CEA kräver att projekt har reaktiv kapacitet lika med 33% av installerad genererande kapacitet.
Strävan efter energisäkerhet och ren energi har lett till betydande tillväxt i förnybar energikapacitet i Indien. Bland förnybara energikällor är sol- och vindkraft båda källor till intermittent kraft som har ökat avsevärt och måste ge reaktiv kraftkompensation (rutnätströghet) och spänningsstabilitet för att säkerställa nätsäkerhet.
Andelen sol- och vindkraft i total installerad kapacitet har ökat till cirka 25,5% från december 2022 från mindre än 10% i slutet av 2013, enligt Mercom India Research.
När förnybar energi har mycket lägre nätpenetrering kan den anslutas in eller ut utan att påverka nätstabiliteten avsevärt. Men när integrationen av förnybara energikällor i kraftnätet ökar kommer varje avvikelse allvarligt att påverka kraftsystemets stabilitet och tillförlitlighet.
Reaktiva krafttjänster används för att säkerställa att spänningsnivåerna förblir inom specifika gränser. Spänningen upprätthåller fysisk överföring av kraft från generatorn till lasten. Reaktiv effekt kommer att påverka systemspänningen och därmed påverka nätverkets säkerhet avsevärt.
Regeringen tog stegen i år efter att olika maktförlusthändelser hotade det nationella nätet.
Central Electricity Authority (CEA) rapporterade nyligen 28 incidenter av nätfrekvensavvikelse från fastställda gränser sedan januari 2022, vilket resulterade i förlusten av över 1 000 MW förnybar energi. Detta höjer oro över mer frekventa strömavbrott.
De flesta av de rapporterade händelserna avser överspänningar under växlingsoperationer, lågfrekventa fluktuationer av förnybara energikällor och fel nära förnybara energikomplex.
Analys av dessa händelser visar att otillräckligt reaktivt kraftstöd från variabla förnybara energikällor är en av de bidragande faktorerna i både statiska och dynamiska förhållanden.
Sol- och vindkraftsprojekt står för nästan 63% av landets installerade förnybar energikapacitet, men de bryter mot CEA -kravet som reaktiv kraft står för 33% av projektets genererande kapacitet, särskilt i norra regionen. Endast under andra kvartalet 2023 producerade Indien 30 miljarder enheter av solenergi.
CEA har sedan dess riktat alla utvecklare av förnybar energi som ansökte om anslutning senast den 30 april 2023 för att följa CEA: s anslutningsregler senast den 30 september eller ansiktsavstängning.
Enligt reglerna krävs stöd för dynamiskt varierande reaktiv effekt under lågspänning (LVRT) och högspänningsöverföring (HVRT).
Detta beror på att fasta kraftkondensatorbanker endast kan ge reaktivt kraftstöd under stabilitetsförhållanden och gradvis ge stöd efter en fördröjningsperiod. Därför är det viktigt att tillhandahålla dynamiskt förändrat reaktivt kraftstöd för att säkerställa nätverksstabilitet och säkerhet.
Dynamiskt stöd gör det möjligt att leverera eller extraheras reaktiv kraft inom millisekunder för att förhindra fel under överbelastning av nuvarande/spänningar.
Mercom, systemoperatören för nätkontrollen i Indien, sa till MercCom: ”En av orsakerna till lågspänning, till och med 85% eller mindre av det nominella värdet, är oförmågan hos sol- eller vindgeneratorer att ge dynamiskt reaktivt kraftstöd. Aggregeringsstation. För solprojekt, när solstrålningsingången till nätet ökar, ökar belastningen på utgångsöverföringshuvudlinjerna, vilket i sin tur orsakar spänningen vid aggregeringsstationen/förnybar generatoranslutningspunkt för att sjunka, även under standardriktningsspänningen. ”
”Sol- och vindprojekt som inte uppfyller CEA -standarder kan inte fungera, vilket resulterar i allvarliga produktionsförluster. På samma sätt kan belastningsutgjutning av verktygsledningar i sin tur orsaka högspänningsförhållanden. I detta fall kommer vind- och solgeneratorer inte att kunna ge tillräcklig kraft. ” Dynamiskt reaktivt kraftstöd ansvarar för spänningsfallet. ”
En utveckling av förnybar energiprojekt som intervjuats av Mercom sa att fluktuationer och avbrottsproblem inträffar i frånvaro av nättröghet eller reaktiv kraft, som i de flesta regioner tillhandahålls av förmågan att tillhandahålla reaktiv effekt. Termiska eller vattenkraftprojekt stöds. Och också rita det från nätet efter behov.
"Problemet uppstår särskilt i regioner som Rajasthan, där den installerade förnybar energikapaciteten är 66 GW och Gujarat, där 25-30 GW planeras i Kafda-regionen ensam," sade han. Det finns inte många termiska kraftverk eller vattenkraftverk. Växter som kan upprätthålla reaktiv kraft för att undvika nätfel. De flesta av de förnybara energiprojekten som byggts i det förflutna tog aldrig hänsyn till detta, varför nätet i Rajasthan bryts ner då och då, särskilt inom sektorn för förnybar energi. ”
I avsaknad av nättröghet måste termiska kraft- eller vattenkraftprojekt installera en variabel kompensator som kan leverera reaktiv effekt till nätet och extrahera reaktiv effekt vid behov.
