Mục lục · 11 phần
Dải tần số lưới (Grid frequency range) là khoảng tần số của lưới điện xoay chiều (AC) trong đó biến tần (inverter) nối lưới tiếp tục phát điện, ngoài khoảng này biến tần phải ngừng phát và tách lưới trong thời gian quy định.[1][2] IEC 61727 yêu cầu hệ quang điện ngừng cấp điện cho lưới khi tần số ra ngoài khoảng ±1 Hz.[1][3] Với lưới 50 Hz, khoảng ±1 Hz là từ 50 trừ 1 = 49 Hz đến 50 cộng 1 = 51 Hz. Bộ cài theo VDE-AR-N 4105 của Đức cho biến tần làm việc từ 47,5 Hz đến 51,5 Hz, ngoài hai ngưỡng này biến tần ngắt.[4][5] Ngưỡng ngắt cài trong hồ sơ lưới (grid profile) quyết định lúc biến tần báo lỗi tần số.[6] Datasheet Sungrow SH10RT in tần số định mức 50 Hz cạnh dải tần số lưới 45 Hz đến 55 Hz.[7]
Hai mức tần số định mức 50 Hz và 60 Hz được trình bày ở bài Tần số lưới định mức.
Tóm tắt nhanh
| Mục | Thông tin chính |
|---|---|
| Tên tiếng Anh | Grid frequency range; IEC 61727 gọi là dải tần số làm việc bình thường (Normal frequency operating range)[8] |
| Định nghĩa | Dải tần số lưới (Grid frequency range) là khoảng tần số của lưới điện xoay chiều (AC) trong đó biến tần (inverter) nối lưới tiếp tục phát điện, ngoài khoảng này biến tần phải ngừng phát và tách lưới trong thời gian quy định[1][2] |
| Vì sao tần số lệch | Công suất phát lớn hơn tiêu thụ làm tần số tăng;[9] thiếu công suất phát làm tần số giảm[10] |
| IEC 61727 | Ngừng cấp điện khi tần số lệch quá ±1 Hz[1][3] |
| RfG và EN 50549-1 | Từ 49,0 Hz đến 51,0 Hz làm việc không giới hạn thời gian; từ 47,5 Hz đến 48,5 Hz ít nhất 30 phút[2] |
| VDE-AR-N 4105 | Ngắt dưới 47,5 Hz và trên 51,5 Hz[4][5] |
| IEEE 1547-2018, lưới 60 Hz | Mặc định do MA TSRG và ISO-NE liệt kê: làm việc liên tục từ 58,8 Hz đến 61,2 Hz; ngắt ở 56,5 Hz và 62,0 Hz sau 0,16 s[11][12] |
| Giảm công suất khi quá tần | RfG cho ngưỡng từ 50,2 Hz đến 50,5 Hz, độ dốc từ 2 % đến 12 %[2] |
| Việt Nam | Tần số định mức 50 Hz (Thông tư 05/2025/TT-BCT gọi là tần số danh định), dao động ±0,2 Hz khi vận hành bình thường[13] |
| Mã lỗi thường gặp | OV-G-F là quá tần, UN-G-F là thấp tần trên biến tần Solis[6] |
1. Dải tần số lưới (Grid frequency range) là gì?
Dải tần số lưới (Grid frequency range) là khoảng tần số của lưới điện xoay chiều (AC) trong đó biến tần (inverter) nối lưới tiếp tục phát điện, ngoài khoảng này biến tần phải ngừng phát và tách lưới trong thời gian quy định.[1][2] Khi tần số ra ngoài điều kiện quy định, hệ quang điện phải ngừng cấp điện cho đường dây của lưới.[3] Quy định châu Âu RfG yêu cầu nguồn phát giữ kết nối và làm việc trong các khoảng tần số và thời gian ghi ở Bảng 2.[2]
Tần số lưới thay đổi theo cân bằng phát và tiêu thụ
Tần số lưới thay đổi khi công suất phát và công suất tiêu thụ trên toàn hệ thống mất cân bằng.[10] Khi công suất phát lớn hơn công suất tiêu thụ, tần số tăng lên, gọi là quá tần.[9] Khi công suất phát thiếu so với nhu cầu, tần số hệ thống giảm xuống.[10] Tần số được coi là một thông số chung của toàn hệ thống điện.[10]
Dải tần số làm việc bình thường (Normal frequency operating range) là gì?
Dải tần số làm việc bình thường (Normal frequency operating range) là khoảng tần số trong đó hệ quang điện chạy đồng bộ với lưới theo IEC 61727.[1] Hai đầu của khoảng này là các ngưỡng ngắt tần số của IEC 61727.[1] IEC 61727 ấn bản 2.0, phát hành tháng 12/2004, đặt nội dung này ở mục 4.5.[8] Mục 5.2 của IEC 61727 mang tên quá áp, thấp áp và quá tần, thấp tần (Over/under voltage and frequency).[8] IEC 61727 đưa ra khuyến nghị riêng cho hệ có công suất từ 10 kVA trở xuống.[8]
Ngưỡng ngắt và thời gian ngắt
Hồ sơ cài đặt EN 50549-1 của Kostal ghi cho mỗi ngưỡng tần số một thời gian tác động.[14] Chứng nhận bảo vệ theo VDE-AR-N 4105 ghi giá trị cài, giá trị tác động đo được và thời gian ngắt đo được cho từng ngưỡng.[4] Tổng thời gian ngắt trên chứng nhận Hoymiles gồm thời gian tác động bảo vệ cộng thời gian đáp ứng của bộ ngắt, không quá 200 ms.[4]
Thấp tần và quá tần
Thấp tần (underfrequency) là trạng thái tần số lưới thấp hơn giới hạn dưới cho phép của biến tần.[15] Quá tần (overfrequency) là trạng thái tần số lưới cao hơn giới hạn trên của biến tần; Solis báo trạng thái này bằng mã OV-G-F.[6] Biến tần SMA báo thấp tần bằng sự kiện 009, tên "Grid underfrequency".[15]
Dải tần số lưới khác tần số định mức ở điểm nào?
