À medida que as fontes de energia renováveis, como a energia solar fotovoltaica (PV), e a energia eólica ocupam o centro do palco na transição energética global, sua integração nas redes elétricas apresenta novos desafios. Entre eles, destaca-se garantir uma operação estável durante distúrbios de tensão da rede. As tecnologias Passagem de alta tensão (HVRT) e Passagem de baixa tensão (LVRT) são fundamentais para permitir que os sistemas de energia renovável mantenham a estabilidade da rede durante esses eventos. Este artigo investiga suas definições, importância e implementação.

O que são HVRT e LVRT?

Passagem de baixa tensão (LVRT)

LVRT é a capacidade dos sistemas de energia renovável de permanecerem conectados à rede e continuarem operando quando a tensão da rede cai temporariamente abaixo de uma porcentagem especificada de seu valor nominal. Por exemplo, de acordo com GB/T 19964-2024, as usinas fotovoltaicas devem permanecer operacionais quando a tensão da rede cair para 15%-90% do valor nominal dentro dos prazos prescritos.

Passagem de alta tensão (HVRT)

HVRT refere-se à capacidade dos sistemas de permanecerem on-line durante picos temporários de tensão acima do valor nominal. De acordo com GB/T 19964-2024, as usinas fotovoltaicas são obrigadas a operar de forma estável quando os níveis de tensão sobem para 110%-135% do valor nominal por durações definidas.

Como o HVRT e o LVRT suportam redes elétricas?

1. Melhore a estabilidade da rede

As fontes de energia tradicionais, como usinas térmicas e hidrelétricas, fornecem inerentemente inércia rotacional que ajuda a estabilizar as redes durante os distúrbios. Os sistemas de energia renovável, que dependem de recursos baseados em inversores, não têm essa inércia. As funcionalidades HVRT e LVRT compensam esse déficit:

• Garantir que os sistemas renováveis permaneçam online durante distúrbios de tensão.
• Redução do risco de falhas em cascata causadas pelo desligamento simultâneo de sistemas de geração distribuída.
• Apoiando a recuperação de tensão fornecendo energia reativa durante distúrbios.

Em redes integradas ao vento, por exemplo, a desconexão em massa de turbinas durante quedas de tensão pode levar a severas instabilidades de frequência e tensão. HVRT e LVRT mitigam esses riscos mantendo a continuidade da operação.

2. Aumentando a confiabilidade e a utilização de energia renovável

A variabilidade nas condições climáticas geralmente afeta os sistemas de energia renovável. Sem recursos de passagem, pequenas flutuações de tensão podem levar a desconexões frequentes, diminuindo sua utilização efetiva. Ao se adaptar às mudanças de tensão da rede, HVRT e LVRT:

• Minimize desconexões desnecessárias.
• Maximizar a utilização de recursos de energia renovável.
• Cumpra os requisitos de rede modernos para uma integração de energia confiável.

Além disso, a redução das desconexões alivia a necessidade de ações emergenciais da rede, como o corte de carga, garantindo o fornecimento ininterrupto de energia aos usuários finais.

Quais são os fundamentos tecnológicos da HVRT e LVRT?

1. Projeto e controle avançados do inversor

Os inversores, o núcleo dos sistemas de energia renovável, desempenham um papel crítico na implementação das funcionalidades HVRT e LVRT. As principais estratégias incluem:

• Algoritmos de controle otimizados: permitem que os inversores forneçam suporte de energia reativa durante quedas de tensão (LVRT) ou surtos (HVRT).
• Tolerância de tensão aprimorada: Inversores projetados para suportar limites de tensão mais altos evitam desconexões prematuras.
• Compensação dinâmica de potência reativa: Dispositivos como geradores de var estáticos (SVG) permitem uma resposta rápida às variações de tensão.

2. Integração de sistemas de armazenamento de energia

Os sistemas de armazenamento de energia, como baterias de íons de lítio e supercapacitores, melhoram o desempenho de passagem, fornecendo ou absorvendo energia durante distúrbios. Isso estabiliza a rede e, ao mesmo tempo, garante a integridade operacional dos sistemas de energia renovável.

3. Inovações em Hardware e Circuito

Projetos de hardware robustos, incluindo circuitos de proteção contra sobretensão e isolamento aprimorado, garantem resiliência. Topologias de circuito, como conversores de reforço e projetos de ponto neutro (NPC), provaram ser eficazes na obtenção de desempenho confiável sob diversas condições.

Quais são os desafios envolvidos na implementação de HVRT e LVRT?

1. Demandas de alto desempenho em inversores

Os inversores devem se adaptar rapidamente às anomalias de tensão, exigindo materiais avançados, designs inovadores e estratégias de controle sofisticadas, que aumentam a complexidade técnica.

2. Considerações de custo

A incorporação de recursos HVRT e LVRT envolve investimentos adicionais em hardware de última geração, sistemas de controle e soluções de armazenamento de energia, impactando o custo geral das instalações renováveis.

3. Requisitos específicos da rede

As características da rede variam significativamente entre as regiões, exigindo soluções HVRT e LVRT personalizadas que se alinhem com os padrões e condições operacionais locais.

Conclusão e perspectivas futuras

Como fabricante profissional de inversores híbridos, a Megarevo está comprometida com o design seguro de seus produtos. Seus inversores, certificados para recursos de passagem de alta e baixa tensão, abordam efetivamente as flutuações de tensão da rede. Olhando para o futuro, com inovações tecnológicas e superação de desafios, a indústria de energia renovável está pronta para contribuir significativamente para a construção de uma infraestrutura de energia global mais robusta e sustentável.

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