KAT. A
Moc bierna i kompensacja
Aktywny filtr harmonicznych, AHF lub APF, jest bocznikowo przyłączonym aktywnym urządzeniem korekcyjnym, które mierzy prąd obciążenia i wytwarza prąd kompensujący wybrane składowe harmoniczne. W zależności od konstrukcji i dostępnego prądu znamionowego może również kompensować moc bierną albo asymetrię obciążenia. Zakres funkcji i harmonicznych podlegających kompensacji określa dokumentacja urządzenia.
Filtr dobiera się na podstawie widma harmonicznych, prądu kompensującego, impedancji sieci i celu określonego w punkcie wspólnego przyłączenia. Osiągany THD zależy od obciążenia, układu sieci i rezerwy urządzenia, dlatego nie można obiecywać uniwersalnego poziomu poniżej 5%. Po uruchomieniu należy przeprowadzić pomiar weryfikacyjny według tej samej metody i w porównywalnych warunkach pracy.
Wzór
typical target: current THD < 5%, subject to system conditions
Pasywny filtr harmonicznych jest układem elementów R, L i C ukształtowanym tak, aby zmieniać impedancję instalacji dla wybranego zakresu częstotliwości. Najczęściej filtr bocznikowy tworzy drogę o małej impedancji dla określonej harmonicznej; spotyka się filtry jednokrotnie strojone, wielokrotnie strojone i górnoprzepustowe. Przy częstotliwości podstawowej filtr może również dostarczać moc bierną pojemnościową.
Dobór wymaga pomiaru widma harmonicznych oraz analizy impedancji i rezonansów sieci. Zmiana konfiguracji instalacji może przeciążyć filtr albo przesunąć warunki rezonansu, dlatego nie wystarcza sama znajomość numeru harmonicznej. Gdy widmo i obciążenie silnie się zmieniają, alternatywą może być filtr aktywny lub hybrydowy. Filtr pasywny i dławik odstrojeniowy pełnią różne funkcje.
Wzór
f₀ = 1 / (2π√(LC)) — tuning frequency
Rezonans w sieci elektroenergetycznej występuje, gdy indukcyjność i pojemność instalacji tworzą częstotliwość własną, przy której impedancja układu wyraźnie rośnie albo maleje. Zależnie od konfiguracji rezonans równoległy może wzmacniać napięcie i prądy harmoniczne, a rezonans szeregowy powodować duże prądy w gałęzi. Wzór f = 1/(2π√LC) opisuje jedynie uproszczony obwód skupiony.
Dołączenie baterii kondensatorów zmienia charakterystykę częstotliwościową instalacji i może zbliżyć częstotliwość własną do obecnej harmonicznej. Ryzyko ocenia się na podstawie pomiarów, danych transformatora i kabli oraz analizy impedancji. Stosuje się między innymi baterie odstrajane dławikami, filtry i tłumienie; urządzenie aktywne może ograniczać wzbudzenie, lecz nie usuwa automatycznie każdej częstotliwości rezonansowej.
Wzór
f_res = 1 / (2π√(L×C))
PV + SVG
Kompensacja / SVG
Kompensacja w układzie PV polega na sterowaniu bilansem mocy biernej w punkcie przyłączenia instalacji zawierającej fotowoltaikę. Bilans obejmuje odbiorniki, transformator, kable oraz falowniki, które zależnie od nastaw i punktu pracy mogą dostarczać albo pobierać moc bierną. Sama obecność modułów PV nie przesądza o pojemnościowym charakterze całego obiektu.
Zdolność falownika do regulacji Q jest ograniczona jego mocą pozorną: P² + Q² ≤ S². Przy pracy blisko limitu S wymuszanie mocy biernej może ograniczyć dostępną moc czynną, ale skala ograniczenia zależy od przewymiarowania i bieżącej generacji. Funkcja Q(U) służy przede wszystkim regulacji napięcia i nie musi zapewniać celu rozliczeniowego. Tryb nocny i nocny przepływ Q zależą od urządzenia, nastaw oraz tego, które elementy pozostają pod napięciem.
