អាយុសំណាក់បញ្ចូលថាមពលដែលមិនតភ្ជាប់ទៅបណ្តាញ (Off-Grid Inverter) THD: ហេតុអ្វីបានជា «ផ្ទុកស្រាល» មានសារៈសំខាន់ជាង?

សម្រាប់អាយធីវ៉ែរដែលមិនប្រើប្រាស់បណ្តាញអគ្គិសនី ចំណុច THD (ការខូចទម្រង់សរុប) អាក្រក់បំផុតមិនមែនជានៅពេលផ្ទុកពេញលេញទេ។ វាជាញឹកញាប់កើតឡើងនៅពេលផ្ទុកស្រាល ដែលហៅថា «ផ្ទុកតូច» ផងដែរ។ មូលហេតុមិនមែនដោយសារតែផ្ទុកធ្ងន់ជាងនេះទេ ប៉ុន្តែដោយសារតែផ្ទុកស្រាលធ្វើឱ្យ «កំហុសថេរ» នៅក្នុងជំហ៊ានផ្គត់ផ្គង់ថាមពល និងរង្វង់គ្រប់គ្រងកាន់តែច្បាស់។

១. ការយល់ដឹងអំពី THD នៅក្នុងអាយធីវ៉ែរដែលមិនប្រើប្រាស់បណ្តាញអគ្គិសនី

១.១ THD គឺជាអ្វី?

ការខូចទម្រង់សរុប (THD) វាស់កម្រិតដែលរាងរបស់វ៉ុលសញ្ញាចេញមានការប៉ះពាល់ពីរាងរបស់វ៉ុលសញ្ញាស៊ីនុស ស្អាត។ THD ទាបជាង មានន័យថា វ៉ុលសញ្ញាចេញមានភាពស្អាត និងមានរាងស៊ីនុសកាន់តែច្បាស់។

១.២ ការយល់ច្រឡំធម្មតា

វិស្វករជាច្រើនសន្មតថា THD អាក្រក់បំផុតកើតឡើងនៅពេលផ្ទុកពេញលេញ ដែលអាយធីវ៉ែរផ្តល់ថាមពលអតិបរមា។ ក្នុងភាពពិត ការខូចទម្រង់អាក្រក់បំផុតជាញឹកញាប់កើតឡើងនៅពេលផ្ទុកស្រាល — ជាទូទៅទាបជាង ១០–២០% នៃសមត្ថភាពដែលបានកំណត់។

១.៣ ហេតុអ្វីបានជាផ្ទុកស្រាលមានសារៈសំខាន់

ការប៉ះពាល់ដែលមានសារធាតុប្រក្រតី (THD) ទាបគឺសំខាន់ជាង ព្រោះនៅពេលដែលចរន្តមានតម្លៃទាប ឥរិយាបថមិនល្អនៅក្នុងជំហ៊ានថាមពល និងរង្វង់គ្រប់គ្រងមិនថយចុះតាមសមាមាត្រ។ កំហុសថេរទាំងនេះក្លាយជាផ្នែកធំជាងនៃសញ្ញាចេញ ដែលធ្វើឱ្យគុណភាពរាងសញ្ញាធ្លាក់ចុះ។

២. កំហុសថេរកាន់កាប់ផ្នែកធំជាងនៅពេលចរន្តទាប

២.១ ឥទ្ធិពលនៃខ្សែចាប់សញ្ញាចេញ

ខ្សែចាប់សញ្ញាចេញនៃឧបករណ៍បំប្លែងប៉ះពាល់ (inverter) ត្រូវបានប៉ះពាល់ និងប៉ះពាល់ឡើងវិញនៅគ្រប់វដ្តប៉ះពាល់។ នៅពេលដែលផ្ទុកទាប ចរន្តផ្ទុកមានតម្លៃតូច ដូច្នេះវ៉ុលតេស្យុងនៃខ្សែចាប់មិនអាចធ្លាក់ដល់សូន្យបានឆាប់គ្រប់គ្រាន់មុនពេលឆ្លងកាត់សូន្យ។

