Една от най-големите разлики между централите за производство на възобновяема енергия-слънчеви ферми и вятърни проекти, например-и традиционната-електрическа система се крие в колекторната мрежа. Тези инсталации разчитат в голяма степен на вкопани кабели, а не на въздушни линии. И тази кабелна мрежа се намира директно между скъпите си-електронни активи: инвертори, DC комбинатори и-монтирани трансформатори.
Истинските проблеми започват с единични-фазови-заземителни съединения--това, което наричаме ниско-токови заземителни съединения. Поведението не прилича на това, което бихте видели на конвенционална въздушна линия. На практика тези неизправности често се проявяват като прекъсваща дъга. Точката на повреда не остава здраво заземена; вместо това, той се разпада и възстановява многократно, удряйки дъга отново и отново. Всяко повторно задействане инжектира преходно пренапрежение в системата-често няколко пъти над номиналното напрежение. Този вид повтарящ се импулс е опустошителен за силовата електроника. IGBT модулите и кондензаторите за DC-връзки в инверторите просто нямат запаса от пренапрежение, който има традиционният трансформатор. Няколко силни удара могат да пробият изолацията, да предизвикат DC-странична повреда и в най-лошия случай да причинят катастрофална повреда-включително пожар и експлозия. Това не е тревога; това е елементарна физика.
Много инсталации използват заземяване с ниско-съпротивление, което означава, че защитното реле се изключва незабавно при повреда в една-фаза. Звучи чисто, но създава различно главоболие: как да разберете кое захранващо устройство или кое съединение всъщност се е повредило? Средна{3}}соларна ферма може да има над сто километра вкопан кабел със стотици снаждания. Когато защитата изчисти целия захранващ колектор, екипажът остава да се взира в дълга подземна пътека без видима следа. Разломът може да е на десетки километри, заровен в изкоп или директно-заровен на някое снаждане по средата-на разстояние. Без точно местоположение, единствените ви възможности са да изкопаете целия път или да опитате рисковано повторно-зареждане с енергия. И повторното -захранване на повреден кабел по същество подлага това слабо място на друга масивна дъгова светкавица-превръщайки това, което може да е бил малък проблем със снаждането, в постоянен кратер.
Това ни води до основното изискване: централата се нуждае от устройство, което може да идентифицира повреденото захранващо устройство и да определи местоположението, преди прекъсвачът да се задейства-в идеалния случай, дори по време на периодичната фаза на разреждане. Конвенционалните устройства за записване на грешки и дистанционни релета са почти безполезни тук. Импедансът на кабела е твърде нисък, а преходното поведение по време на дъгова дъга е твърде сложно за алгоритъм, базиран на фундаментални-честотни величини, за да даде надеждно местоположение. Истинското техническо предизвикателство за малък{5}}токов локатор-на повреда се крие в улавянето на преходни вълни с висока{7}}честота или преходна посока на тока с нулева-последователност по време на повредата. Това изисква изключително висока честота на дискретизация и усъвършенствани функции-алгоритми за извличане-такива, които могат да изберат сигнатурата на повредата от шумен фон, пълен с инверторни хармоници и околен шум от превключване.
Ако не решите това, последствията засягат три фронта: загубено поколение, повреда на оборудването и безопасност. Дъга, горяща в затворено подземно пространство, може бързо да възпламени обвивките на кабелите и огънят да се втурне надолу по изкопа, премахвайки всяка верига в този коридор. А за проект, който се плаща на мегават-час, ненужните продължителни прекъсвания са пряк удар върху приходите. Така че система, която може едновременно да-избере правилното захранващо устройство и да локализира повредата в рамките на метри-вече не е само надграждане на защитата. Това е основно изискване за защита на активите и оперативна рентабилност в инсталациите за възобновяема енергия.
