Μέτρηση αρμονικών και υπεραρμονικών συνιστωσών ρεύματος σε Φ/Β εγκαταστάσεις και αξιολόγηση αποτελεσμάτων

Abstract

Στα ηλεκτρικά συστήματα το φαινόμενο της αρμονικής παραμόρφωσης αποτελεί ένα από τα βασικά προβλήματα ποιότητας ισχύος. Είναι μια περιοδική διαταραχή που εμφανίζεται στην τάση και στο ρεύμα και επιφέρει άμεσες αλλά και μακροπρόθεσμες επιπτώσεις. Τα μη γραμμικά φορτία όπως οι ηλεκτρονικές συσκευές, οι φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων, οι σύγχρονοι λαμπτήρες κ.α. αποτελούν στοιχεία παραγωγής αρμονικής παραμόρφωσης ρεύματος. Τα διεθνή πρότυπα ποιότητας ισχύος προβλέπουν στις σχετικές οδηγίες μέτρα για την καταστολή της αρμονικής παραμόρφωσης που περιορίζονται σε εύρος έως και τα 2.5 kHz για συστήματα των 50 Hz. Παρόλα αυτά, αρμονικές με σημαντικό μέγεθος παρατηρούνται συστηματικά σε ανώτερες ζώνες και πλέον, από το 2013, λαμβάνουν διαφορετική αντιμετώπιση μπαίνοντας στην κατηγορία των υπεραρμονικών, δηλαδή συνιστώσες από 2 έως 150 kHz. Στην παρούσα εργασία γίνονται μετρήσεις συνιστωσών ρεύματος σε αυτό το μεγάλο φάσμα συχνοτήτων για το οποίο δεν υπάρχει αυτή τη στιγμή κανονισμός που να θέτει όρια. Παράλληλα καταγράφονται και οι συμβατικές αρμονικές για να διαπιστωθεί κατά πόσο τα αποτελέσματα συμβαδίζουν με τα ισχύοντα πρότυπα. Το σύστημα που εξετάζεται αποτελείται από συστοιχίες Φ/Β πλαισίων που τροφοδοτούν το δίκτυο μέσω τριφασικού αντιστροφέα ισχύος 10 kW. Οι μετρήσεις που λαμβάνονται σε μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση δίνουν την πρόσθετη δυνατότητα λήψης δεδομένων υπό διαφορετικές συνθήκες (περιβαλλοντικές και κατά συνέπεια διαφορετικές συνθήκες παραγωγής), δίνοντας έτσι μια καλύτερη εικόνα για την παραγωγή και τον μηχανισμό διάδοσης των αρμονικών. Οι μετρήσεις ρεύματος γίνονται δειγματοληπτικά μέσω παλμογράφου ενώ η ανάλυση σε αρμονικές συνιστώσες γίνεται με τη βοήθεια του γρήγορου μετασχηματισμού Fourier (αλγόριθμος FFT) μέσω MatLab.