Tần số định mức là một giá trị cố định, ví dụ 50 Hz ở Việt Nam.[13] Dải tần số lưới là khoảng giá trị quanh tần số định mức; datasheet Sungrow SH10RT in hai dòng riêng là 50 Hz và 45 Hz đến 55 Hz.[7] Tần số định mức của từng nước và lý do chọn 50 Hz hay 60 Hz được trình bày ở bài Tần số lưới định mức.
Datasheet tiếng Đức của Sungrow ghi dòng này là Netzfrequenzbereich, tức dải tần số lưới.[7] Hồ sơ cài đặt EN 50549-1 của Kostal gọi các khoảng tần số ở mục 4.4.2 là dải tần số làm việc (operating frequency range).[14] Chứng nhận theo VDE-AR-N 4105 ghi hai ngưỡng là f< cho thấp tần và f> cho quá tần.[5]
Mục 2 giải thích vì sao biến tần cần giới hạn cho độ lệch tần số.
2. Vì sao biến tần phải có dải tần số lưới?
Giám sát tần số là một cách phát hiện vùng lưới bị tách đảo.[16] Dải cho phép kèm thời gian trễ giúp nguồn phát không ngắt nhầm khi lưới dao động ngắn.[3] Mục 1 cho thấy tần số đổi theo cân bằng công suất; mục này đi vào hệ quả của độ lệch đó với lưới và với biến tần.
Tần số tăng khi phát lớn hơn tiêu thụ
Công suất phát lớn hơn công suất tiêu thụ làm tần số lưới tăng.[9] Quán tính (inertia) của hệ thống quyết định đáp ứng tức thời của tần số trước mất cân bằng công suất.[10]
Tần số giảm khi thiếu công suất phát
Khi tổng công suất phát thiếu so với tiêu thụ, tần số hệ thống giảm.[10] Điều khiển sơ cấp (primary control) giữ tần số ổn định nhưng tần số vẫn lệch khỏi giá trị định mức.[10] Quy định cũ ở Đức yêu cầu nguồn gió, sinh khối, đồng phát nhiệt điện và thủy điện tách lưới ở 49,5 Hz.[9] SysStabV sửa đổi năm 2015 xử lý nguy cơ mất công suất phát quan trọng khi tần số xuống dưới 49,5 Hz.[9]
Lệch tần số lớn có thể gây cắt nguồn dây chuyền
Dao động tần số lớn có thể làm cắt các tổ máy phát và phụ tải.[10] Việc cắt nguồn phát có thể lan theo dây chuyền và dẫn tới mất điện diện rộng.[10] Bước nhảy công suất do nhiều nguồn cùng ngắt có thể vượt lượng công suất điều tần sơ cấp dự phòng của toàn châu Âu.[9]
Phát hiện tách đảo bằng giám sát tần số
Các phương pháp thụ động phát hiện tách đảo (islanding) chủ yếu giám sát các thông số như điện áp và tần số.[16] Các phương pháp chủ động tạo ra thay đổi hoặc nhiễu có chủ đích trên mạch để phát hiện tách đảo.[16] Phép thử chống tách đảo cho biến tần được trình bày ở bài IEC 62116.
Thời gian trễ để tránh ngắt nhầm
Dải cho phép và thời gian trễ có mục đích cho hệ tiếp tục làm việc qua nhiễu loạn ngắn và tránh ngắt nhầm quá nhiều khi lưới yếu.[3] Biến tần không phải ngừng cấp điện nếu tần số trở lại điều kiện làm việc liên tục trong thời gian ngắt quy định.[3]
Mục 3 mô tả biến tần ngắt và đấu nối lại ra sao khi tần số vượt dải.
3. Biến tần làm gì khi tần số ra ngoài dải?
Khi tần số ra ngoài dải quá thời gian cài đặt, biến tần ngừng cấp điện cho lưới và chờ tần số trở lại khoảng bình thường.[3][15] Phần này đi theo thứ tự: ngắt theo cấp, thời gian ngắt đo được, điều kiện đấu nối lại, và bài học khi nhiều biến tần cùng ngắt.
Ngừng cấp điện và tách khỏi lưới
Khi tần số ra ngoài điều kiện quy định, hệ quang điện phải ngừng cấp điện cho đường dây của lưới.[3] Biến tần SMA báo sự kiện thấp tần khi tần số lưới dưới giới hạn dưới cho phép.[15] Biến tần SMA thường tự đấu nối lại khi tần số lưới trở lại khoảng bình thường.[15]
Ngắt theo cấp ngưỡng
Bảo vệ giao diện của Kostal PIKO theo EN 50549-1:2019 có hai cấp ngưỡng cho mỗi chiều; cấp 2 để tắt ở cài đặt mặc định.[14] Cấp 1 thấp tần mặc định 47,50 Hz, thời gian tác động 0,50 s.[14] Cấp 1 quá tần mặc định 52,00 Hz, cũng tác động sau 0,50 s.[14] Ngưỡng thấp tần chỉnh được từ 46,90 Hz đến 49,99 Hz, ngưỡng quá tần từ 50,01 Hz đến 53,10 Hz.[14]
Thời gian ngắt đo trên chứng nhận
Chứng nhận NA của Hoymiles MIT ghi ngưỡng f< 47,5 Hz tác động ở 47,48 Hz sau 166,2 ms.[4] Ngưỡng f> 51,5 Hz tác động ở 51,50 Hz sau 164,0 ms.[4] Rơ le tích hợp có thời gian đáp ứng 15 ms, và tổng thời gian ngắt không được quá 200 ms.[4] Chứng nhận của Kostal PLENTICORE BI ghi thời gian ngắt 174,6 ms cho f< và 179,8 ms cho f>.[5]
Điều kiện đấu nối lại sau khi ngắt
RfG để đơn vị vận hành hệ thống truyền tải quy định khoảng tần số cho phép tự đấu nối và thời gian trễ tương ứng.[2] Bộ cài mặc định của Kostal PIKO cho đấu nối lại khi tần số ở trong khoảng 49,50 Hz đến 50,20 Hz suốt 60 s.[14] Khi bắt đầu phát điện theo mục 4.10.3, khoảng tần số là 49,50 Hz đến 50,10 Hz, thời gian quan sát cũng là 60 s.[14] Ireland yêu cầu biến tần chờ 5 phút trước khi đấu nối lại sau khi lưới mất điện.[17]
Tốc độ tăng công suất sau khi đấu nối lại
RfG cho phép đơn vị vận hành đặt tốc độ tăng công suất tác dụng tối đa khi tự đấu nối.[2] Bộ cài cho Ba Lan trên chứng nhận Solplanet dùng tốc độ tăng 9 % mỗi phút.[18] Giới hạn tốc độ tăng giảm công suất được trình bày ở bài Tốc độ tăng giảm công suất.
