دعم الطاقة التفاعلية من مصادر الطاقة المتجددة هو المفتاح لمنع انقطاع التيار الكهربائي ، ولكن من يدفع؟

تتطلب CEA أن يكون للمشاريع سعة تفاعلية تساوي 33 ٪ من سعة التوليد المثبتة.
أدى البحث عن أمن الطاقة والطاقة النظيفة إلى نمو كبير في القدرة على الطاقة المتجددة في الهند. من بين مصادر الطاقة المتجددة ، هناك مصادر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح على حد سواء مصادرين متقطعة والتي زادت بشكل كبير ويجب أن توفر تعويضًا تفاعليًا للطاقة (الجمود الشبكي) واستقرار الجهد لضمان أمان الشبكة.
ارتفعت حصة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في إجمالي السعة المثبتة إلى حوالي 25.5 ٪ اعتبارًا من ديسمبر 2022 من أقل من 10 ٪ في نهاية عام 2013 ، وفقًا لما ذكرته Mercom India Research.
عندما يكون للطاقة المتجددة تغلغلًا أقل بكثير من الشبكة ، يمكن توصيلها أو الخروج منها دون التأثير بشكل كبير على استقرار الشبكة. ومع ذلك ، مع زيادة تكامل مصادر الطاقة المتجددة في شبكة الطاقة ، فإن أي انحراف سيؤثر بشكل خطير على استقرار وموثوقية نظام الطاقة.
يتم استخدام خدمات الطاقة التفاعلية لضمان بقاء مستويات الجهد ضمن حدود محددة. يحافظ الجهد على النقل المادي للطاقة من المولد إلى الحمل. سوف تؤثر الطاقة التفاعلية على جهد النظام ، مما يؤثر بشكل كبير على أمان الشبكة.
اتخذت الحكومة الخطوات هذا العام بعد أن هددت حوادث خسارة الطاقة المختلفة الشبكة الوطنية.
أبلغت هيئة الكهرباء المركزية (CEA) مؤخرًا عن 28 حادثًا من انحراف تردد الشبكة عن حدود المحددة منذ يناير 2022 ، مما أدى إلى فقد أكثر من 1000 ميجاوات من الطاقة المتجددة. هذا يزيد من المخاوف بشأن انقطاع التيار الكهربائي أكثر تواترا.
تتعلق معظم الأحداث المبلغ عنها بالجهد المباشر أثناء عمليات التبديل ، وتقلبات التردد المنخفض لمصادر الطاقة المتجددة والأخطاء بالقرب من مجمعات الطاقة المتجددة.
يوضح تحليل هذه الأحداث أن دعم الطاقة التفاعلي غير الكافي من مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة هو أحد العوامل المساهمة في كل من الظروف الثابتة والديناميكية.
تمثل مشاريع الطاقة الشمسية والرياح ما يقرب من 63 ٪ من طاقة الطاقة المتجددة المثبتة في البلاد ، لكنها تنتهك متطلبات CEA التي تمثل الطاقة التفاعلية 33 ٪ من قدرة توليد المشروع ، وخاصة في المنطقة الشمالية. في الربع الثاني من عام 2023 وحده ، أنتجت الهند 30 مليار وحدة من الطاقة الشمسية.
قامت CEA منذ ذلك الحين بتوجيه جميع مطوري الطاقة المتجددة الذين تقدموا بطلب للحصول على اتصال بحلول 30 أبريل 2023 ، للامتثال لقواعد اتصال CEA بحلول 30 سبتمبر أو إغلاق مواجهة.
وفقًا للوائح ، يلزم دعم الطاقة التفاعلية المختلفة ديناميكيًا أثناء انتقال الجهد المنخفض (LVRT) ونقل الجهد العالي (HVRT).
وذلك لأن البنوك المكثفة للسلطة الثابتة لا يمكنها إلا توفير دعم للطاقة التفاعلية في ظل ظروف الحالة المستقرة وتقديم الدعم تدريجياً بعد فترة التأخير. لذلك ، يعد توفير دعم الطاقة التفاعلي المتغير ديناميكيًا أمرًا بالغ الأهمية لضمان استقرار الشبكة وأمنها.
يسمح الدعم الديناميكي بتزويد الطاقة التفاعلية أو استخلاصها داخل المللي ثانية لمنع الفشل أثناء التحميل الزائد للتيار/الجهد.