Wzór
P² + Q² ≤ S²; the available Q range depends on the inverter's apparent power and current active power
audyt 48h
Kompensacja / SVG
Audyt mocy biernej jest procesem diagnostycznym łączącym analizę umowy i faktur z pomiarami mocy czynnej, biernej i pozornej, współczynnika mocy, napięcia, prądu oraz — gdy jest to potrzebne — harmonicznych i asymetrii. Celem jest ustalenie źródeł, kierunku i profilu przepływu energii biernej oraz przygotowanie wymagań dla kompensacji w określonym punkcie instalacji.
Czas i miejsca pomiaru należy dobrać tak, aby objąć reprezentatywne cykle pracy, postoje, zmiany obciążenia, pracę PV i inne istotne stany. Stałe 48 godzin nie zawsze wystarcza; w części obiektów potrzebny jest pełny tydzień lub pomiar sezonowy. Raport powinien zawierać profil P/Q, dane harmonicznych, ocenę rozliczeń, lokalizację źródeł, warianty rozwiązania, nastawy oraz plan pomiaru odbiorczego po wdrożeniu.
Wzór
analysis of the daily/weekly Q(t) profile against tan φ₀
KAT. B
Fotowoltaika (PV)
Photovoltaics (PV) is a technology that directly converts solar radiation into electricity by means of the photovoltaic effect in semiconductor cells. Cells are assembled into modules, and modules into DC circuits that operate with an inverter, protection devices, cabling and a mounting structure. The inverter converts the energy into AC electricity compatible with the installation and the grid. Output depends, among other factors, on irradiance, module temperature, orientation, shading, equipment efficiency and connection constraints.
For a business, PV can reduce purchases of active energy, but it does not guarantee independence from prices or from the grid. The design should consider the consumption profile, self-consumption, connection capacity, power quality and inverter settings. Its effect on reactive power must be assessed for the specific device and operating conditions.
A photovoltaic panel, more precisely a PV module, is an assembly of electrically interconnected cells enclosed in a structure that protects them from environmental influences. A typical module comprises a laminate, glass, encapsulation layers, a backsheet or second glass pane, a frame, junction box, cables and bypass diodes. It produces direct current, and its rated power, voltage and current are stated for defined measurement conditions, most commonly STC. Selection also requires checking dimensions, mechanical loads, safety class and inverter compatibility.
When comparing modules, the data and certificates of the specific product should be compared, not only wattage. Surface efficiency, temperature coefficient, system voltage, warranted degradation and mounting conditions are relevant. Annual yield results from the complete design, not from a single module parameter.
Wzór
rated power in Wp (STC: 1000 W/m², 25°C, AM 1.5)
A photovoltaic cell is a semiconductor element that converts radiant energy into electrical energy. Photon absorption in the material generates charge carriers, and an internal electric field enables their separation and the flow of current through an external circuit. A single cell has limited voltage and current, so many cells are connected in series and in parallel in a module. Its parameters depend, among other factors, on the material, junction and contact architecture, passivation, temperature, spectrum and irradiance.
Mono-Si and poly-Si describe the material structure, whereas PERC, TOPCon and HJT describe cell architectures. The name alone does not determine energy yield. Parameters and testing of the complete module should be compared because interconnections, optical losses, construction and manufacturing quality also have an effect.
A photovoltaic inverter converts direct current from PV modules into alternating current with parameters required by the installation and grid. It controls the generator operating point through MPPT, synchronizes with the grid, monitors voltages and currents, and performs the protective and communication functions provided for the particular model. It may also regulate reactive power, power factor and active power in accordance with its settings and connection requirements. The scope of functions and their operation must be confirmed in the device documentation and certificates.
An inverter is selected for DC voltages, currents and power, string topology and grid conditions. At a given operating point, reactive-power control requires active-power curtailment only when the requested apparent power exceeds the device capability. The assessment includes the P–Q curve, temperature, DC/AC oversizing and distribution-system-operator requirements.
