Kompenzace jalového výkonu FVE aneb čemu vlastně věřit?

Roky 2012 a 2013 znamenají pro většinu provozovatelů FVE nutnost potřebu zajistit u svých výroben takové technické prostředky, které umožní provozovateli distribuční sítě dálkově řídit úrovně činného a jalového výkonu výrobny. Zatímco řízení činného výkonu je poměrně jednoduchou a nenákladnou úlohou, řízení účiníku se může stát velmi nákladnou záležitostí.

Jak se mohli přesvědčit návštěvníci veletrhů Electron a Amper, objevilo se velké množství nabídek na řízení Q, každá z nich pochopitelně tvrdí, že je ta nejlepší. Každý prodejce se pak pochopitelně snažil vyzdvihnout přednosti svého zařízení a pokud možno odvést pozornost zákazníka od slabých míst svého řešení. Důsledkem toho se zákazníci neinformují na to nejdůležitější (tyto skutečnosti jsou buď prodejcem záměrně zamlčovány, anebo ještě hůř, prodejce ani netuší o jejich existenci), zatímco maličkostem přikládá váhu a péči, kterou si vůbec nezaslouží.

Ještě dříve, než přistoupím ke komentáři toho nejzajímavějšího, dovolím si představit nabídku naší společnosti a upozornit na to nejdůležitější:

Zkušenost – kompenzace na FVE (venkovní provedení, s tlumivkami a kondenzátory) instalujeme již od roku 2009. Získané zkušenosti potvrdily, že ďábel se skrývá v detailu, a mnohá užitá technická řešení jsou na první pohled buď nelogická, samozřejmá, nebo nedůležitá. Právě ale náročný provoz kompenzátoru odhaluje slabá místa různých řešení a souvislosti, které nelze od stolu předpokládat.

Záruky – naše znalosti a zkušenosti nám dovolují nabídnout silné garance (možnost prodloužené záruky za poplatek 5% ceny díla až na 10 let, regrese penalizací za jalový výkon na naši společnost či platbu po otestování systému provozovatelem distribuční soustavy).

Ověřené řešení – paralelní kompenzace pomocí řízeného připínání statických induktivních a kapacitních zátěží je desítky let hromadně užívané a ověřené opatření, jehož rizika jsou známá a dobře dokumentovaná, včetně technických opatření na jejich eliminaci. Vzhledem k masovému nasazení paralelních kompenzací jsou komponenty sériové, běžně dostupné a známé osobám s běžnou elektrotechnickou kvalifikací. Z toho zejména plynou předvídatelné a nízké náklady na provozování, údržbu a opravy.

Komplexní servis – představuje zajištění komplexních služeb po celý životní cyklus rozvaděče. Abychom nezůstali pouze u obecných formulací, životní cyklus rozvaděče a z toho vyplývající náklady zahrnují následující položky:

• fáze projektové přípravy instalace – skladba zátěže, parametry rozvodné soustavy, výhled skladby zátěže,
• základní parametry kompenzace – stanovení instalovaného kompenzačního výkonu, volba provedení (konvenční, hrazené, dynamické, hybridní, s dekompenzací, pasivní filtrací, aktivní filtrací),
• optimalizace konstrukčního řešení – skladba stupňů, jištění, odvodu tepla, alarm, monitoring, provedení konvenční nebo blokové (flexibilní s možností repase výkonu),
• uvedení do provozu – příprava rozvaděče pro zkušební a ostrý provoz,
• provoz a údržba – sledování provozních parametrů a stavu komponent, vyhodnocování provozní účinnosti, návrh a realizace opatření v případě nedostatečné účinnosti,
• reklamační řízení – identifikace a odstranění závad, preventivní opatření,
• retrofit – opotřebení podléhají zejména kondenzátory (úbytek kapacity či aktivace pojistných mechanismů) a stykače (opotřebení kontaktů vlivem spínání), vyhodnocení nutností údržby.

I když je kvalitní a funkční kompenzační rozvaděč na první pohled jednoduché zařízení, vlastní obor kompenzace je dosti specifickou disciplínou, vyžadující jednak jistou dávku odborné průpravy, jednak značnou dávku zkušeností s řešením problémů s účiníkem (autor tím nemyslí zkušenosti s kompenzacemi, které spočívají v dodávkách a výměnách opotřebovaných komponent, ale např. statistická vyhodnocení, optimalizační výpočty, měření, adjustace a vyhodnocení zátěže a regulátorů apod.). Bohužel ani vyčerpávající výčet referencí není zárukou, že dodavatel kompenzace (nebo jeho subdodavatel) bude schopen vyhodnotit provozní stavy a dodat návrh proveditelných nápravných opatření v případě nízké účinnosti kompenzačního rozvaděče.

Nyní přejdeme k zodpovězení toho nejzajímavějšího.

