o Suplimentarea posibilităților de control al puterii reactive generate în
interiorul CEF
cu aproximativ 73 kVAr, prin instalarea unei bobine de reactanță de 300 kVAr
(care va acoperi si aportul capacitiv al cablului de la punctul anterior) pe
bara 20 kV a stației colectoare, sau
o
Limitarea puterii active generate în
interiorul CEF la cel mult 88% din
Pinstalat
pentru respectarea restricției cos j
= 0.90 inductiv.
Ø Respectarea
cerinței 0.90 capacitiv (generare putere reactivă):
-
Se impune adoptarea uneia dintre
următoarele măsuri: o Suplimentarea posibilităților de control al puterii reactive generate în
interiorul CEF cu aproximativ 37 kVAr,
prin instalarea unei baterii de condensatoare de 37 kVAr pe bara 20 kV a
stației colectoare condiție realizabilă după conectarea CEF si măsurarea
curenților capacitivi/inductivi, sau
o
Limitarea puterii active generate în
interiorul CEF la cel mult
88% din Pinstalat pentru respectarea restricției cos j = 0.90
capacitiv.
