Trong các hệ thống điện mặt trời hòa lưới, việc đảm bảo tương thích và an toàn khi kết nối với lưới điện công cộng là yếu tố bắt buộc để hệ thống vận hành ổn định và hiệu quả. Tiêu chuẩn IEC 61727:2004 – Photovoltaic (PV) Systems: Characteristics of the Utility Interface, do Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) ban hành, quy định chi tiết đặc tính kỹ thuật và giới hạn điện năng giữa inverter PV và lưới điện.
Tiêu chuẩn này giúp kiểm soát các yếu tố như điện áp, tần số, sóng hài, hệ số công suất, dao động điện áp và bảo vệ chống đảo lưới,
nhằm đảm bảo inverter hòa lưới hoạt động an toàn, không gây nhiễu và không làm ảnh hưởng đến chất lượng điện năng quốc gia.
Hãy cùng Việt Nam Solar tìm hiểu chi tiết ý nghĩa, phạm vi áp dụng và các yêu cầu kỹ thuật của tiêu chuẩn IEC 61727, để hiểu vì sao đây là bộ tiêu chuẩn bắt buộc khi đấu nối hệ thống điện mặt trời vào lưới EVN.
1. Giới thiệu
IEC 61727:2004 là tiêu chuẩn quốc tế quy định các đặc tính kỹ thuật của giao diện giữa hệ thống điện mặt trời (PV system) và lưới điện công cộng (Utility Grid).
Tiêu chuẩn được ban hành bởi Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC), áp dụng cho các hệ thống điện mặt trời hòa lưới hạ áp (Low-voltage grid-connected PV systems) có công suất tối đa 10 kVA, hoạt động song song với lưới điện.
Mục tiêu của tiêu chuẩn là:
-
Đảm bảo sự tương thích điện năng giữa hệ thống PV và lưới điện.
-
Quy định rõ giới hạn điện áp, tần số, dòng điện, hệ số công suất, sóng hài, dao động điện áp và bảo vệ an toàn.
-
Ngăn ngừa hiện tượng đảo lưới (Islanding), giảm nhiễu điện từ (EMI) và bảo vệ nhân viên vận hành khi lưới điện gặp sự cố.
2. Phạm vi áp dụng (Clause 1 – Scope and Object)
Tiêu chuẩn IEC 61727 được áp dụng cho:
-
Các hệ thống PV hòa lưới hạ áp, có công suất ≤10 kVA.
-
Các inverter tĩnh (solid-state inverter) sử dụng để chuyển đổi điện DC sang AC đồng bộ với lưới.
-
Các hệ thống hòa lưới trực tiếp không có cách ly galvanic, miễn là đáp ứng các yêu cầu an toàn điện.
Tiêu chuẩn không áp dụng cho:
-
Hệ thống PV độc lập (off-grid) hoặc hệ thống hybrid có pin lưu trữ.
-
Các thiết bị điện không tương tác trực tiếp với lưới điện công cộng.
-
Các yêu cầu về nhiễu điện từ (EMC), chống đảo lưới (anti-islanding) – vì được quy định riêng trong IEC 62116.
3. Các yêu cầu kỹ thuật chính (Clause 4 – Utility Compatibility)
Phần Clause 4 của tiêu chuẩn IEC 61727:2004 quy định các điều kiện kỹ thuật mà inverter điện mặt trời hòa lưới phải đáp ứng
để đảm bảo sự tương thích điện năng với lưới điện hạ áp, không gây nhiễu, không làm suy giảm chất lượng điện và vận hành an toàn.
