תמיכה בכוח תגובתי של מתחדשים היא המפתח למניעת הפסקות, אך מי משלם?

ה- CEA מחייב שפרויקטים קיבולת תגובית השווה ל 33% מיכולת הייצור המותקנת.
המסע אחר אבטחת אנרגיה ואנרגיה נקייה הביא לצמיחה משמעותית ביכולת האנרגיה המתחדשת בהודו. בין מקורות אנרגיה מתחדשים, כוח השמש והרוח הם שניהם מקורות של כוח לסירוגין שעלו משמעותית ועליהם לספק פיצוי כוח תגובתי (אינרציה של רשת) ויציבות מתח כדי להבטיח אבטחת רשת.
חלקם של כוח השמש והרוח בסך הכל קיבולת המותקנת עלה לכ- 25.5% נכון לדצמבר 2022 מפחות מ- 10% בסוף 2013, על פי Mercom India Research.
כאשר לאנרגיה מתחדשת יש חדירת רשת נמוכה בהרבה, ניתן לחבר אותה לחיבור או החוצה מבלי להשפיע באופן משמעותי על יציבות הרשת. עם זאת, ככל שהשילוב של מקורות אנרגיה מתחדשים ברשת הכוח עולה, כל סטייה תשפיע ברצינות על היציבות והאמינות של מערכת הכוח.
שירותי כוח תגוביים משמשים כדי להבטיח שרמות המתח יישארו בגבולות מוגדרים. מתח שומר על העברת הכוח הפיזית מהגנרטור לעומס. כוח תגובתי ישפיע על מתח המערכת, ובכך ישפיע באופן משמעותי על אבטחת הרשת.
הממשלה נקטה בצעדים השנה לאחר שאירועי אובדן חשמל שונים איימו על הרשת הלאומית.
רשות החשמל המרכזית (CEA) דיווחה לאחרונה על 28 אירועים של סטיית תדר רשת מגבולות מוגדרים מאז ינואר 2022, וכתוצאה מכך אובדן של יותר מ -1,000 מגה -וואט של אנרגיה מתחדשת. זה מגביר את החששות מפני הפסקות חשמל תכופות יותר.
מרבית האירועים המדווחים מתייחסים למתחבים יתר במהלך פעולות המיתוג, תנודות בתדר נמוך של מקורות אנרגיה מתחדשים ותקלות ליד מתחמי אנרגיה מתחדשים.
ניתוח של אירועים אלה מראה שתמיכה לא מספקת של כוח תגובתי ממקורות אנרגיה מתחדשים משתנים היא אחד הגורמים התורמים בתנאים סטטיים ודינאמיים כאחד.
פרויקטים של כוח סולארי ורוח מהווים כמעט 63% מיכולת האנרגיה המתחדשת המותקנת במדינה, אך הם מפרים את דרישת ה- CEA כי כוח תגובתי מהווה 33% מיכולת הייצור של הפרויקט, במיוחד באזור הצפוני. ברבע השני של 2023 בלבד, הודו ייצרה 30 מיליארד יחידות אנרגיה סולארית.
ה- CEA הנחה מאז את כל מפתחי האנרגיה המתחדשת שהגישו בקשה לחיבור עד 30 באפריל 2023, כדי לעמוד בכללי החיבור של ה- CEA עד 30 בספטמבר או כיבוי פונים.
על פי התקנות, נדרשת תמיכה בהספק תגובתי משתנה באופן דינמי במהלך מתח נמוך (LVRT) ותמסורת מתח גבוהה (HVRT).
הסיבה לכך היא שבנקים של קבלים קבועים יכולים לספק רק תמיכה בכוח תגובתי בתנאים במצב יציב ולספק בהדרגה תמיכה לאחר תקופת עיכוב. לפיכך, מתן תמיכה בתגובה תגובית משתנה באופן דינמי הוא קריטי כדי להבטיח יציבות ואבטחה ברשת.
תמיכה דינאמית מאפשרת לספק או לחלץ כוח תגובתי בתוך אלפיות השנייה כדי למנוע תקלות במהלך עומסי יתר של זרם/מתח.