Systemoperatören förklarade: ”För projekt för förnybar energi är en kapacitetsfaktor på 0,95 ganska rimlig; Generatorer som ligger bort från lastcentret bör kunna arbeta från en effektfaktor på 0,90 fördröjning till en effektfaktor på 0,95 ledande, medan generatorer som ligger nära lastcentret bör kunna arbeta från 0,90 s släpande effektfaktor upp till 0,95 med ledande effektfaktor från +0,85 till -0,95 med ledande. För en förnybar energigenerator motsvarar en effektfaktor på 0,95 33% av den aktiva kraften, vilket är reaktiv effekt. kapacitet som måste tillhandahållas inom det nominella aktiva kraftområdet. ”
För att lösa detta pressande problem rekommenderas designers att installera fakta (flexibla AC -transmissionssystem) enheter som statiska VAR -kompensatorer eller statiska synkrona kompensatorer (STATCOM). Dessa enheter kan ändra sin reaktiva effektuttag snabbare beroende på styrenhetens drift. De använder isolerade grindbipolära transistorer (IGBT) och andra tyristorkontroller för att ge snabbare växling.
Eftersom CEA: s ledningsregler inte ger tydlig vägledning om installationen av dessa enheter har många projektutvecklare inte tagit hänsyn till skyldigheten att tillhandahålla reaktivt kraftstöd och har därför tagit fram sina kostnader i budprocessen under många år.
Befintliga projekt för förnybar energi utan sådan utrustning kräver säkerhetskopieringskraft från inverterare installerade i systemet. Detta säkerställer att även om de genererar kraft i full belastning har de fortfarande utrymme för att ge lite fördröjning eller blyreaktivt kraftstöd för att förhindra att sammankopplingsspänningspunkten överstiger acceptabla gränser. Det enda andra sättet är att utföra extern kompensation vid fabrikens terminaler, som är en dynamisk kompensationsanordning.
Men även med endast strömförsörjning går inverteraren i viloläge när nätet går av, så en statisk eller variabel dynamisk effektfaktorkompensator krävs.
En annan utveckling av förnybar energi sade: ”Tidigare behövde utvecklare aldrig oroa sig för dessa faktorer eftersom de mest beslutades på transformatornivå eller i det indiska kraftnätet. Med ökningen av förnybar energi som kommer in i nätet måste utvecklarna ställa in sådana faktorer. ” För ett genomsnittligt 100 MW -projekt måste vi installera 10 MVAR StatCom, som lätt kan kosta var som helst från Rs 3 till 400 crore (cirka 36,15 dollar till 48,2 miljoner) och med tanke på kostnaden för projektet är detta ett tufft pris att betala. ”
Han tillade: ”Det förväntas att dessa ytterligare krav på befintliga projekt kommer att beaktas i linje med förändringar i de juridiska villkoren för avtal om maktköp. När nätkoden släpptes 2017 övervägdes huruvida statiska kondensatorbanker skulle installeras eller dynamiska kondensatorbanker. reaktorer och sedan Statcom. Alla dessa enheter kan kompensera för behovet av reaktiv kraft i nätverket. Utvecklare är inte ovilliga att installera sådana enheter, men kostnaden är ett problem. Denna kostnad har inte tidigare beaktats i tullförslag, så den måste inkluderas i ramen för lagstiftningsändringar, annars kommer projektet att bli oundvikligt. ”
En ledande regeringsledare enades om att installationen av dynamisk reaktiv kraftstödutrustning definitivt skulle påverka kostnaden för projektet och i slutändan påverka framtida elpriser.
Han sa: ”Statcom -utrustning var tidigare installerad inom CTU. Nyligen har CEA emellertid infört sina sammankopplingsregler som kräver att projektutvecklare installerar denna utrustning i kraftverk. För projekt där eltullar har slutförts kan utvecklare närma sig Central Power Regulatory Commission lämna in en begäran om att granska villkoren för ”lagändring” för sådana fall och efterfrågan. I slutändan kommer CERC att besluta om det ska tillhandahållas. När det gäller regeringens verkställande direktör ser vi nätverkssäkerhet som en högsta prioritet och kommer att säkerställa att denna utrustning är tillgänglig för att undvika störningar i nätverk. ”
Eftersom nätsäkerhet är en viktig faktor för att hantera växande förnybar energikapacitet verkar det inte finnas något annat val än att installera den nödvändiga STATCOM -utrustningen för operativa projekt, vilket i slutändan leder till ökade projektkostnader, vilket kanske inte kan bero på förändringar i juridiska förhållanden. .
I framtiden måste projektutvecklare ta hänsyn till dessa kostnader vid budgivning. Ren energi kommer oundvikligen att bli dyrare, men silverfodret är att Indien kan se fram emot en stramare och mer stabil kraftsystemhantering, vilket möjliggör effektiv integration av förnybar energi i systemet.
Inläggstid: november-23-2023