Vấn đề 50,2 Hz khi nhiều biến tần cùng ngắt
Quy định kỹ thuật cũ ở Đức yêu cầu hệ điện mặt trời ngắt ngay khi tần số chạm hoặc vượt 50,2 Hz.[9] Hiện tượng này được gọi là "vấn đề 50,2 Hz" (50,2 Hz-Problem).[9] Lúc nguồn tái tạo phát mạnh, trường hợp cực đoan có vài gigawatt công suất ngắt đột ngột cùng lúc.[9] Quy định ổn định hệ thống SysStabV có hiệu lực ngày 26/07/2012, yêu cầu cải tạo hệ điện mặt trời trên 10 kW.[9] Số hệ điện mặt trời vừa và lớn ở Đức phải cải tạo trong giai đoạn 2012 đến 2014 được ước tính khoảng 315.000 hệ.[9]
Mục 4 trình bày cách biến tần giữ kết nối và giảm công suất khi tần số còn nằm trong dải.
4. Biến tần làm gì khi tần số lệch nhưng còn trong dải?
Khi tần số lệch nhưng còn trong dải, biến tần phải giữ kết nối và có thể phải giảm công suất theo tần số.[2] Quy tắc mới thay cho vấn đề 50,2 Hz là giảm công suất từ 50,2 Hz và chỉ tách lưới ở 51,5 Hz.[9]
Vượt sự cố tần số (Frequency ride-through) là gì?
Vượt sự cố tần số (Frequency ride-through) là khả năng nguồn phát giữ kết nối và tiếp tục làm việc khi tần số lưới lệch khỏi định mức.[2][11] Khoảng tần số và thời gian nguồn phát phải chịu được do tiêu chuẩn quy định.[2] Nhóm rà soát tiêu chuẩn kỹ thuật bang Massachusetts (MA TSRG) và đơn vị vận hành lưới New England (ISO-NE) liệt kê các cài đặt mặc định IEEE 1547-2018.[11][12] Với lưới 60 Hz, các cài đặt này có vùng làm việc liên tục từ 58,8 Hz đến 61,2 Hz.[11][12] Từ 57,0 Hz đến dưới 58,8 Hz và từ trên 61,2 Hz đến 61,8 Hz là vùng vận hành bắt buộc.[11][12] Vận hành bắt buộc (Mandatory operation) là chế độ nguồn phát phải tiếp tục trao đổi dòng điện tác dụng và phản kháng với lưới.[11]
Chế độ giảm công suất khi quá tần (LFSM-O) là gì?
Chế độ giảm công suất khi quá tần (LFSM-O) là chế độ làm việc giảm công suất tác dụng khi tần số vượt một ngưỡng.[2] LFSM-O viết tắt của Limited Frequency Sensitive Mode, Overfrequency.[2] RfG cho mỗi nước chọn ngưỡng từ 50,2 Hz đến 50,5 Hz.[2] Kostal PIKO cài mặc định ngưỡng 50,2 Hz, độ dốc 5 %, không có trễ chủ ý.[14]
RfG cho phép một phương án thay cho LFSM-O ở nguồn phát loại A: tự tách và tự đấu nối lại ở các mức tần số ngẫu nhiên.[2] Nguồn phát loại A là nguồn có điểm đấu nối dưới 110 kV và công suất cực đại từ 0,8 kW trở lên.[2]
Độ dốc (Droop) là gì?
Độ dốc (Droop) là tỷ số giữa độ thay đổi tần số xác lập và độ thay đổi công suất tác dụng nó gây ra, tính bằng phần trăm.[2] Độ thay đổi tần số tính theo tỷ lệ với tần số định mức; độ thay đổi công suất tính theo tỷ lệ với công suất chuẩn Pref.[2] RfG cho mỗi nước chọn độ dốc từ 2 % đến 12 %.[2] Pref là công suất cực đại hoặc công suất phát thực tế lúc chạm ngưỡng LFSM-O.[2]
Giảm công suất cho phép khi thấp tần
RfG đặt đường giới hạn cho mức giảm công suất được phép khi tần số giảm.[2] Dưới 49 Hz, đường giới hạn giảm 2 % công suất cực đại ở 50 Hz cho mỗi 1 Hz.[2] Dưới 49,5 Hz, đường giới hạn giảm 10 % công suất cực đại cho mỗi 1 Hz.[2] Bộ cài Kostal PIKO có chế độ đáp ứng khi thấp tần (LFSM-U) ở ngưỡng 49,8 Hz, nhưng tắt ở cài đặt mặc định.[14]
Tốc độ thay đổi tần số (ROCOF) là gì?
Tốc độ thay đổi tần số (Rate of change of frequency, ROCOF) là mức tần số lưới tăng hoặc giảm trong mỗi giây, tính bằng Hz/s.[10][2] Khi quán tính hệ thống giảm, ROCOF tăng và điểm tần số thấp nhất (nadir) giảm.[10] Rơ le ROCOF thông dụng trong lưới 50 Hz được cài từ 0,1 Hz/s đến 1 Hz/s.[10] RfG yêu cầu nguồn phát giữ kết nối khi ROCOF chưa vượt giá trị do đơn vị vận hành truyền tải đặt.[2] Kostal PIKO chịu được ROCOF ít nhất 3 Hz/s, đo trên cửa sổ trượt 500 ms.[14]
Mục 5 so các con số của từng tiêu chuẩn.