وقال Mercom ، مشغل نظام تحكم الشبكة في الهند ، لـ Merccom: "أحد أسباب انخفاض الجهد ، حتى 85 ٪ أو أقل من القيمة المقدرة ، هو عدم قدرة مولدات الطاقة الشمسية أو الرياح على توفير دعم ديناميكي للتفاعل. محطة التجميع. بالنسبة للمشاريع الشمسية ، مع زيادة مدخلات الإشعاع الشمسي في الشبكة ، يزداد الحمل على الخطوط الرئيسية لإرسال الإخراج ، مما يؤدي بدوره إلى انخفاض الجهد في نقطة اتصال المحطة الفرعية/المولد المتجدد ، حتى أقل من 85 ٪ من الجهد الثقيل. "
"مشاريع الطاقة الشمسية والرياح التي لا تفي بمعايير CEA قد تعطل ، مما يؤدي إلى خسائر شديدة في التوليد. وبالمثل ، قد يتسبب سفك أحمال الأسلاك في الأسلاك في ظروف الجهد العالية. في هذه الحالة ، لن تتمكن المولدات الشمسية للرياح والطاقة الشمسية من توفير قوة كافية. " دعم الطاقة التفاعلي الديناميكي مسؤول عن انخفاض الجهد. "
قال أحد مطوري الطاقة المتجددة التي تمت مقابلتها من قبل Mercom إن التقلبات ومشاكل انقطاع التيار الكهربائي تحدث في حالة عدم وجود القصور الذاتي للشبكة أو القوة التفاعلية ، والتي يتم توفيرها في معظم المناطق من خلال القدرة على توفير الطاقة التفاعلية. مشاريع الحرارية أو الطاقة الكهرومائية مدعومة. وكذلك رسمها من الشبكة حسب الحاجة.
وقال: "تنشأ المشكلة بشكل خاص في مناطق مثل راجاستان ، حيث تكون قدرة الطاقة المتجددة المثبتة 66 جيجاوات ، وغوجارات ، حيث يتم التخطيط لما يتراوح بين 25 و 30 جيجاوات في منطقة KAFDA وحدها". لا توجد العديد من محطات الطاقة الحرارية أو محطات الطاقة الكهرومائية. النباتات التي يمكن أن تحافظ على القوة التفاعلية لتجنب فشل الشبكة. لم تأخذ معظم مشاريع الطاقة المتجددة التي بنيت في الماضي هذا في الاعتبار ، وهذا هو السبب في انهيار الشبكة في راجستان من وقت لآخر ، وخاصة في قطاع الطاقة المتجددة. "
في حالة عدم وجود القصور الذاتي للشبكة ، يجب أن تقوم مشاريع الطاقة الحرارية أو الطاقة الكهرومائية بتثبيت معوض متغير يمكنه توفير الطاقة التفاعلية للشبكة واستخراج الطاقة التفاعلية عند الضرورة.
أوضح مشغل النظام: "بالنسبة لمشاريع الطاقة المتجددة ، فإن عامل القدرة 0.95 معقول للغاية ؛ يجب أن تكون المولدات الموجودة بعيدًا عن مركز التحميل قادرة على العمل من عامل القدرة الذي يتخلف عن 0.90 إلى عامل القدرة البالغ 0.95 ، في حين يجب أن تكون المولدات الموجودة بالقرب من مركز الحمل قادرة على العمل من عامل القدرة المتأخرة 0.90 S تصل إلى 0.95 مع عامل الطاقة الرائد من +0.85 إلى -0.95 مع قيادة. بالنسبة لمولد الطاقة المتجددة ، فإن عامل الطاقة البالغ 0.95 يعادل 33 ​​٪ من الطاقة النشطة ، وهي قوة تفاعلية. القدرات التي يجب توفيرها ضمن نطاق الطاقة النشط المقدرة. "
لحل هذه المشكلة الملحة ، يُنصح المصممين بتثبيت أجهزة (نظام نقل AC المرن) مثل معوضات VAR الثابتة أو التعويضات المتزامنة الثابتة (STATCOM). يمكن لهذه الأجهزة تغيير ناتج الطاقة التفاعلية بسرعة أكبر حسب تشغيل وحدة التحكم. يستخدمون الترانزستورات ثنائية القطب المعزولة (IGBTs) وغيرها من عناصر التحكم في الثايرستور لتوفير تبديل أسرع.
نظرًا لأن قواعد الأسلاك CEA لا توفر إرشادات واضحة حول تركيب هذه الأجهزة ، فإن العديد من مطوري المشروع لم يأخذوا في الاعتبار الالتزام بتوفير دعم الطاقة التفاعلي وبالتالي أخذوا في الاعتبار تكاليفه في عملية تقديم العطاءات لسنوات عديدة.