រឿងនេះងាយនាំឱ្យកើតមានតំបន់រាបស្មើជុំវិញការឆ្លងកាត់សូន្យ ហើយបង្កើតបាននូវសារធាតុប្រក្រតីដែលមានលំដាប់ទាប។

២.២ វ៉ុលតេស្យុងកំហុសដែលបណ្តាលមកពីពេលវេលាមិនប្រក្រតី (Dead-Time)

ពេលវេលាមិនប្រក្រតីក៏បណ្តាលឱ្យកើតវ៉ុលតេស្យុងកំហុសផងដែរ៖ នៅពេលផ្ទុកទាប ចរន្តមូលដ្ឋានមានតម្លៃតូច ដូច្នេះកំហុសពេលវេលាមិនប្រក្រតីក្លាយជាធំជាងទៅធៀបនឹងចរន្តមូលដ្ឋាន។ នៅជុំវិញការឆ្លងកាត់សូន្យនៃចរន្ត ការកំណត់គ្រិតនៃសញ្ញាចរន្តគឺពិបាក ហើយការចាប់ចរន្តសូន្យអាចកើតឡើង។

២.៣ ភាពមិនលីនេអ៊ែរនៃឧបករណ៍

ការធ្លាក់វ៉ុលនៃស្ថាប័ន និងភាពមិនលីនេអ៊ែរនៃខ្សែបញ្ជូនត្រង់តម្លៃត្រូវបានគេប៉ះពាល់ដោយចរន្តផ្ទុក។ ដូច្នេះ ពេលវេលាមិនដំណើរការ (dead time) ដូចគ្នា ការធ្លាក់វ៉ុល និងឥទ្ធិពលនៃខ្សែចាប់ (capacitor) មានឥទ្ធិពលច្បាស់លាស់ជាងលើរូបរាងរលកនៅពេលចរន្តតូច។

៣. គ្មានការចាប់បន្ទាត់អគ្គិសនី — ហារ៉ាម៉ូនិកចូលទៅក្នុងគ្នា

៣.១ ការប្រើប្រាស់ជាមួយបន្ទាត់អគ្គិសនី និងការប្រើប្រាស់ដោយគ្មានបន្ទាត់អគ្គិសនី

នៅពេលប្រើប្រាស់ជាមួយបន្ទាត់អគ្គិសនី បន្ទាត់អគ្គិសនីធំមានភាពធន់នៃហារ៉ាម៉ូនិកទាប។ ចរន្តហារ៉ាម៉ូនិកពីផ្ទុកមិនលីនេអ៊ែរត្រូវបានស្រូបយកជាចម្បងដោយបន្ទាត់អគ្គិសនី ហើយការប៉ះពាល់ដល់វ៉ុលនៅចំណុចភ្ជាប់ទូទៅត្រូវបានរក្សាទុកឱ្យទាប។

នៅពេលប្រើប្រាស់ដោយគ្មានបន្ទាត់អគ្គិសនី ម៉ាស៊ីនបំប្លែងត្រូវបានប្រើជាប្រភពវ៉ុលដែលមានភាពធន់ទាបដោយខ្លួនឯង។ គ្មានបន្ទាត់អគ្គិសនីខាងក្រៅដើម្បីស្រូបយកការរំខានហារ៉ាម៉ូនិកទេ។

៣.២ ការអន្តរកម្មរវាងផ្ទុកមិនលីនេអ៊ែរ

ផ្ទុកមិនលីនេអ៊ែរ ដូចជាឧបករណ៍បំប្លែងចរន្ត (rectifiers) ដែលគ្មានការគ្រប់គ្រង និងប្រភពថាមពលបំប្លែង (switching power supplies) ទាញយកចរន្តជាប៉ាក់ៗ ដែលមានហារ៉ាម៉ូនិកទី៥ ទី៧ និងហារ៉ាម៉ូនិកផ្សេងៗទៀត។ ចរន្តហារ៉ាម៉ូនិកទាំងនេះឆ្លងកាត់ភាពធន់នៅច្រកចេញនៃម៉ាស៊ីនបំប្លែង ហើយបង្កើតវ៉ុលហារ៉ាម៉ូនិកនៅលើវ៉ុលចេញ។

