V napájecím a distribučním systému distribuční transformátor obecně dodává energii do zátěže a proud teče ze strany sítě do zátěže, což se nazývá dopředný proud. Po instalaci fotovoltaického systému na výrobu energie, kdy je výkon systému na výrobu fotovoltaické energie větší než výkon místní zátěže a zátěž jej nemůže plně absorbovat, je zbývající výkon dodáván do sítě. Protože směr proudu je opačný než normální směr, nazývá se zpětný proud.
Co je prevence proti zpětnému toku?
Normální fotovoltaický systém výroby elektřiny přeměňuje stejnosměrný proud fotovoltaických modulů na střídavý proud a dodává jej do elektrické sítě. Fotovoltaický systém s prevencí zpětného toku využívá pouze energii generovanou fotovoltaikou pro místní zátěže, čímž zabraňuje dodávání energie generované fotovoltaickým systémem do elektrické sítě. Schéma fungování systému je následující:
Scénáře poptávky proti zpětnému toku
Obecně platí, že fotovoltaické elektrárny přecházejí do provozního režimu plného přístupu k síti nebo vlastního použití a přebytečná energie je připojena k síti. Fotovoltaickému systému je dovoleno posílat energii do sítě, takže není vyžadována ochrana proti zpětnému toku. Hlavní důvody pro instalaci proti zpětnému toku jsou následující:
1. Z důvodu kapacitního limitu transformátoru vyšší úrovně nepovoluje místní oddělení napájení nové připojení k síti;
2. Připojení k síti není možné kvůli neúplným postupům a informacím o připojení k síti;
3. Některým oblastem není z politických důvodů povoleno připojení k síti;
4. Místní oblast má schopnost absorbovat většinu energie pro vlastní potřebu a malá část nemusí být připojena k síti.
Princip proti zpětnému toku
Měřič proti zpětnému toku + CT transformátor je instalován na hlavním vedení domácího přívodu pro sběr výkonu v reálném čase, velikosti proudu a směru na přípojnici. Když je detekováno, že do sítě teče proud (reverzní proud), měřič proti zpětnému toku předá údaje o zpětném výkonu do střídače prostřednictvím komunikace RS485. Po obdržení příkazu střídač během několika sekund zareaguje a sníží výstupní výkon střídače, takže proud tekoucí z fotovoltaické elektrárny do sítě je vždy udržován blízko 0, čímž se dosáhne proti zpětnému toku a neposílá přebytečná elektřina do sítě. .
Anti-backflow v různých scénářích
Growatt poskytuje řadu flexibilních řešení podle různých aplikačních scénářů. U fotovoltaických elektráren pouze s jedním střídačem lze pro dosažení funkce proti zpětnému toku použít inteligentní měřiče Growatt. U elektráren využívajících více střídačů lze k dosažení funkce proti zpětnému toku použít inteligentní energetické manažery Growatt.
Jednostrojové jednofázové systémové řešení proti zpětnému toku
Vybavení potřebné pro realizaci funkce: fotovoltaický střídač připojený k síti, měřič proti zpětnému toku, komunikační linka mezi měřičem a střídačem
Jednostrojové třífázové systémové řešení proti zpětnému toku
U domácích střídačů s nízkým výkonem připojených k síti je výstupní proud malý, obecně méně než 80A proudové modely (do 50 kW), můžete přímo použít měřič stejnosměrného proudu proti zpětnému chodu, vedení střídavého výstupu střídače je přímo zavedeno do měřidlo a poté připojen k bodu sítě po výstupu z měřiče, aby se dosáhlo antireverzního proudu.
U vysoce výkonných střídačů připojených k síti je výstupní proud velký a přesahuje rozsah specifikací měřiče zpětného proudu. Pro detekci proudu na síťové sběrnici je nutné použít další transformátor CT a poté po proporcionálním snížení proudu transformátorem připojit antireverzní měřič proudu, aby bylo dosaženo měření proudu a výkonu v bodě sítě.
Poznámka: Ačkoli má fotovoltaický střídač použitý v některých scénářích malý výkon, proud připojené přípojnice připojené k síti je velký. V tomto okamžiku je také nutné detekovat zpětný výkon konce připojeného k síti přes antireverzní měřič proudu + vzájemná induktor CT.
Fotovoltaický střídač a antireverzní měřič proudu byly spárovány prostřednictvím protokolu. Během instalace na místě je měřič proudu připojen ke komunikačnímu portu RS485 měniče prostřednictvím linky RS485. Instalace je jednoduchá a šetří systémové náklady. Uživatelé si mohou vybrat měřidlo s přímým připojením nebo CT měřidlo podle aktuální situace.
