Chế độ suy giảm công suất theo điện áp do tăng áp Inverter

Trong một số trường hợp điện áp chạm đến ngưỡng ở biên và có hiện tượng tăng áp Inverter sẽ điều chỉnh giảm công suất ngõ ra để đáp ứng lại khi điện áp của lưới cao hơn bình thường.

Khi công suất ngõ ra của biến tần inverter suy giảm để đáp ứng điện áp lưới tăng cao. Hiện tượng này được gọi là “chế độ phản hồi Volt-watt“.

Đây là một chức năng bảo vệ của inverter. Do đó chúng ta sẽ cần phải chú ý đến chất lượng điện áp của lưới điện khi lắp đặt hệ thống điện mặt trời.

Tại sao Inverter lại xảy ra hiện tượng suy giảm công suất phát

Chúng ta sẽ có những nguyên nhân cơ bản như sau :

• Điện áp lưới vượt ra ngoài dãy điện áp hoạt động theo tiêu chuẩn của Inverter.
• Điện áp của lưới nẳm ở gần ngưỡng giới hạn. Khi hoạt động Inverter đã đẩy điện áp vượt ra khỏi giới hạn này.

Thêm vào đó, còn một nguyên nhân như sau:

Tăng áp trong hệ thống điện mặt trời

Khi hệ thống điện mặt trời tạo ra nhiều điện năng hơn nhu cầu tải sử dụng. Lượng điện năng dư sẽ được đầy ngược ra lưới.

Để dòng điện đi từ hệ thống điện mặt trời ra lưới điện, điện áp của inverter sẽ cần phải cao hơn điện áp của lưới vài Vôn. Trong các trường hợp lý tưởng, đó là mức tăng không đáng kể.

VD: Inverter sẽ tăng điện áp từ 230V lên đến 250V.

Vấn đề sẽ xảy ra khi mà dây dẫn nối từ inverter đến lưới điện quá nhỏ so với công suất của hệ thống điện mặt trời. Tại sao lại có chuyện này xảy ra ?

Công thức tính điện áp

Điện áp là lực để hỗ trợ dòng điện di chuyển. Dòng điện trong dây dẫn là cường độ dòng các electron. Tại Việt nam, điện áp hiện tại có mức chuẩn là 230V của lưới điện cho hệ thống 1 pha.

Được tính theo công thức là: ĐIỆN ÁP = DÒNG ĐIỆN X ĐIỆN TRỞ ( V = I x R )

VD: Vào buổi trưa, Inverter 5kW sẽ bơm vào lưới dòng điện khoảng 20 Ampe .

Điện trở cản dòng điện chạy trong dây dẫn. Điện trở phụ thuộc vào tiết diện dây dẫn, chiều dài và vật liệu chế tạo. Chúng ta thường đo đạc điện trở bằng đơn vị Ôm (Ohm).

Định luật OHM

Định luật Ohm biểu thị mối quan hệ giữa dòng điện, điện áp và điện trở.

Nếu điện trở của dây dẫn lớn, để tạo nên sự cân bằng trong hệ thống, sẽ cần tăng điện áp của inverter hoặc cần giảm dòng điện .

Tuy nhiên rất hiếm trường hợp giảm dòng điện. Thông thường để cân bằng hai vế của công thức, ta cần tăng điện áp lên cao hơn.

Điện trở của dây dẫn càng lớn, điên áp sẽ càng phải tăng cao đề có thể đẩy dòng điện vào lưới.

Tại sao cần quan tâm đến hiện tượng tăng áp trong hệ thống điện mặt trời ?

1.  Inverter có dấu hiệu tăng áp

Như đã đề cập phía trên. để đẩy dòng điện ra lưới điện quốc gia bản thân inverter cần tăng điện áp lên cao hơn lưới. Vào buổi trưa là thời điểm dòng điện đẩy điện áp lên lưới cao nhất ?

Vào buổi trưa điện áp có thể đẩy dòng điện ra lưới đạt mức cao nhất. Và khi có nhiều hệ thống điện năng lượng lân cận cùng đưa điện lên lưới. Trong cùng thời điểm, người dân đang cùng nâng điện áp của lưới => Lúc này inverter sẽ cần đưa điện áp lên cao hơn nữa dẫn đến tình trạng Inverter quá tải điện và ngưng hoạt động.