នៅពេលផ្ទុកស្រាល បច្ចុប្បន្នភាពមូលដ្ឋានគឺតូច ប៉ុន្តែ «ភាគរយនៃបច្ចុប្បន្នភាពអារម្មណ៍» របស់ប្រភពថាមពលប៉ាក់ស៊ីងតូចៗ អាចមិនតូចទេ។ ដោយសារហេតុនេះ ការខូចទម្រង់វ៉ុលអាចក្លាយជាការសង្កេតឃើញច្បាស់ជាងមុន។

នេះគឺជាមេកានិកសំខាន់មួយក្នុងចំណោមមេកានិកដែលបណ្តាលឱ្យមាន «ការខូចទម្រង់របស់អាយធីអេនវ៉ើតទ័រដែលមិនត្បាញ់ទៅបណ្តាញ»។

៤. ចំណុចដែលគ្មានសក្តានុពលនៃរង្វង់គ្រប់គ្រង នៅពេលផ្ទុកស្រាល

៤.១ ការកើនឡើងនៃបច្ចុប្បន្នភាពអារម្មណ៍មានកំណត់

រង្វង់គ្រប់គ្រងវ៉ុលជាទូទៅមានការកើនឡើងនៃបច្ចុប្បន្នភាពមានកំណត់នៅលើប្រេកង់អារម្មណ៍ទី៥ និងទី៧។ នៅពេលផ្ទុកស្រាល សមាមាត្ររវាងការរំខានអារម្មណ៍ និងការផ្លាស់ប្តូរនៃបច្ចុប្បន្នភាពមូលដ្ឋានផ្លាស់ប្តូរ ហើយការគ្រប់គ្រង PI ប្រក្រតីមានសាក្សីច្បាស់ថា មានសមត្ថភាពបង្ក្រាបមិនគ្រប់គ្រាន់។

៤.២ យុទ្ធសាស្ត្រគ្រប់គ្រងកម្រិតខ្ពស់

ការគ្រប់គ្រងដែលធ្វើម្តងទៀត និងការគ្រប់គ្រងដែលឆ្លើយតបតាមប្រេកង់អារម្មណ៍ អាចបង្កើនការកើនឡើងនៃបច្ចុប្បន្នភាពនៅលើប្រេកង់អារម្មណ៍។ ទោះយ៉ាងណា ប្រសិនបើវាមិនត្រូវបានកែសម្រួលឱ្យសមស្របនឹងបច្ចុប្បន្នភាពតូចៗនៅពេលផ្ទុកស្រាល ការចាប់ចំណុចសូន្យ និងការប៉ះទង្គិលពេលស្លាប់ អាចធ្វើឱ្យ THD នៅពេលផ្ទុកស្រាលក្លាយជាចំណុចដែលគ្មានសក្តានុពល នៅក្រៅការសាកល្បងស្តង់ដារ។

៤.៣ តម្រូវការរបស់ PCS ប្រភេទ Grid-Forming

ជាប្រភពវ៉ុល គុណភាពថាមពលរបស់ PCS ដែលបង្កើតបណ្តាញ អាស្រ័យដោយផ្ទាល់លើការដែលការតទល់ចេញនៅប្រេកង់ហារ៉ាម៉ូនិករបស់វាមានទាបគ្រប់គ្រាន់ និង «រឹង» គ្រប់គ្រាន់ឬអត់។