מרקום, מפעילת המערכת של בקר רשת בהודו, אמרה ל- MERCCOM: "אחת הסיבות למתח נמוך, אפילו 85% או פחות מהערך המדורג, היא חוסר היכולת של מחוללי סולאריים או רוח לספק תמיכה בכוח תגובתי דינאמי. תחנת צבירה. עבור פרויקטים סולאריים, ככל שכניסת קרינת השמש לרשת גדלה, העומס על קווי העברת הפלט עולה, מה שגורם בתורו למתח בשטח התחנה של צבירה/נקודת חיבור גנרטור מתחדשת לרדת, אפילו מתחת למתח השקילה הרגיל של 85%. "
"פרויקטים סולאריים ורוח שאינם עומדים בתקני CEA עשויים לתקלה, וכתוצאה מכך הפסדי דור קשה. באופן דומה, שפיכת עומס של חוטי שירות עשויה בתורם לגרום לתנאי מתח גבוהים. במקרה זה, גנרטורים רוח ושמש לא יוכלו לספק כוח נאות. " תמיכת כוח תגובית דינאמית אחראית על ירידת המתח. "
מפתחת פרויקטים של אנרגיה מתחדשת אחת שהתראיינה על ידי מרקום אמרה כי תנודות ובעיות הפסקות מתרחשות בהיעדר אינרציה של רשת או כוח תגובתי, אשר ברוב האזורים ניתנת על ידי היכולת לספק כוח תגובתי. פרויקטים תרמיים או כוח מים נתמכים. וגם לשאוב אותו מהרשת לפי הצורך.
"הבעיה מתעוררת במיוחד באזורים כמו רג'סטאן, שם יכולת האנרגיה המתחדשת המותקנת היא 66 ג'יגה-וואט, וגוג'אראט, שם מתוכננים 25-30 ג'יגה-וואט באזור קפדה בלבד," אמר. אין הרבה תחנות כוח תרמיות או תחנות כוח הידרואלקטריות. צמחים שיכולים לשמור על כוח תגובתי כדי להימנע מכשלי רשת. מרבית פרויקטים של אנרגיה מתחדשת שנבנו בעבר מעולם לא לקחו זאת בחשבון, וזו הסיבה שהרשת ברג'סטאן נשברת מעת לעת, במיוחד בתחום האנרגיה המתחדשת. "
בהיעדר אינרציה של רשת, פרויקטים של כוח תרמי או כוח הידרו חייבים להתקין מפצה משתנה שיכול לספק כוח תגובתי לרשת ולחלץ כוח תגובתי במידת הצורך.
מפעיל המערכת הסביר: "לפרויקטים של אנרגיה מתחדשת, גורם קיבולת של 0.95 הוא די סביר; גנרטורים הממוקמים הרחק ממרכז העומס צריכים להיות מסוגלים לפעול מגורם כוח של 0.90 פיגור לגורם כוח של 0.95 המובילים, ואילו גנרטורים הממוקמים בסמוך למרכז העומס צריכים להיות מסוגלים לפעול בין 0.90 שניות גורם כוח מפגר עד 0.95 עם גורם כוח מוביל מ- +0.85 ל- -0.95 עם המוביל. עבור מחולל אנרגיה מתחדשת, גורם כוח של 0.95 שווה ל 33% מהכוח הפעיל, שהוא כוח תגובתי. יכולות שיש לספק בטווח הכוח הפעיל המדורג. "
כדי לפתור את הבעיה הדחופה הזו, מומלץ למעצבים להתקין עובדות (מערכת העברת AC גמישה) כגון מפצה סטטי var או מפיצרים סינכרוניים סטטיים (STATCOM). מכשירים אלה יכולים לשנות את תפוקת הכוח המגיבה שלהם במהירות רבה יותר בהתאם להפעלת הבקר. הם משתמשים בטרנזיסטורים דו -קוטביים מבודדים (IGBTs) ובבקרות תיריסטור אחרות כדי לספק מיתוג מהיר יותר.
מכיוון שכללי חיווט CEA אינם מספקים הנחיות ברורות לגבי התקנת מכשירים אלה, מפתחי פרויקטים רבים לא לקחו בחשבון את החובה לספק תמיכה בכוח תגובתי ולכן העלו את עלותה לתהליך ההצעות במשך שנים רבות.