| Thông số kỹ thuật | Giới hạn theo IEC 61727 | Mô tả và ý nghĩa kỹ thuật |
|---|---|---|
| Điện áp hoạt động (Operating Voltage Range) |
±10% giá trị danh định | Inverter phải hoạt động ổn định khi điện áp lưới dao động trong khoảng ±10% giá trị định mức (ví dụ: 207–253 V cho lưới 230 V). Nếu điện áp vượt quá giới hạn, thiết bị phải ngắt kết nối trong ≤2 giây. |
| Tần số hoạt động (Operating Frequency Range) |
49 – 51 Hz | Inverter hòa lưới phải đồng bộ tần số với lưới điện (50 Hz). Khi tần số nằm ngoài dải 49–51 Hz, inverter cần tự ngắt để tránh đảo pha và mất ổn định. |
| Dòng điện DC ngược (DC Current Injection) |
≤ 0,5% dòng AC danh định | Dòng điện một chiều chạy ngược về lưới không được vượt quá 0,5% giá trị dòng AC định mức. Giới hạn này giúp ngăn hiện tượng bão hòa máy biến áp và nhiễu hệ thống điện. |
| Méo dạng sóng hài (Harmonic Distortion – THD) |
THD ≤ 5% | Tổng méo dạng sóng hài (THD) không vượt quá 5%. Sóng hài riêng lẻ (3rd, 5th, 7th, 9th…) phải tuân thủ giới hạn của IEC 61000-3-2 nhằm đảm bảo chất lượng điện năng của lưới. |
| Hệ số công suất (Power Factor) |
≥ 0,9 (lagging) | Hệ số công suất tối thiểu 0,9 giúp inverter hòa lưới hiệu quả, tránh tạo công suất phản kháng lớn. Một số inverter hiện đại có thể điều chỉnh PF linh hoạt để hỗ trợ ổn định lưới điện. |
| Dao động điện áp (Flicker) (Voltage Fluctuation) |
Theo IEC 61000-3-3 | Dao động điện áp tức thời do hệ thống PV gây ra phải nằm trong giới hạn flicker của IEC 61000-3-3. Yêu cầu này giúp tránh hiện tượng nhấp nháy ánh sáng hoặc nhiễu điện áp. |
| Bảo vệ chống đảo lưới (Anti-islanding Protection) |
Ngắt trong ≤ 2 giây | Khi mất điện lưới, inverter phải ngừng xuất điện ra lưới trong vòng 2 giây để bảo vệ an toàn cho nhân viên điện lực và ngăn sự cố lan truyền. Chức năng này thường được kiểm định theo tiêu chuẩn IEC 62116. |
| Hòa lưới trở lại (Reconnection Delay) |
≥ 30 giây | Sau khi lưới phục hồi, inverter chỉ được phép hòa trở lại sau ít nhất 30 giây, khi điện áp và tần số đã ổn định, nhằm tránh dao động điện áp trong giai đoạn khôi phục. |
Các yêu cầu trong Clause 4 của IEC 61727:2004 đảm bảo inverter điện mặt trời hòa lưới vận hành an toàn, tương thích với lưới điện quốc gia và không làm suy giảm chất lượng điện năng. Đây là tiêu chí bắt buộc để inverter được cấp phép đấu nối EVN.
4. Link tải tài liệu IEC 61727:2004
Tiêu chuẩn IEC 61727:2004 – Photovoltaic (PV) Systems: Characteristics of the Utility Interface
là tài liệu kỹ thuật quốc tế được ban hành bởi Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC),
quy định các đặc tính hòa lưới cho hệ thống điện mặt trời (PV systems).
Do tiêu chuẩn này thuộc bản quyền của IEC, người dùng nên tải hoặc mua từ các nguồn chính thức để đảm bảo độ chính xác và tính pháp lý.
Dưới đây là các nguồn tham khảo và tải tài liệu hợp pháp:
-
IEC Webstore – Official Publication
👉 https://webstore.iec.ch/publication/5736
Nguồn chính thức từ IEC, cung cấp bản tiêu chuẩn đầy đủ (PDF có bản quyền). Bao gồm toàn bộ điều khoản kỹ thuật, phụ lục và hướng dẫn thử nghiệm.
5. Kết luận
IEC 61727:2004 là tiêu chuẩn quốc tế quan trọng trong lĩnh vực điện năng lượng mặt trời hòa lưới,
quy định toàn diện các yêu cầu về tương thích điện năng, an toàn vận hành, bảo vệ thiết bị và chất lượng điện đầu ra.
Tiêu chuẩn này giúp đảm bảo rằng hệ thống PV hòa lưới vận hành ổn định, không gây nhiễu và an toàn cho cả người sử dụng lẫn lưới điện công cộng.
Tại Việt Nam, IEC 61727 được xem là bộ tiêu chuẩn nền tảng bắt buộc khi:
-
Đăng ký chứng nhận thiết bị inverter và hệ thống PV với Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng.
-
Thực hiện đấu nối điện mặt trời mái nhà vào hệ thống EVN.
-
Đánh giá chất lượng và độ tin cậy của inverter hòa lưới trước khi đưa vào sử dụng.
Tiêu chuẩn này cũng là cơ sở tham chiếu cho các tiêu chuẩn liên quan như:
-
IEC 62109-1 / IEC 62109-2: Yêu cầu an toàn điện và cơ khí cho inverter.
-
IEC 62116: Phương pháp thử nghiệm chức năng chống đảo lưới (anti-islanding).
-
IEC 61000 series: Giới hạn nhiễu điện từ và sóng hài.
Việc lựa chọn inverter đạt chứng nhận IEC 61727, IEC 62109, IEC 62116 không chỉ đảm bảo tuân thủ pháp lý, mà còn giúp hệ thống điện mặt trời hoạt động bền bỉ, an toàn và tối ưu hiệu suất trong suốt vòng đời dự án.