៥. ផលប៉ះពាល់ជាក់ស្តែងសម្រាប់អ្នកប្រើប្រាស់

៥.១ អ្វីដែលគួរស្វែងរកនៅពេលជ្រើសរើសម៉ូដែល

នៅពេលជ្រើសរើសម៉ូដែល កុំស្វែងរកតែ «THD នៅកម្រិតទម្ងន់ដែលបានបញ្ជាក់» ប៉ុណ្ណោះ។ ប្រព័ន្ធដែលមិនតភ្ជាប់ទៅបណ្តាញ ជាញឹកញាប់ដំណាំនៅពេលយប់ នៅកម្រិតទម្ងន់ទាប ឬនៅស្ថានភាពរង់ចាំ។

សំណួរដែលល្អជាងគឺ៖ នៅពេលដែលផ្ទុកមានទម្ងន់ស្រាល មិនលីនេអ៊ែរ ឬផ្លាស់ប្តូររវាងផ្ទុកផ្សេងៗគ្នា តើរូបរាងវ៉ុលនៅតែស្ថិរស្ថានឬអត់? នេះជិតនឹងបទពិសោធជាក់ស្តែងជាង THD នៅពេលផ្ទុកពេញ និងផ្ទុកប៉ុណ្ណោះ។

៥.២ សមត្ថភាព PCS ដែលបង្កើតបណ្តាញ

សម្រាប់ PCS ដែលបង្កើតបណ្តាញ គុណភាពរូបរាងវ៉ុលជាមួយផ្ទុកមិនលីនេអ៊ែរ មិនមែនជាប៉ុណ្ណោះមួយដែលបន្ថែមបានទេ។ វាជាសមត្ថភាពមូលដ្ឋាននៃការក្លាយជាប្រភពវ៉ុល។

៥.៣ ស្ថានភាពអនុវត្ត

6. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ការធ្វើឱ្យខូចគុណភាពសញ្ញានៅពេលផ្ទុកស្រាល គឺសំខាន់ជាង ព្រោះនៅពេលផ្ទុកស្រាល អាកាសចរណ៍ប្រភពថាមពលដែលមិនបានតភ្ជាប់ទៅបណ្តាញ បាត់បង់ឥទ្ធិពលការបំបាត់ដែលចរន្តធំមានលើកត្បិចដែលមិនល្អ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វាត្រូវតែទទួលខុសត្រាច់តែមួយគត់លើការប្រឆាំងនៃការធ្វើឱ្យខូចគុណភាពសញ្ញាដែលបណ្តាលមកពីប្រភពវ៉ុល។

នៅពេលសួរអំពីការធ្វើឱ្យខូចគុណភាពសញ្ញារបស់អាកាសចរណ៍ប្រភពថាមពលដែលមិនបានតភ្ជាប់ទៅបណ្តាញ កុំសួរតែពីផ្ទុកពេញទេ។ សួរថាតើរូបរាងសញ្ញាអាចរក្សាបានឬអត់នៅពេលផ្ទុកស្រាល និងផ្ទុកដែលមិនលីនេអ៊ែរ។

នេះគឺជាសំណួរពិតប្រាកដដែលលាក់នៅពីក្រោយ 'ការធ្វើឱ្យខូចរូបរាងសញ្ញារបស់អាកាសចរណ៍ប្រភពថាមពលដែលមិនបានតភ្ជាប់ទៅបណ្តាញ'។

៧. សំណួរដែលសួរញឹកញាប់

សំណួរ៖ ហេតុអ្វីបានជាការធ្វើឱ្យខូចគុណភាពសញ្ញានៅពេលផ្ទុកស្រាល អាក្រក់ជាងពេលផ្ទុកពេញ សម្រាប់អាកាសចរណ៍ប្រភពថាមពលដែលមិនបានតភ្ជាប់ទៅបណ្តាញ?