פרויקטים קיימים של אנרגיה מתחדשת ללא ציוד כזה דורשים כוח גיבוי מממירים המותקנים במערכת. זה מבטיח כי גם אם הם מייצרים כוח בעומס מלא, עדיין יש להם מרווח ראש כדי לספק תמיכה מסוימת של פיגור או עופרת כוח תגובתי כדי למנוע את נקודת המתח הקשורה לחריגה מגבולות מקובלים. הדרך היחידה האחרת היא לבצע פיצוי חיצוני במסופי המפעל, שהוא מכשיר פיצויים דינאמי.
עם זאת, אפילו עם כוח זמין בלבד, המהפך נכנס למצב שינה כאשר הרשת כבויה, כך שנדרש מפצה של גורם כוח דינאמי סטטי או משתנה.
מפתח פרויקט אנרגיה מתחדשת אחר אמר, "מוקדם יותר, מפתחים מעולם לא נאלצו לדאוג לגורמים אלה מכיוון שהם הוחלטו ברובם ברמת המשנה או ברשת הכוח ההודית. עם העלייה באנרגיה המתחדשת שנכנסת לרשת, המפתחים צריכים לקבוע גורמים כאלה. " לפרויקט ממוצע של 100 מגה -וואט, עלינו להתקין 10 MVAR StatCom, שיכולים לעלות בקלות בין Rs 3 ל- 400 crore (בערך 36.15 עד 48.2 מיליון דולר) ובהתחשב בעלות הפרויקט, זהו מחיר קשה לשלם. "
הוא הוסיף: "צפוי שהדרישות הנוספות הללו על פרויקטים קיימים יובאו בחשבון בהתאם לשינויים בתנאים החוקיים של הסכמי רכישת חשמל. כאשר שוחרר קוד הרשת בשנת 2017, הוחל בשאלה האם יש להתקין בנקים של קבלים סטטיים או לבנקים קבלים דינמיים. כורים ואז StatCom. כל המכשירים הללו מסוגלים לפצות על הצורך בכוח תגובתי של הרשת. מפתחים אינם ששים להתקין מכשירים כאלה, אך עלות היא בעיה. עלות זו לא נלקחה בעבר בחשבון בהצעות התעריף, ולכן יש לכלול אותה במסגרת שינויים בחקיקה, אחרת הפרויקט יהפוך לבלתי ניתן לסוף. "
מנהלת ממשלתית בכירה הסכימה כי התקנת ציוד תמיכה בתגובה תגובית דינאמית בהחלט תשפיע על עלות הפרויקט ובסופו של דבר ישפיעו על מחירי החשמל העתידיים.
הוא אמר, "ציוד STATCOM היה מותקן בעבר בתוך ה- CTU. עם זאת, לאחרונה הציגה ה- CEA את כללי הקשר שלה המחייבים את מפתחי הפרויקטים להתקין ציוד זה בתחנות כוח. לפרויקטים שבהם הושלמו סופית תעריפי חשמל, מפתחים יכולים לגשת לעמלת הרגולציה המרכזית של ועדת הכוח מגישה בקשה לבחינת תנאי "שינוי החוק" עבור מקרים כאלה ופיצוי דרישה. בסופו של דבר, CERC יחליט אם לספק זאת. באשר למנהל הממשלה, אנו רואים באבטחת הרשת עדיפות עליונה ונבטיח כי ציוד זה יהיה זמין כדי למנוע שיבושים ברשתות. "
מכיוון שאבטחת רשת היא גורם חשוב בניהול יכולת אנרגיה מתחדשת הולכת וגוברת, נראה כי אין ברירה אחרת אלא להתקין את ציוד ה- STATCOM הדרוש לפרויקטים תפעוליים, מה שמוביל בסופו של דבר להגדלת עלויות הפרויקט, שעשויות להיות תלויות או לא תלויות בשינויים בתנאים המשפטיים. ו
בעתיד, מפתחי הפרויקטים יצטרכו לקחת בחשבון עלויות אלה בעת הצעות מחיר. בהכרח אנרגיה נקייה תהפוך ליקרה יותר, אך רירית הכסף היא שהודו יכולה לצפות קדימה לניהול מערכות כוח יציבות יותר ויציבות יותר, ומאפשר שילוב יעיל של אנרגיה מתחדשת במערכת.