5. Dải tần số lưới theo EN 50549-1, VDE-AR-N 4105, IEEE 1547 và IEC 61727
Dải tần số lưới khác nhau giữa các tiêu chuẩn, từ ±1 Hz của IEC 61727 tới 47,5 Hz đến 51,5 Hz của VDE-AR-N 4105.[3][4] Các phần dưới đi qua từng tiêu chuẩn, rồi gom vào một bảng.
IEC 61727: ngắt khi tần số lệch quá ±1 Hz
IEC 61727 yêu cầu hệ quang điện ngừng cấp điện cho lưới khi tần số ra ngoài khoảng ±1 Hz.[3] Ở lưới 60 Hz, khoảng ±1 Hz cho hai ngưỡng ngắt 60 trừ 1 = 59 Hz và 60 cộng 1 = 61 Hz.[1] Một phép thử biến tần 60 Hz công bố trên tạp chí đo được thời gian ngắt 0,15 s khi thấp tần và 0,11 s khi quá tần.[1] Nội dung đầy đủ của tiêu chuẩn này được trình bày ở bài IEC 61727.
RfG và EN 50549-1: các khoảng tần số kèm thời gian tối thiểu
RfG quy định nguồn phát ở châu Âu lục địa làm việc không giới hạn thời gian từ 49,0 Hz đến 51,0 Hz.[2] Từ 51,0 Hz đến 51,5 Hz, nguồn phát làm việc 30 phút.[2] Từ 47,5 Hz đến 48,5 Hz, mỗi đơn vị vận hành truyền tải tự đặt thời gian, nhưng không dưới 30 phút.[2] Từ 48,5 Hz đến 49,0 Hz, thời gian không ngắn hơn thời gian của khoảng 47,5 Hz đến 48,5 Hz.[2] EN 50549-1 áp cho nguồn phát đến loại B của RfG nối với lưới phân phối hạ áp.[19] Các yêu cầu khác của tiêu chuẩn này được trình bày ở bài EN 50549-1.
Hồ sơ cài đặt EN 50549-1 của Kostal ghi ở mục 4.4.2 sáu khoảng tần số, từ 47,0 Hz đến 52 Hz.[14] Kostal PIKO làm việc không giới hạn thời gian ở cả sáu khoảng.[14] Bộ cài cho Ba Lan trên chứng nhận Solplanet đặt ít nhất 30 phút cho các khoảng 47,5 Hz đến 49,0 Hz và 51,0 Hz đến 51,5 Hz.[18] Hai khoảng ngoài cùng 47,0 Hz đến 47,5 Hz và 51,5 Hz đến 52 Hz có thời gian mặc định 0 s.[18]
VDE-AR-N 4105: ngắt ở 47,5 Hz và 51,5 Hz
Chứng nhận bảo vệ theo VDE-AR-N 4105 của Hoymiles và Kostal cùng ghi hai ngưỡng tần số f< 47,5 Hz và f> 51,5 Hz.[4][5] Các yêu cầu khác của quy tắc Đức được trình bày ở bài VDE-AR-N 4105.
IEEE 1547-2018 cho lưới 60 Hz
IEEE 1547-2018 được phê duyệt ngày 15/02/2018 và viết cho nguồn phát phân tán (distributed energy resources, DER) 60 Hz.[20] Cài đặt mặc định do MA TSRG và ISO-NE liệt kê có hai cấp quá tần: OF2 62,0 Hz ngắt sau 0,16 s, OF1 61,2 Hz ngắt sau 300 s.[11][12] Hai cấp thấp tần là UF1 58,5 Hz sau 300 s và UF2 56,5 Hz sau 0,16 s.[11][12] Bản sửa đổi IEEE 1547a-2020 sửa dải thời gian ngắt cho cấp vận hành bất thường III.[20]
Ba cấp vận hành của IEEE 1547-2018
IEEE 1547-2018 chia khả năng vượt sự cố thành ba cấp I, II và III.[21] Cấp II được hài hòa với tiêu chuẩn NERC PRC-024 cho máy phát của hệ thống điện lớn.[21] Cấp III dành cho vùng có tỷ lệ nguồn phân tán cao và được hài hòa với California Rule 21.[21]
NRS 097-2-1: làm việc liên tục từ 47 Hz đến 51,5 Hz
NRS 097-2-1:2024 của Nam Phi yêu cầu nguồn phát cỡ nhỏ làm việc liên tục từ 47 Hz đến 51,5 Hz.[22] Dưới 47 Hz, bảo vệ phải ngắt trong 0,2 s; trên 51,5 Hz, bảo vệ ngắt trong 4 s.[22] Các yêu cầu khác của NRS 097-2-1 được trình bày ở bài NRS 097-2-1.
Bảng so sánh ngưỡng ngắt tần số
| Tiêu chuẩn, bộ cài | Ngưỡng thấp tần | Ngưỡng quá tần | Thời gian ngắt |
|---|---|---|---|
| IEC 61727, lưới 60 Hz | 59 Hz[1] | 61 Hz[1] | Đo được 0,15 s và 0,11 s trên một biến tần thử[1] |
| EN 50549-1:2019, mặc định Kostal PIKO (hồ sơ 2021) | 47,50 Hz[14] | 52,00 Hz[14] | 0,50 s[14] |
| VDE-AR-N 4105, chứng nhận Hoymiles | 47,5 Hz[4] | 51,5 Hz[4] | Tổng tối đa 200 ms[4] |
| IEEE 1547-2018, mặc định do MA TSRG và ISO-NE liệt kê, lưới 60 Hz | 58,5 Hz (300 s); 56,5 Hz (0,16 s)[11][12] | 61,2 Hz (300 s); 62,0 Hz (0,16 s)[11][12] | Theo từng cấp[11][12] |
| NRS 097-2-1:2024 | 47 Hz[22] | 51,5 Hz[22] | 0,2 s và 4 s[22] |
Các con số trong bảng là mức mặc định hoặc mức của một bộ cài. Mục 6 giải thích ai được đổi các con số này trên từng biến tần.
