VDE-AR-N 4105 là tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia của Đức do Hiệp hội Kỹ sư Điện – Điện tử (VDE) ban hành, quy định các yêu cầu kỹ thuật, điều kiện đấu nối và biện pháp an toàn cho hệ thống phát điện phân tán, đặc biệt là điện mặt trời hòa lưới hạ áp. Tiêu chuẩn này được xem là chứng chỉ bắt buộc cho inverter muốn được phép hòa lưới tại Đức và châu Âu. Hãy cùng Việt Nam Solar tìm hiểu chi tiết mục tiêu, nội dung và các yêu cầu kỹ thuật quan trọng của VDE-AR-N 4105 trong bài viết dưới đây.
1. Giới thiệu tiêu chuẩn VDE-AR-N 4105
VDE-AR-N 4105 là tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia của Đức do Hiệp hội Kỹ sư Điện – Điện tử Đức (VDE – Verband der Elektrotechnik) ban hành, quy định các yêu cầu kỹ thuật và quy trình kết nối của hệ thống phát điện phân tán (Distributed Generation) — đặc biệt là hệ thống điện mặt trời (PV) — khi hòa lưới vào mạng điện hạ áp (Low Voltage Grid).
Tiêu chuẩn này được áp dụng rộng rãi trên toàn nước Đức và trong khu vực EU như một tiêu chuẩn tương thích với EN 50549-1, với mục tiêu đảm bảo rằng các nguồn năng lượng tái tạo hoạt động an toàn, ổn định và không gây ảnh hưởng tiêu cực đến lưới điện.
2. Mục đích chính của tiêu chuẩn VDE-AR-N 4105
Đảm bảo an toàn cho lưới điện và người sử dụng
Mục tiêu đầu tiên của VDE-AR-N 4105 là đảm bảo an toàn tuyệt đối trong quá trình vận hành hệ thống điện mặt trời hòa lưới.Tiêu chuẩn yêu cầu tất cả thiết bị bảo vệ, giám sát lưới và inverter phải đạt chứng nhận VDE, đảm bảo khả năng phát hiện và xử lý nhanh các sự cố điện áp, tần số hoặc dòng rò bất thường. Nhờ đó, hệ thống được bảo vệ khỏi nguy cơ quá tải, chập điện hoặc điện giật, đồng thời ngăn ngừa rủi ro lan truyền sự cố lên lưới điện quốc gia.
Duy trì sự ổn định và chất lượng của lưới điện
Một trong những mục tiêu trọng tâm của tiêu chuẩn là đảm bảo sự ổn định và cân bằng điện năng khi ngày càng nhiều hệ thống phát điện phân tán (như điện mặt trời) hòa lưới. VDE-AR-N 4105 yêu cầu các inverter phải có khả năng điều chỉnh công suất phản kháng (Reactive Power), duy trì hệ số công suất (Power Factor) ở mức thích hợp và phản ứng nhanh với biến động điện áp – tần số. Nhờ đó, lưới điện có thể duy trì trạng thái ổn định, tránh dao động và giảm nguy cơ mất cân bằng điện áp, đảm bảo chất lượng điện năng đạt tiêu chuẩn châu Âu (EN 50160).
Ngăn ngừa hiện tượng cô lập lưới (Islanding Protection)
Một trong những rủi ro nghiêm trọng khi vận hành hệ thống PV hòa lưới là hiện tượng cô lập lưới (islanding) – khi lưới điện bị mất nguồn nhưng hệ thống vẫn tiếp tục phát điện cục bộ, gây nguy hiểm cho nhân viên điện lực và thiết bị. Tiêu chuẩn VDE-AR-N 4105 yêu cầu inverter phải được trang bị chức năng chống đảo lưới (anti-islanding), có khả năng phát hiện mất lưới và tự động ngắt kết nối trong vòng 2 giây. Nhờ đó, hệ thống PV không duy trì điện áp cục bộ sau khi lưới mất điện, đảm bảo an toàn tuyệt đối trong mọi tình huống.
3. Các yêu cầu kỹ thuật quan trọng của VDE-AR-N 4105
Tiêu chuẩn VDE-AR-N 4105 quy định chi tiết các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống điện mặt trời và thiết bị phát điện phân tán khi đấu nối vào lưới điện hạ áp (Low Voltage – LV). Các yêu cầu này nhằm đảm bảo hệ thống vận hành an toàn, ổn định và không gây ảnh hưởng đến chất lượng điện năng của lưới quốc gia.