នៅពេលផ្ទុកស្រាល កំហុសថេរដូចជា ការធ្លាក់វ៉ុលដែលបណ្តាលមកពីពេលវេលាដែលគ្មានសកម្មភាព (dead-time), ការខូចទម្រង់នៅផ្នែកខាងលើរាបស្មើនៃខ្សែអំពើ (capacitor flat-top distortion) និងភាពមិនលីនេអ៊ែររបស់ឧបករណ៍ ក្លាយជាផ្នែកធំជាងមុននៃរូបរាងសញ្ញាចេញ។ ដោយគ្មានចរន្តមូលដ្ឋានដែលមានទំហំធំគ្រប់គ្រាន់ដើម្បី «បំបាត់» ឥទ្ធិពលទាំងនេះ ការខូចទម្រង់ក្លាយជាប៉ះទង្វាត់ច្បាស់ជាងមុន។

សំណួរ៖ តើខ្ញុំគួរស្វែងរកអ្វីខ្លះនៅពេលជ្រើសរើសអ៊ីនវ៉ឺរ្ត័រប្រើប្រាស់ឯករាជ្យពីបណ្តាញអគ្គិសនី ដែលទាក់ទងនឹងអត្រាការខូចទម្រង់សរុប (THD)?

កុំពឹងផ្អែកតែលើតម្លៃ THD ដែលបានបញ្ជាក់សម្រាប់ផ្ទុកធម្មតា។ សូមស្នើឱ្យអ្នកផលិតផ្តល់ទិន្នន័យ THD នៅ​ផ្ទុក ១០%, ២០% និង ៥០% ជាមួយនឹងផ្ទុកដែលមិនលីនេអ៊ែរ។ វិធីនេះឆ្លុះបញ្ចាំងបានកាន់តែប្រសើរឡើងអំពីលក្ខខណ្ឌប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែង។

សំណួរ៖ តើការតភ្ជាប់ទៅបណ្តាញអគ្គិសនីប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាព THD យ៉ាងដូចម្តេច?

នៅពេលតភ្ជាប់ទៅបណ្តាញអគ្គិសនី បណ្តាញផ្តល់ផ្លូវដែលមានរ៉ាស្តង់ស្រាលសម្រាប់ចរន្តអារ៉ូម៉ានិក ដែលជាការស្រូបយកការខូចទម្រង់បានយ៉ាងប្រសើរ។ ចំណែកឯរបៀបប្រើប្រាស់ឯករាជ្យពីបណ្តាញ អ៊ីនវ៉ឺរ្ត័រត្រូវទទួលខុសត្រាច់លើការបន្ថយការខូចទម្រង់ទាំងមូលដោយខ្លួនឯង។

សំណួរ៖ តើបច្ចេកទេសគ្រប់គ្រងអ្វីខ្លះដែលជួយកែលម្អ THD នៅពេលផ្ទុកស្រាល?

ការគ្រប់គ្រងដែលធ្វើម្តងទៀត ការគ្រប់គ្រងដែលមានសណ្ឋានរំញ័រ (PR) និងការប៉ះទង្គិចពេលវេលាដែលអាចប៉ះទង្គិចបាន អាចជួយកាត់បន្ថយហាមីតូនិកបាន។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាត្រូវតែបានកំណត់ឱ្យបានត្រឹមត្រូវសម្រាប់ស្ថានភាពដែលមានផ្ទុកស្រាល និងស្ថានភាពដែលសញ្ញាប្តូរទិស។

សំណួរ៖ តើ THD នៅពេលមានផ្ទុកស្រាល មានសារៈសំខាន់សម្រាប់ប្រព័ន្ធផ្ទុកខាងក្រៅទាំងអស់ឬទេ?

បាទ។ ប្រព័ន្ធផ្ទុកខាងក្រៅភាគច្រើនប្រើពេលវេលាជាច្រើននៅពេលមានផ្ទុកស្រាល — ដូចជាការរង់ចាំនៅពេលយប់ ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកតូចៗ ឬការដំណាំដែលមានផ្ទុកមិនពេញលេញ។ THD មិនល្អនៅពេលមានផ្ទុកស្រាល អាចប៉ះពាល់ដល់ឧបករណ៍ដែលមានភាពប្រណីត និងបន្ថយភាពអាចទុកចិត្តបាននៃប្រព័ន្ធ។