6. Ai đặt ngưỡng tần số trên biến tần?
Thời điểm biến tần báo lỗi tần số do ngưỡng trong bộ cài hồ sơ lưới quyết định.[6] RfG để đơn vị vận hành hệ thống truyền tải của từng nước đặt nhiều thông số tần số trong khung chung.[2]
EN 50549-1 để chỗ cho yêu cầu từng nước
EN 50549-1 thừa nhận có các yêu cầu kỹ thuật riêng như quy chuẩn lưới (grid code) của từng nơi.[19] RfG cho đơn vị vận hành và chủ nguồn phát thỏa thuận dải tần số rộng hơn hoặc thời gian làm việc dài hơn.[2] EN 50549-1 áp cả cho hệ lưu trữ điện năng (EESS) đạt các điều kiện của tiêu chuẩn.[19]
Ba bộ cài theo EN 50549-1: mặc định Kostal, Ba Lan và Ireland
Bộ cài mặc định Kostal PIKO ngắt ở 47,50 Hz và 52,00 Hz sau 0,50 s.[14] Bộ cài cho Ba Lan trên chứng nhận Solplanet ngắt ở 47,5 Hz và 52,0 Hz sau 0,4 s.[18] Ireland yêu cầu biến tần theo EN 50549-1 cài ngưỡng riêng của Ireland.[17] Bộ cài Ireland ngắt ở 47 Hz và 52 Hz sau 0,5 s, ngắt theo ROCOF 1,0 Hz/s sau 0,6 s.[17] Ireland không cho dùng bảo vệ dịch pha (vector shift).[17]
Ngưỡng cài có mật khẩu và phải phối hợp với đơn vị lưới
Kostal khóa các ngưỡng bảo vệ giao diện bằng mật khẩu và chỉ cho chỉnh trong dải hãng công bố.[14] Mọi thay đổi trên Kostal PIKO phải phối hợp với đơn vị vận hành lưới phụ trách.[14] Chứng nhận Solplanet cũng ghi các ngưỡng bảo vệ giao diện có mật khẩu và chỉnh được trong dải ghi trên chứng nhận.[18]
Thử nghiệm bảo vệ giao diện theo EN 50549-10
EN 50549-10:2022 hướng dẫn kỹ thuật cho phép thử nguồn phát và bảo vệ giao diện.[23] Kết quả thử theo EN 50549-10 có thể dùng trong chương trình chứng nhận.[23] Chứng nhận Solplanet U22-0354 do Bureau Veritas cấp theo EN 50549-1, có hiệu lực từ 03/06/2022 đến 02/06/2027.[18]
Bản sửa đổi A1:2023 của EN 50549-1
Bản sửa đổi A1:2023 của EN 50549-1 có hiệu lực từ 15/11/2023.[19] Bản tiếng Đức DIN EN 50549-1:2026-01 phát hành ngày 05/12/2025 và thay bản 2020-10.[24] So với bản 2020-10, bản mới thêm yêu cầu chịu nhảy pha và hài hòa yêu cầu chịu ROCOF cho công nghệ đồng bộ và không đồng bộ.[24] Bản mới cũng thêm chi tiết cho hệ lưu trữ (EESS) khi quá tần.[24] Các số của Kostal PIKO trong bài lấy từ hồ sơ tự công bố ngày 15/09/2021 theo EN 50549-1:2019.[14] Chứng nhận Solplanet U22-0354 cũng cấp theo EN 50549-1:2019.[18]
Danh sách tiêu chuẩn lưới trên datasheet
Mục chứng nhận (Zertifizierungen) của datasheet Sungrow SH10RT liệt kê IEC 61727, VDE-AR-N-4105, EN 50549-1, NRS 097-2-1 và NC RfG cùng các tiêu chuẩn khác.[7] Ngưỡng báo lỗi tần số do bộ cài hồ sơ lưới đang chọn trên biến tần quyết định.[6] Tổng quan các tiêu chuẩn kết nối lưới được trình bày ở bài Tiêu chuẩn kết nối lưới.
Mục 7 xét việc đo tần số và các lần ngắt nhầm.
7. Đo tần số và lỗi ngắt nhầm
Biến tần ngắt theo tần số nó đo được, và tần số đo tức thời lúc sự cố có thể khác tần số thật của hệ thống.[25] Sự cố năm 2016 ở miền Nam California cho thấy hậu quả khi hai con số này lệch nhau.[25]
Sai lệch giữa giá trị cài và giá trị tác động
NRS 097-2-1 cho phép giá trị tác động của bảo vệ tần số lệch tối đa ±0,1 % giá trị định mức so với giá trị cài.[22] Với lưới 50 Hz, mức lệch này là 0,1 % × 50 = 0,05 Hz. Với bảo vệ điện áp, mức lệch tối đa là ±1 % giá trị định mức.[22]
Sự cố Blue Cut Fire năm 2016
Ngày 16/08/2016, đám cháy Blue Cut bắt đầu ở đèo Cajon, miền Nam California.[25] Sự cố lúc 11:45 sáng giờ Thái Bình Dương làm mất gần 1.200 MW điện mặt trời; bảng số liệu ghi 1.178 MW.[25] Khoảng 700 MW mất do biến tần nhận thấy tần số thấp, dù tần số thật không thấp.[25]
Vì sao biến tần đo sai tần số khi có sự cố
Các biến tần trong sự cố được cài ngắt sau 10 ms khi tần số từ 57 Hz trở xuống.[25] Tần số thấp biến tần nhìn thấy đến từ dạng sóng điện áp bị méo do quá độ của sự cố đường dây truyền tải.[25] Đo tần số gần như tức thời trên dạng sóng lúc sự cố không phải lúc nào cũng phản ánh đúng tần số hệ thống.[25] Tần số thật của lưới miền Tây Hoa Kỳ lúc đó thấp nhất 59,867 Hz.[25]
Trễ và lọc khi đo tần số
Khuyến nghị sau sự cố là dùng thời gian trễ tối thiểu hoặc bộ lọc khi phát hiện tần số.[25] Hãng biến tần liên quan và đơn vị vận hành California (CAISO) thống nhất trễ 5 s cho ngắt thấp tần và 2 s cho ngắt quá tần.[25] Vùng ngoài đường cong PRC-024-2 được đề nghị làm rõ là vùng được phép ngắt, không phải vùng bắt buộc ngắt.[25]
Giá trị tác động đo được trên chứng nhận
Phép thử chứng nhận đo cả tần số tác động thật của bảo vệ: ngưỡng cài 47,5 Hz của Hoymiles tác động ở 47,48 Hz.[4] Chênh lệch giữa giá trị cài và giá trị tác động là 47,5 trừ 47,48 = 0,02 Hz. Ngưỡng cài 51,5 Hz tác động đúng ở 51,50 Hz.[4]
Mục 8 dùng các khái niệm trên để đọc trọn một bộ cài tần số.