A hybrid inverter is a power converter that operates with a PV installation and a compatible energy storage system. Within the limits of its topology, power rating and control algorithms, it manages energy flows between the modules, battery, loads and grid. It can charge and discharge the battery, increase self-consumption, limit demand peaks or export, and selected models provide a dedicated backup supply. Backup is not, however, a feature of every device and requires the appropriate output, switching equipment, neutral-conductor configuration and a compatible battery.
Before selection, the battery voltage range, BMS protocol, power and current, transfer time and islanding capability must be checked. The word “hybrid” does not guarantee supply for an entire site during an outage; the scope of backup loads follows from the design and the manufacturer’s instructions.
KAT. E
Sieć i jakość energii
f_h = h × 50 Hz
Sieć i jakość energii
Harmoniczne są sinusoidalnymi składowymi okresowego napięcia lub prądu o częstotliwościach równych całkowitym wielokrotnościom częstotliwości podstawowej: fh = h × f1. W sieci 50 Hz piąta harmoniczna ma 250 Hz. Powstają głównie wskutek pracy odbiorników nieliniowych i przekształtników, które pobierają prąd o kształcie innym niż sinusoida. Składowe o częstotliwościach niebędących całkowitymi wielokrotnościami nazywa się interharmonicznymi.
Harmoniczne mogą zwiększać straty i nagrzewanie przewodów, transformatorów, silników oraz kondensatorów, powodować rezonanse i zakłócać działanie aparatury. Ocenia się je na podstawie widma, THD lub TDD i miejsca pomiaru, zwłaszcza punktu wspólnego przyłączenia. Ograniczanie może obejmować zmianę topologii odbiornika, dławiki, filtry pasywne, aktywne lub hybrydowe; rozwiązanie dobiera się do widma i impedancji sieci.
Wzór
f_h = h × f_1
THD %
Sieć i jakość energii
THD (Total Harmonic Distortion) jest stosunkiem wartości skutecznej zawartości harmonicznych do wartości skutecznej składowej podstawowej analizowanej wielkości. Wskaźnik podaje się w procentach osobno dla napięcia THDu i prądu THDi. Wynik zależy od przyjętego zakresu rzędów harmonicznych oraz sposobu grupowania, dlatego raport powinien wskazywać metodę i punkt pomiaru.
THD opisuje łączny poziom odkształcenia, ale nie pokazuje, które harmoniczne dominują ani jaki jest ich kierunek przepływu. EN 50160 określa charakterystyki napięcia w zaciskach zasilających publicznej sieci, więc nie jest ogólnym limitem THDi odbiorcy. Kryteria prądowe wynikają z warunków przyłączenia lub właściwej normy, na przykład IEEE 519 w punkcie wspólnego przyłączenia. Ocenę należy łączyć z widmem i obciążeniem.
Wzór
THD_X = √(Σ from h=2 to H of X_h²) / X_1 × 100%
KAT. G
Pomiary i wielkości
kVA (kilowoltoamper) jest jednostką mocy pozornej równą 1000 VA. Wyraża iloczyn wartości skutecznych napięcia i prądu, dlatego służy między innymi do podawania znamionowej mocy transformatorów, zasilaczy UPS i agregatów.
Nie jest tym samym co kW ani kvar. Przy 100 kVA i współczynniku mocy 0,8 moc czynna wynosi 80 kW; w warunkach sinusoidalnych moc bierna wynosi 60 kvar, a nie „pozostałe 20”. Przy harmonicznych należy stosować rzeczywisty współczynnik mocy.
Wzór
S = U_rms × I_rms; under sinusoidal conditions Q = √(S² − P²)
Płacisz za moc bierną? Zacznij od pomiaru i analizy.
Usługa jest płatna.
Przy zakupie układu kompensacji rabat na pomiar wynosi
80%.*
* Szczegóły i warunki rabatu zgodnie z aktualną ofertą.
Zobacz usługę pomiaru →