| Hạng mục kỹ thuật | Yêu cầu và mô tả chi tiết |
|---|---|
| Thiết bị bảo vệ (Protective Device) | Tất cả thiết bị bảo vệ lưới và hệ thống PV phải có chứng nhận tuân thủ VDE-AR-N 4105, đã được type-tested để đảm bảo khả năng phát hiện và xử lý sự cố nhanh chóng. Đây là yêu cầu bắt buộc cho mọi hệ thống hòa lưới. |
| Giám sát lưới điện (Grid Monitoring) | Hệ thống bảo vệ phải liên tục giám sát điện áp, tần số, pha và sóng hài của lưới điện. Khi phát hiện sai lệch vượt ngưỡng, thiết bị phải tự động ngắt kết nối để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. |
| Bảo vệ chống đảo lưới (Anti-Islanding) | Khi lưới mất điện, inverter phải tự động ngắt khỏi lưới trong vòng ≤ 2 giây. Tính năng này giúp ngăn ngừa hiện tượng cô lập lưới (islanding) và bảo vệ nhân viên kỹ thuật trong quá trình bảo trì. |
| Inverter tích hợp bảo vệ (Integrated Protection) | Đối với hệ thống nhỏ hơn 30 kW, inverter có thể tích hợp sẵn các chức năng bảo vệ (NA-Schutz). Với hệ thống lớn hơn, cần có thiết bị bảo vệ ngoài để đảm bảo độ tin cậy cao hơn. |
| Thiết bị ngắt kết nối (Tie Switch) | Các hệ thống công suất lớn bắt buộc phải có bộ ngắt kết nối trung tâm (Grid Disconnecting Device) cho phép cô lập hoàn toàn hệ thống PV khỏi lưới khi xảy ra sự cố hoặc cần bảo trì. |
| Giới hạn tần số và điện áp | Hệ thống phải hoạt động ổn định trong dải tần số 49 – 51 Hz và điện áp ±10% giá trị danh định. Khi vượt ngưỡng, thiết bị phải tự động ngắt trong thời gian quy định để bảo vệ lưới. |
| Điều khiển công suất phản kháng (Reactive Power Control) | Inverter phải hỗ trợ điều khiển Q(U) theo điện áp hoặc duy trì hệ số công suất PF ≥ 0.9 để ổn định điện áp và hỗ trợ lưới trong điều kiện tải thay đổi. |
| Chất lượng điện năng (Power Quality) | Tổng méo sóng hài (THD) của hệ thống không được vượt quá 5%. Điều này giúp tránh ảnh hưởng đến thiết bị điện khác và duy trì chất lượng điện năng theo chuẩn EN 50160. |
| Thời gian hòa lưới lại (Reconnection Delay) | Sau khi lưới điện ổn định, inverter chỉ được phép hòa trở lại sau ít nhất 30 giây để đảm bảo điện áp và tần số đã đạt mức an toàn. |
| Chứng nhận và thử nghiệm | Tất cả inverter và thiết bị bảo vệ phải được kiểm định và chứng nhận bởi tổ chức được VDE công nhận (ví dụ: TÜV Rheinland, SGS, DNV) để đủ điều kiện hòa lưới theo quy định của Đức và EU. |
Các yêu cầu trong VDE-AR-N 4105 giúp hệ thống điện mặt trời hòa lưới vận hành an toàn, tương thích và hỗ trợ ổn định lưới điện quốc gia, đồng thời là cơ sở bắt buộc khi chứng nhận Grid Code Compliance tại Đức và châu Âu.
4. Link tải tài liệu VDE-AR-N 4105
Tiêu chuẩn VDE-AR-N 4105:2018-11 – Power Generation Systems Connected to the Low-Voltage Distribution Network là tài liệu chính thức do Hiệp hội Kỹ sư Điện – Điện tử Đức (VDE – Verband der Elektrotechnik) ban hành. Đây là tiêu chuẩn bắt buộc tại Đức cho mọi hệ thống phát điện phân tán (Distributed Generation) – đặc biệt là điện mặt trời (PV systems) – trước khi được phép đấu nối vào lưới điện hạ áp quốc gia.
Dưới đây là các nguồn chính thức và bản tham khảo hợp pháp để tải hoặc mua tiêu chuẩn này:
VDE Verlag – Official Publication (Bản đầy đủ có bản quyền): https://www.vde.com/en/fnn/topics/technical-connection-rules/power-generating-plants
5. Kết luận
VDE-AR-N 4105 là tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng bậc nhất của Đức dành cho các hệ thống điện mặt trời hòa lưới hạ áp (Low Voltage Grid).
Tiêu chuẩn này đảm bảo rằng mọi thiết bị phát điện phân tán, đặc biệt là inverter PV, được thiết kế, thử nghiệm và vận hành an toàn – ổn định – tương thích với lưới điện quốc gia.
Việc tuân thủ VDE-AR-N 4105 giúp:
-
Ngăn ngừa sự cố điện và bảo vệ người sử dụng.
-
Duy trì ổn định điện áp, tần số và chất lượng điện năng.
-
Đảm bảo chức năng chống đảo lưới (anti-islanding) hoạt động chính xác.
-
Là điều kiện bắt buộc để được chứng nhận hòa lưới (Grid Code Compliance) tại Đức và Liên minh châu Âu.
Tại Việt Nam, các inverter đạt chứng nhận VDE-AR-N 4105 được EVN và các tổ chức kỹ thuật đánh giá cao, vì đáp ứng đồng thời các tiêu chuẩn quốc tế như IEC 62116, IEC 62109 và EN 50549-1, mang lại hiệu suất tối ưu, độ bền cao và an toàn tuyệt đối cho hệ thống điện mặt trời.
Liên hệ Việt Nam Solar
- CÔNG TY TNHH VIỆT NAM SOLAR – MST: 0315209693
- Văn phòng/BH: 188 Đông Hưng Thuận 41, P. Đông Hưng Thuận, TP.HCM
- Showroom Cần Thơ: 41D Mậu Thân, P. Cái Khế, TP. Cần Thơ
- Kho HCM: 2937 QL1A, P. Đông Hưng Thuận, TP.HCM
- Kho Cần Thơ: 139–137 Tuyến tránh Thốt Nốt, P. Thốt Nốt, TP. Cần Thơ
- Hotline: 0981.982.979 – 088.60.60.660
- Email: lienhe@vietnamsolar.vn – kythuat@vietnamsolar.vn
- Website: vietnamsolar.vn