8. Ví dụ đọc bộ cài tần số trên một chứng nhận
Ví dụ đọc bộ cài mặc định cho Ba Lan in trên chứng nhận Solplanet U22-0354, cấp cho các biến tần ASW3K đến ASW20K-LT-G2 Pro.[18] Các bước dưới đây đọc lần lượt từng mục tần số của chứng nhận.
Bước 1: đọc các khoảng tần số và thời gian
Bộ cài cho làm việc không giới hạn thời gian từ 49,0 Hz đến 51,0 Hz.[18] Các khoảng 47,5 Hz đến 49,0 Hz và 51,0 Hz đến 51,5 Hz có thời gian ít nhất 30 phút.[18] Hai khoảng ngoài cùng 47,0 Hz đến 47,5 Hz và 51,5 Hz đến 52 Hz có thời gian mặc định 0 s.[18]
Bước 2: đọc ngưỡng ngắt
Ngưỡng thấp tần cấp 1 là 47,5 Hz, ngưỡng quá tần cấp 1 là 52,0 Hz, cả hai tác động sau 0,4 s.[18] Cấp 2 không áp dụng trong bộ cài này.[18]
Bước 3: đọc chức năng giảm công suất khi quá tần
Ngưỡng giảm công suất là 50,2 Hz, độ dốc 5 %, công suất chuẩn Pref bằng công suất cực đại Pmax, không có trễ chủ ý.[18] Chứng nhận ghi ngưỡng chỉnh được từ 50,2 Hz đến 52 Hz, độ dốc chỉnh được từ 2 % đến 12 %.[18]
Bước 4: đọc điều kiện đấu nối lại
Biến tần chỉ đấu nối lại khi tần số nằm trong 49,00 Hz đến 50,05 Hz và điện áp trong 0,85 Un đến 1,10 Un suốt 60 s.[18] Sau khi đấu nối, công suất tăng với tốc độ 9 % mỗi phút.[18]
Bước 5: xét lúc ngắt
Nếu tần số lên 52,1 Hz và giữ quá 0,4 s, bảo vệ quá tần cấp 1 tác động.[18] Nếu tần số xuống 47,3 Hz và giữ quá 0,4 s, bảo vệ thấp tần cấp 1 tác động.[18]
| Tần số đo | Mục trong bộ cài | Phản ứng ghi trong bộ cài |
|---|---|---|
| Từ 49,0 Hz đến 51,0 Hz | Làm việc không giới hạn thời gian[18] | Giữ kết nối[18] |
| Trên 50,2 Hz | LFSM-O, độ dốc 5 %, Pref bằng Pmax[18] | Giảm công suất tác dụng[2] |
| 52,1 Hz quá 0,4 s | Quá tần cấp 1, 52,0 Hz, 0,4 s[18] | Ngắt[18] |
| 47,3 Hz quá 0,4 s | Thấp tần cấp 1, 47,5 Hz, 0,4 s[18] | Ngắt[18] |
| Từ 49,00 Hz đến 50,05 Hz suốt 60 s | Đấu nối lại[18] | Tăng công suất 9 % mỗi phút[18] |
Mục 9 chuyển từ chứng nhận sang datasheet và các quy định tần số ở Việt Nam.
9. Đọc dải tần số lưới trên datasheet và tần số lưới Việt Nam
Datasheet Sungrow SH10RT in dải tần số lưới cạnh tần số định mức và danh sách tiêu chuẩn lưới.[7] Ở Việt Nam, khung tần số của hệ thống điện nằm trong Thông tư 05/2025/TT-BCT.[13]
Đọc hai dòng tần số trên datasheet Sungrow SH10RT
Datasheet Sungrow SH10RT in tần số định mức (Netz-Nennfrequenz) 50 Hz và dải tần số lưới (Netzfrequenzbereich) 45 Hz đến 55 Hz.[7] Cùng datasheet in công suất AC định mức (AC-Nennausgangsleistung) 10000 W và dòng ra AC tối đa (Max. AC-Ausgangsstrom) 15,2 A.[7] Dòng giám sát lưới (Netzüberwachung) ghi Ja, tức có.[7]
Ngưỡng ngắt do hồ sơ lưới quyết định
Thời điểm biến tần báo lỗi tần số do ngưỡng ngắt của hồ sơ lưới đang chọn quyết định.[6] Khi bảo vệ tác động lặp lại, SMA yêu cầu kiểm tra các thông số bảo vệ đã cài đúng chưa.[15]
Mã lỗi quá tần và thấp tần khi vận hành
Mã OV-G-F của Solis báo quá tần, mã UN-G-F báo thấp tần.[6] Biến tần Solis không gây ra các cảnh báo này; biến tần báo theo tình trạng nó thấy ở phía lưới.[6] Khi tần số đo bằng đồng hồ vạn năng luôn quá thấp hoặc quá cao, Solis khuyên báo cho công ty điện lực.[6]
Cách xử lý khi biến tần báo lỗi tần số
SMA hướng dẫn chờ tần số lưới trở lại khoảng bình thường, khi đó biến tần thường tự đấu nối lại.[15] Nếu lỗi lặp lại, SMA hướng dẫn đo tần số lưới hiện tại và liên hệ đơn vị vận hành lưới.[15] Khi các bước trên không xử lý được, SMA hướng dẫn liên hệ bộ phận dịch vụ của hãng.[15]
Tần số lưới Việt Nam theo Thông tư 05/2025/TT-BCT
Tần số định mức của hệ thống điện quốc gia Việt Nam là 50 Hz.[13] Trong vận hành bình thường, tần số được dao động trong phạm vi ±0,2 Hz, tức từ 49,8 Hz đến 50,2 Hz.[13] Thông tư 05/2025/TT-BCT ban hành ngày 01/02/2025 và được Thông tư 46/2025/TT-BCT ngày 06/8/2025 sửa đổi, bổ sung.[13] Các con số tần số ở mục này lấy từ văn bản hợp nhất hai thông tư do Bộ Công Thương công bố.[13]
Dải tần số khi lưới Việt Nam gặp sự cố
Khi sự cố đơn lẻ, tần số được phép trong 49 Hz đến 51 Hz.[13] Sau sự cố đơn lẻ, tần số phải về 49,5 Hz đến 50,5 Hz trong 2 phút và về 49,8 Hz đến 50,2 Hz trong 5 phút.[13] Khi sự cố nhiều phần tử, sự cố nghiêm trọng hoặc cực kỳ khẩn cấp, tần số được phép trong 47,5 Hz đến 52 Hz.[13] Thông tư tính một lần vượt giới hạn tần số là lần vượt kéo dài từ 5 giây trở lên.[13]