2. Hiện tượng tăng áp gây hư hỏng các thiết bị sử dụng điện

Nếu inverter liên tục trip và khởi động lại sẽ ảnh hưởng đến chính inverter. Bên cạnh đó là các thiết bị như motor, đèn huỳnh quang do điện áp lưới tăng lên cao.

Các bước kiểm tra và khắc phục

Kiểm tra điện áp của lưới

Chúng ta cần shutdown hệ thống điện mặt trời trước khi kiểm tra điện áp của lưới. Bên cạnh đó tắt tất cả các tải có công suất lớn đang sử dụng.

Nên thực hiện quá trình đo đếm vào buổi trưa. Đây là khoảng thời gian mà các hệ thống điện mặt trời lắp đặt lân cận sẽ ảnh hưởng đến điện áp lưới nhiều nhất.

Bước 1 – Ghi nhận lại giá trị điện áp tức thời trên đồng hồ đo đếm. Nếu giá trị vượt quá ngưỡng điện áp quy định chúng ta sẽ chụp ảnh lại và gửi cho phía điện lực.

Bước 2 – Khi lại giá trị điện áp trong khoảng 10 phút bằng đồng hồ đo đếm có tích hợp logger. Chú ý chúng ta cần tắt hệ thống điện mặt trời cũng như toàn bộ tải công suất lớn. Nếu giá trị trung bình vượt quá ngưỡng điện áp cho phép chúng ta hãy gửi thông tin cho phía điện lực.

Kiểm tra sụt áp trong hệ thống điện mặt trời lắp đặt.

Chúng ta hãy yêu cầu công ty tư vấn thiết kế hệ thống điện mặt trời kiểm tra lại độ sụt áp của hệ thống trên đường dây AC. Đồng thời nâng cấp đường dây hòa lưới nếu độ tăng áp khiến cho điện áp tổng vượt ngưỡng hoạt động cho phép của inverter.

Bước 3 – Kiểm tra độ tăng điện áp. Nếu điện áp lưới và độ sụt áp của dây dẫn đạt tiêu chuẩn, chúng ta hãy cùng đo đạc mức tăng điện áp như sau :

• Khi hệ thống điện mặt trời chưa hoạt động, tắt hết tất cả các tải và đo điện áp không tải tại tủ cấp điện chính.
• Cấp điện cho một tải tuần trở ( lò nướng / lò vi sóng … ) và đo đòng điện ở dây nóng, dây trung tính và điện áp tại tủ cấp điện chính.
• Từ đó chúng ta tính toán lượng tăng áp tại điểm cấp điện cho tải
• Hoặc sử dụng công cụ WireWizard (hỗ trợ iphone) hoặc trên nền tảng website
• Tính toán điện trở tổng của dây dẫn AC và các điểm đấu nối.

Với các trường hợp như sau:

Trường hợp #1 – Điện áp lưới quá cao – lúc này bạn hãy trình bày với điện lực và nhờ họ can thiệp để giải quyết vấn đề.

Trường hợp #2 – Điện áp lưới ổn định, độ sụt áp dây hòa lưới AC nhỏ hơn 4%, tuy nhiên hệ thống vẫn bị trip. Lúc này chúng ta có các lựa chọn như sau :

• Chúng ta có thể thay đổi giá trị Trip sau khoảng thời gian cố định lên mức cao hơn ( tùy vào khả năng hỗ trợ của từng dòng inverter – chế độ “VOLT RESPONSE MODES” )
• Nếu không chúng ta sẽ cần nâng cấp dây dẫn AC hoặc giới hạn lượng công suất phát của hệ thống điện mặt trời phát ra lưới.

Trường hợp #3 – độ tăng áp vượt quá 4% – Chúng ta hãy nói chuyện với công ty thiết kế & lắp đặt hệ thống. Khả năng lớn bạn sẽ cần phải thay thế dây dẫn AC.