تتطلب مشاريع الطاقة المتجددة الحالية بدون مثل هذه المعدات طاقة احتياطية من المحولات المثبتة في النظام. هذا يضمن أنه حتى لو كانت تولد الطاقة عند الحمل الكامل ، فلا يزال لديهم مساحة رأس لتوفير بعض الدعم المتأخر أو القدرة التفاعلية لمنع نقطة الجهد المترابط من تجاوز الحدود المقبولة. الطريقة الأخرى الوحيدة هي إجراء تعويض خارجي في محطات المصنع ، وهو جهاز تعويض ديناميكي.
ومع ذلك ، حتى مع توفر الطاقة فقط ، يذهب العاكس إلى وضع السكون عندما تنفجر الشبكة ، لذلك يلزم حاجة إلى معوض عامل الطاقة الديناميكي الثابت أو المتغير.
وقال مطور آخر لمشروع الطاقة المتجددة ، "في وقت سابق ، لم يكن على المطورين أن يقلقوا أبدًا بشأن هذه العوامل حيث تم تحديدهم في الغالب على مستوى المحطة الفرعية أو في شبكة الطاقة الهندية. مع زيادة الطاقة المتجددة في الشبكة ، يتعين على المطورين وضع مثل هذه العوامل ". بالنسبة لمشروع 100 ميجاوات في المتوسط ​​، نحتاج إلى تثبيت 10 MVAR Statcom ، والذي يمكن أن يكلف بسهولة من 3 إلى 400 كرور روبية (حوالي 36.15 إلى 48.2 مليون دولار أمريكي) وبالنظر إلى تكلفة المشروع ، فهذا سعر صعب للدفع. "
وأضاف: "من المتوقع أن تؤخذ هذه المتطلبات الإضافية في المشاريع الحالية في الاعتبار تمشيا مع التغييرات في شروط الشروط القانونية لاتفاقيات شراء الطاقة. عندما تم إصدار رمز الشبكة في عام 2017 ، تم النظر في ما إذا كان ينبغي تثبيت بنوك المكثفات الثابتة أو بنوك مكثف ديناميكية. المفاعلات ، ثم Statcom. كل هذه الأجهزة قادرة على التعويض عن الحاجة إلى القوة التفاعلية للشبكة. المطورين ليسوا مترددين في تثبيت مثل هذه الأجهزة ، ولكن التكلفة مشكلة. لم يتم أخذ هذه التكلفة في الاعتبار من قبل في مقترحات التعريفة الجمركية ، لذلك يجب تضمينها في إطار التغييرات التشريعية ، وإلا فإن المشروع سيصبح غير قابل للحياة. "
وافق أحد كبار المسؤولين التنفيذيين في الحكومة على أن تركيب معدات دعم الطاقة التفاعلية الديناميكية سيؤثر بالتأكيد على تكلفة المشروع والتأثير في نهاية المطاف على أسعار الكهرباء في المستقبل.
وقال: "معدات Statcom كانت مثبتة داخل CTU. ومع ذلك ، قدمت CEA مؤخرًا قواعد التوصيل البيني التي تتطلب من مطوري المشروع تثبيت هذه المعدات في محطات الطاقة. بالنسبة للمشاريع التي يتم فيها الانتهاء من تعريفة الكهرباء ، يمكن للمطورين الاقتراب من لجنة تنظيم الطاقة المركزية لتقديم طلب لمراجعة شروط "تغيير القانون" لمثل هذه الحالات وتعويض الطلب. في نهاية المطاف ، ستقرر CERC ما إذا كان سيتم تقديمه. أما بالنسبة للمدير التنفيذي للحكومة ، فإننا ننظر إلى أمن الشبكة كأولوية قصوى وسوف نضمن توفر هذا الجهاز لتجنب الاضطرابات في الشبكات. "
نظرًا لأن أمان الشبكة هو عامل مهم في إدارة الطاقة المتزايدة للطاقة المتجددة ، يبدو أنه لا يوجد خيار آخر سوى تثبيت معدات STATCOM اللازمة للمشاريع التشغيلية ، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة تكاليف المشروع ، والتي قد تعتمد أو لا تعتمد على التغيرات في الظروف القانونية. .
في المستقبل ، سيتعين على مطوري المشروع أخذ هذه التكاليف في الاعتبار عند تقديم العطاءات. ستصبح الطاقة النظيفة أكثر تكلفة ، ولكن البطانة الفضية هي أن الهند يمكن أن تتطلع إلى إدارة نظام الطاقة الأكثر إحكاما والأكثر استقرارًا ، مما يتيح دمجًا فعالًا للطاقة المتجددة في النظام.