Ba khái niệm tần số trên datasheet, chứng nhận và văn bản lưới
| Khái niệm | Là gì | Ví dụ |
|---|---|---|
| Dải tần số lưới trên datasheet | Dòng hãng in cạnh tần số định mức[7] | Sungrow SH10RT: 45 Hz đến 55 Hz[7] |
| Ngưỡng ngắt của bộ cài lưới | Mức tần số bảo vệ tác động, kèm thời gian ngắt[4] | VDE-AR-N 4105: 47,5 Hz và 51,5 Hz[4] |
| Dải tần số cho phép của lưới | Khoảng tần số hệ thống điện được phép dao động[13] | Việt Nam bình thường: 50 Hz ±0,2 Hz[13] |
Khoảng điện áp lưới cho phép biến tần làm việc được trình bày ở bài Dải điện áp lưới. Khả năng giữ kết nối khi điện áp lưới sụt được trình bày ở bài LVRT.
10. Câu hỏi thường gặp về dải tần số lưới
Q1Dải tần số lưới (Grid frequency range) của biến tần hòa lưới là bao nhiêu?
Dải tần số lưới của biến tần hòa lưới phụ thuộc bộ cài hồ sơ lưới đang chọn.[6] Bộ cài VDE-AR-N 4105 ngắt dưới 47,5 Hz và trên 51,5 Hz.[4] Bộ cài mặc định EN 50549-1 của Kostal PIKO ngắt dưới 47,50 Hz và trên 52,00 Hz.[14] Cài đặt mặc định IEEE 1547-2018 do MA TSRG và ISO-NE liệt kê cho lưới 60 Hz làm việc liên tục từ 58,8 Hz đến 61,2 Hz.[11][12]
Q2Lỗi tần số lưới vượt dải (Grid frequency out of range) là gì?
Q3Lỗi OV-G-F và UN-G-F trên biến tần là gì?
Q4Vì sao biến tần ngắt khi tần số lưới vẫn gần định mức?
Biến tần ngắt khi tần số lưới vẫn gần định mức nếu biến tần đo sai tần số lúc sự cố.[25] Trong sự cố Blue Cut Fire, khoảng 700 MW biến tần ngắt vì nhận thấy tần số thấp, dù tần số thật thấp nhất 59,867 Hz ở lưới 60 Hz.[25] Dạng sóng điện áp méo khi sự cố đường dây làm phép đo tần số tức thời bị sai.[25]
Q5Biến tần có tự hòa lưới lại sau khi ngắt do tần số không?
Q6Tần số lưới điện Việt Nam được phép dao động trong khoảng nào?
Q7Vì sao biến tần phải giảm công suất khi tần số tăng?
Q8Ngưỡng 50,2 Hz trên biến tần nghĩa là gì?
Ngưỡng 50,2 Hz trên biến tần là mức tần số bắt đầu giảm công suất khi quá tần.[14][18] Kostal PIKO và bộ cài Ba Lan của Solplanet cùng dùng ngưỡng 50,2 Hz, độ dốc 5 %.[14][18] RfG cho ngưỡng này từ 50,2 Hz đến 50,5 Hz.[2] Quy định kỹ thuật cũ ở Đức yêu cầu hệ điện mặt trời ngắt ngay khi tần số chạm 50,2 Hz.[9]
Q9Thợ lắp đặt có được tự đổi ngưỡng tần số trên biến tần không?
Q10Tốc độ thay đổi tần số (ROCOF) khác dải tần số lưới ở điểm nào?
Tốc độ thay đổi tần số (ROCOF) đo tần số đổi nhanh bao nhiêu Hz mỗi giây, còn dải tần số lưới giới hạn tần số đang ở mức nào.[10][1] NRS 097-2-1 yêu cầu ngắt trong 2 s khi ROCOF vượt 1,5 Hz/s.[22] Kostal PIKO chịu được ROCOF ít nhất 3 Hz/s.[14]
11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng
Việt Nam Solar là công ty cung cấp toàn bộ giải pháp điện mặt trời, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu thiết bị. Công ty hoạt động từ năm 2018, làm tổng thầu EPC và ESCO cho các dự án điện mặt trời. Đội kỹ thuật tư vấn chọn biến tần hòa lưới và đọc bộ cài tần số theo tiêu chuẩn lưới của từng dự án. Khách hàng được khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh. Ba chi nhánh tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa trưng bày sản phẩm thật và nhận yêu cầu báo giá.
| Chi nhánh | Địa chỉ | Kho | Đường dây nóng |
|---|---|---|---|
| Trụ sở chính Hồ Chí Minh | 188 ĐHT41, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 2939 QL1A, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 088.60.60.660 |
| Chi nhánh Cần Thơ | 41D Mậu Thân, Phường Cái Khế, Tp. Cần Thơ | Khu vực Tràng Thọ A, Phường Trung Nhứt, Tp. Cần Thơ | 094.42.44.424 |
| Chi nhánh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | 081.60.60.660 |
Thông tin chi nhánh lấy theo danh sách cửa hàng của Việt Nam Solar.[26]
Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế
- 1Lee, J. H., Yoon, Y. H., & Kim, J. M. (2015). Analysis of IEC 61727 Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface. International Journal of Internet, Broadcasting and Communication, 7(2), 90-95. KoreaScience.