Jsou firmy, které nabízejí podobné řešení levněji. – Mohu garantovat, že za několik let nasazování našich rozvaděčů v praxi již v zařízení není nadbytečný díl, zároveň ale dbáme na využití komponent pouze vysoké jakosti a jisté míry jejich naddimenzování. Zejména u dodavatelů, kteří nemají s problematikou zkušenosti, pochopitelně nejde nabídky srovnat. Jistě jsou čtenáři známy situace, kdy se dodavatel zařízení domáhá zaplacení rozvaděčů, protože "jsou dodány na místě a stojí", a objednatel se zase zaplacení brání, protože "rozvaděče sice stojí, ale nefungují". Naše firma nabízí jasné garance a jasné platební podmínky.

Činný výkon na fotovoltaikách je vysoce proměnlivý, a proto i regulace jalového musí být rychlá a spojitá. – Hit letošního Amperu, který není ničím jiným než marketingovým last resortem dodavatelů zařízení pracující na bázi výkonové elektroniky a střídačů s řiditelným účiníkem. Jejich nelehkým úkolem je totiž obhájit skutečnost, že provoz jejich zařízení způsobuje několikanásobně vyšší ztráty cenné výroby elektrické energie než využití klasické paralelní kompenzace. Řízení účiníku pomocí střídačů drží nad vodou pouze účelově živená fáma o tom, že řízení účiníku distributor nebude prakticky používat.

Aplikace výkonové elektroniky, známé jako aktivní filtry, plyne z technokratického přesvědčení, že toto řešení je to nejsprávnější. Technokratický a ekonomický způsob uvažování se značně rozcházejí – technokrat chce dosáhnout daného cíle s nejlepšími technickými prostředky, ekonom s nejnižšími náklady. Ano, v prostředích s velmi silně nesinusovými průběhy proudu a napětí je toto často jediná možná cesta, jak dosáhnout požadovaného účiníku (výsledkem činnosti zařízení je nová sinusoida s požadovaným fázovým posunem vůči síťovému napětí). Tento problém lze však očekávat pouze u velmi nekvalitních, necertifikovaných nebo porouchaných střídačů.

Ostatní instalace lze řešit klasickou paralelní kompenzací. Ohledně změny činného výkonu, mimo možnosti klasické kompenzace, jsou skutečně dynamické změny výkonu, např. u zátěží pracujících v rychlých sekundových cyklech stylem zapnuto–vypnuto. To fotovoltaické výrobny rozhodně nejsou. Sledování provozu činnosti skutečné (a vhodně navržené a odladěné, podotýkám) kompenzace na FVE bude pak pro mnoho teoretiků určitě dosti překvapivé.

Řízení jalového výkonu lze dobře a výhodně řídit pomocí kompenzace na vn. – Proti této aplikaci bohužel hovoří dvě skutečnosti. Kompenzace tlumivkami a kondenzátory na vn nemá potřebnou dynamiku, aby byla schopná si poradit se změnou výkonu FVE. Toto tvrzení bylo zřejmě zobecněno na paralelní kompenzaci na nn, jejíž provozní charakteristiky však nelze s kompenzacemi na vn vůbec srovnávat. Ačkoliv literatura konstatuje zejména ekonomické důvody kompenzace na vn od určitých výkonů, ve skutečnosti je podstatné, aby výkonová bilance v čase vykazovala alespoň několik centrálních tendencí (aby graf hustoty pravděpodobnosti výkonu byl vícemodální). Tento předpoklad není u solárních výroben naplněn, rozdělení výkonů (tříděn počet hodnot výkonů za rok, pozor, pro činnost kompenzace je irelevantní časové rozdělení výkonu) je zde víceméně uniformní. Z toho plyne velmi zajímavý závěr – řešení, co se týče rozložení výkonu kompenzačních stupňů, jsou z pohledu tvrdých dat navzájem indiferentní, volba určité skladby stupňů je tedy výsledkem procesů, které nejsou založeny na statistickém zkoumání (např. subjektivních preferencích, technických omezeních).

Kvalitní řízení jalového výkonu nelze zajistit pomocí jednoduchých regulátorů. – O kvalitě regulace nesvědčí cena ani velikost a počet desek s plošnými spoji. To že cena regulační jednotky i s potřebnými úpravami pro FVE nejde do statisíců jako u jiných řešení, je důsledkem hromadné výroby, masového nasazení, dlouholeté aplikace a sdílení zkušeností mezi mnoha vývojáři. Ba naopak, kvalitní řízení jalového výkonu lze právě očekávat u dlouhodobě ověřovaných a zlepšovaných produktů. Totéž platí i o komponentech kompenzace. Zcela jistě se dnes nenajde nikdo, kdy by tvrdil, že masově používané programy, které stojí pouze tisíce korun nebo jsou dokonce zdarma, jsou jednoduché.

A jaké důležité otázky zase chyběly?

• Je technické řešení ověřené, jakými technickými prostředky je řešena vyšší tepelná expozice zařízení?
• Jaké poskytujete dodací lhůty a záruky na bezvadný provoz řešení?
• Má vaše firma personálně a materiálově zajištěné prostředky provozní analýzy, zejména měřidlo kvality elektrické energie, termokameru?
• Má vaše firma zkušenosti s provozováním kompenzací na FVE?

 Václav Horáček