Khắc phục hiện tượng tăng áp Inverter lên đến 250V-270V

Hiện nay có một số bạn thắc mắc vì sao INVT hòa lưới có điện áp lên lưới rất cao, vượt quá 250-270V, nhất là vào thời điểm trưa nắng, bức xạ cao. Hãy cùng BQ Solar tìm hiểu nguyên nhân hiện tượng này, và cách khắc phục lỗi điện áp inverter cao này nhé:

1. Dây dẫn xoay chiều AC có tiết diện bé:

Thường thì tiết diện dây dẫn phải tối thiểu theo khuyến cáo của nhà sản xuất, CATALOGUE sản phẩm. Nếu tiết diện dây dẫn bé quá sẽ dẫn tới hiện tượng Invt tăng điện áp để bơm được dòng đẩy lên lưới.

Mình ví dụ nếu bạn có một hệ 10Kwp 1 pha, đoạn đường dây dẫn từ Inverter đến công tơ điện là 30m thì bạn phải đi dây có tiết diện 10mm thì điện áp rơi của hệ là 2.72%, Nếu khoảng cách là 50M thì bạn phải sử dụng cỡ dây 16mm2 (mình nói đối với trường hợp là dây đồng đơn nhé). Bạn có thể tải các app tính tiết diện dây dẫn để sử dụng cho phù hợp.

2. Điện áp toàn khu vực quá cao

Khu vực Tây Nguyên hoặc các khu vực có lắp nhiều hệ thống điện NLMT, nếu không được EVN điều hòa hợp lý thì sẽ rất hay xảy ra tình trạng áp lưới vượt quá mức quy định an toàn lưới điện hạ thế (+/-5%).
Vào thời điểm trưa nắng từ 11-2h chiều, lượng bức xạ cao dẫn tới lượng điện bơm lên lưới rất cao, hệ thống lưới điện địa phương không thể tải được gây nên tình trạng quá tải, điện áp vọt lên cao.

3. Lỗi ngắn mạch

Dòng điện cũng như dòng nước chảy, khi lòng sông rộng, lưu lượng nước điều hòa, chảy hiền hòa. Tuy nhiên, khi gặp khúc sông hẹp, bị chặn, để đảm bảo dòng chảy thì buộc phải tăng áp lực nước. INVT cũng như một máy bơm nước. Để khắc phục tình trạng này cần kiểm tra kỹ dây AC, từ INVT đi lên lưới điện xem có đoạn nào nhỏ, đoạn nào bị chặn và loại bỏ các yếu tố đó, khơi thông dòng chảy.

4. Khoảng cách từ dây dẫn AC đến công tơ điện quá xa

Chiều dài dây dẫn AC với điện trở tỷ lệ thuận. Khi dây dẫn AC dài, điện trở tăng, để duy trì dòng hòa lưới, INVT buộc phải tăng điện áp. Do vậy, khi lắp đặt chú ý không lắp đặt dài quá 100m để đảm bảo hiệu quả.

Trong 3 nguyên nhân trên thì nguyên nhân 3 dễ xử lý nhất, khi chỉ cần kiểm tra thay thế thiết bị. Nguyên nhân 1 và 4 có thể xử lý khi thay thế dây dẫn, tuy nhiên, chi phí cũng không hề rẻ. Nguyên nhân 2 thì là khách quan do hệ thống lưới điện địa phương nên rất khó xử lý.

Có nên mở rộng dải điện áp của inverter để hệ thống vẫn hoạt động?

Inverter hòa lưới thường được cài đặt ban đầu với một tiêu chuẩn điện theo quốc gia. Phần lớn hỗ trợ inverter hòa lưới tốt trong dải điện áp tương đối hẹp 200v-240v. Với một lưới điện AC ổn định, inverter lắp đặt và kết nối tốt thì hệ thống sẽ hoạt động tốt.

Ở Việt Nam, lưới điện có độ giao động lớn có thể lên đến 180V-270V do các yếu tốt trạm biến áp công suất nhỏ, dây dẫn quá dài…Nếu do lý do này quý khách hàng có thể chủ động mở rộng giải điện áp để hệ thống điện mặt trời hòa lưới ổn định hơn.

Nếu lý do dâng áp là do tiết diện dây nhỏ hoặc kết nối kém, cần xử lý dứt điểm để hệ thống hoạt động tốt.

Chú ý: Inverter ngắt để bảo vệ chính nó. Nếu mở dải điện áp inverter lên quá cao các thiết bị thiết bị điện khác như tivi, tủ lạnh,… trong nhà khi ngõ vào điện quá cao sẽ chóng hỏng. Tuổi thọ inverter cũng suy giảm.