- 2European Commission. (2016). Commission Regulation (EU) 2016/631 of 14 April 2016 establishing a network code on requirements for grid connection of generators. EUR-Lex.
- 3EMTEK (Shenzhen) Co., Ltd. (2019). Test report ES190602003P, IEC 61727 with MEA requirements, Hybrid Power System MA HPS50. Shenzhen ATESS Power Technology.
- 4Dongguan BALUN Testing Technology. (2025). Zertifikat für den NA-Schutz BL-DG2530186-201 A1, VDE-AR-N 4105:2018, MIT-4000 to MIT-6000. Hoymiles Power Electronics.
- 5Kiwa Primara. (2020). Zertifikat NA-Schutz 19-196-01, VDE-AR-N 4105:2018, PLENTICORE BI. KOSTAL Solar Electric.
- 6Solis Inverters US Service. (n.d.). Grid alarms OV-G-V, UN-G-V, OV-G-F, UN-G-F. Ginlong (Solis) Technologies.
- 7Sungrow Power Supply. (2024). Datenblatt SH5.0RT, SH6.0RT, SH8.0RT, SH10RT, Version 22.1. Sungrow.
- 8International Electrotechnical Commission. (2004). IEC 61727 Ed. 2.0, Photovoltaic (PV) systems, Characteristics of the utility interface, preview. VDE Verlag.
- 9VDE FNN. (2011). Verhalten bei Über- und Unterfrequenz, 50,2 Hz Studie. VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik.
- 10Tielens, P., & Van Hertem, D. (2016). The relevance of inertia in power systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 55, 999-1009. KU Leuven.
- 11Massachusetts Technical Standards Review Group & ISO New England. (2022). Default IEEE 1547-2018 Setting Requirements. Commonwealth of Massachusetts.
- 12ISO New England. (2018). Inverter Source Requirement Document of ISO New England (ISO-NE). Commonwealth of Massachusetts, Technical Standards Review Group.
- 13Bộ Công Thương. (2025). Văn bản hợp nhất Thông tư 05/2025/TT-BCT và Thông tư 46/2025/TT-BCT quy định hệ thống truyền tải điện, phân phối điện và đo đếm điện năng. Bộ Công Thương.
- 14KOSTAL Solar Electric. (2021). Self-Declaration to Country setting EN50549-1:2019, PIKO 10 to PIKO 20. KOSTAL.
- 15SMA Solar Technology. (n.d.). Event 009 (Sunny Portal: 502), Grid underfrequency, Sunny Tripower operating manual. SMA.
- 16Bower, W. (2002). Evaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systems, SAND2002-3591. Sandia National Laboratories.
- 17ESB Networks. (2021). Conditions Governing the Connection and Operation of Micro-Generation, DTIS-230206-BRL, Version 6.1. ESB Networks.
- 18Bureau Veritas Consumer Products Services Germany. (2022). Certificate U22-0354, ASW3K to ASW20K-LT-G2 Pro, EN 50549-1:2019 Type A, Poland. Solplanet (AISWEI).
- 19Estonian Centre for Standardisation and Accreditation. (2019). EVS-EN 50549-1:2019, Requirements for generating plants to be connected in parallel with distribution networks, Part 1. EVS.
- 20IEEE Standards Association. (2018). IEEE 1547-2018, IEEE Standard for Interconnection and Interoperability of Distributed Energy Resources with Associated Electric Power Systems Interfaces. IEEE.
- 21Harris, R. W. (2018). Application Considerations, IEEE 1547-2018. National Rural Electric Cooperative Association.
- 22Standards South Africa. (2024). NRS 097-2-1:2024 Edition 3, Grid interconnection of embedded generation, Part 2, Section 1, Utility interface. SSEG.
- 23Estonian Centre for Standardisation and Accreditation. (2022). EVS-EN 50549-10:2022, Part 10, Tests for conformity assessment of generating units. EVS.
- 24VDE Verlag. (2025). DIN EN 50549-1 (VDE 0124-549-1):2026-01. VDE Verlag.
- 25North American Electric Reliability Corporation. (2017). 1,200 MW Fault Induced Solar Photovoltaic Resource Interruption Disturbance Report. NERC.
- 26Việt Nam Solar. (n.d.). Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.
Bài viết do đội ngũ 50 kỹ sư của Công ty TNHH Việt Nam Solar biên soạn và kiểm duyệt. Công ty hoạt động liên tục trong lĩnh vực điện mặt trời từ năm 2018, đã khảo sát, thiết kế và thi công hàng nghìn công trình trên cả nước, đồng thời là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu biến tần, tấm pin và pin lưu trữ. Mọi kỹ sư tham gia biên soạn đều nắm chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng do cơ quan quản lý Nhà nước cấp.
Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân, gồm Giấy phép hoạt động điện lực số 175/GP-SCT do Sở Công Thương cấp, Giấy phép năng lực hoạt động xây dựng HCM-00076550 công bố trên cổng thông tin Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền số 604703 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp văn bằng bảo hộ. Công ty duy trì ba chứng nhận hệ thống quản lý còn hiệu lực gồm ISO 9001:2015, ISO 14001:2018 và ISO 45001:2018, trạng thái hiệu lực xác minh trên IAF CertSearch.
Mọi số liệu kỹ thuật, thông tin pháp lý và mốc thời gian nêu trong bài đều được đối chiếu với hồ sơ chính hãng của nhà sản xuất và văn bản pháp luật hiện hành trước khi xuất bản, để nội dung công bố có thể kiểm chứng độc lập.