Vícestrojové řešení systému prevence zpětného toku
Pro scénáře, kdy má fotovoltaická elektrárna více než jeden model, protože jeden měřič nemůže komunikovat s více než jedním střídačem současně, je vyžadován samostatný sběrač dat pro sběr dat z měřiče zabránění zpětnému toku na straně připojené k síti, a provádět vícestrojovou komunikaci a řízení výstupního výkonu na straně střídače, čímž se dosáhne zamezení zpětného toku pro celou fotovoltaickou elektrárnu.
Požadované vybavení: fotovoltaický střídač (více jednotek), anti-backflow box (včetně sběrače dat, protizpětného měřiče a vzájemné tlumivky CT), komunikační linka RS485.
Zapojení systému: Box proti zpětnému toku se instaluje mezi fotovoltaický střídač, uživatelskou zátěž a elektrickou síť. Napětí, proud a zpětný výkon přístupového bodu sítě jsou detekovány měřičem a vzájemným induktorem CT v anti-backflow boxu. Výstupní výkon střídače lze upravovat v reálném čase podle potřeb a nastavení uživatele, a tím řídit výkon celého fotovoltaického systému připojeného k síti, který je nakonec dodáván do sítě, a dosáhnout zpětného výkonu blízkého nule.
Poznámky:
1. Transformátor CT je instalován na přípojnici místa připojení k síti. Před prostorem instalace musí být jeho sekundár připojen k měřidlu v protizpětné skříni, aby bylo zajištěno, že sekundár transformátoru není otevřený.
2. Při instalaci transformátoru by se do části jádra neměly dostat žádné cizí látky, jako jsou nečistoty a prach, aby nedošlo k ovlivnění výkonu transformátoru.
3. Na obou stranách proudového transformátoru jsou sítotisky P1 a P2 pro rozlišení směru. Zapojení viz obrázek níže. Strana P1 je blízko sítě a strana P2 je blízko střídače a zátěže.
4. Fotovoltaický střídač spojuje komunikační signální vedení s datovým kolektorem v anti-backflow boxu přes sériové připojení RS485. Komunikace RS485 je ovlivněna faktory, jako je komunikační vzdálenost a rušení signálu, které způsobí zpoždění řídicího signálu proti zpětnému toku. Obecně se nedoporučuje zapojovat více než 20 střídačů pod stejnou anti-backflow box, aby byla zajištěna přesnost anti-backflow regulace a regulační efekt.
5. Na základě výše uvedeného principu řízení proti zpětnému toku je nutné nejprve detekovat, zda je v místě připojení k síti reverzní napájení, a poté vydat řídicí signál přes signálové vedení RS485 pro řízení střídače za účelem snížení výkonu. Vlivem faktorů, jako je zpoždění signálu, může zařízení proti zpětnému toku během skutečného provozu poslat do sítě velmi malé množství proudu, což je normální jev.
Pokyny k zamezení zpětného toku měniče
V současné době jsou všechny modely Growatt připojené k síti standardně vybaveny rozhraním RS485 a všechny mohou realizovat funkci proti zpětnému toku. Ve skutečných požadavcích projektu lze měřiče proti zpětnému toku, boxy proti zpětnému toku a další řešení flexibilně vybrat podle různých scénářů. Mezi nimi anti-backflow metry a anti-backflow boxy zahrnují problém komunikace s fotovoltaickými střídači a oba musí být spárovány Growatt. U transformátorů CT není vyžadována žádná značka a lze je flexibilně vybrat podle velikosti přípojnice a velikosti proudu na místě.
Výstupní napětí měniče?
Parametr „AC output voltage“ lze snadno nalézt ve specifikačním listu každé značky střídače. Je to klíčový parametr, který definuje charakteristiku sklonu měniče. Z doslovného významu se zdá, že výstupní napětí AC odkazuje na hodnotu napětí na výstupu AC strany střídače. Ve skutečnosti jde o nedorozumění.
„Výstupní napětí AC“ není výstupní napětí měniče samotného. Střídač je výkonové elektronické zařízení s vlastnostmi zdroje proudu. Vzhledem k tomu, že musí být připojen k elektrické síti (Utility), aby mohl bezpečně přenášet nebo ukládat vyrobenou elektrickou energii, bude během provozu vždy detekovat napětí (V) a frekvenci (F) sítě, ke které je připojen. To, zda jsou tyto dva parametry synchronizované/identické se sítí, určuje, zda může být elektrická energie vydaná střídačem akceptována sítí. Aby mohl střídač vydat svou hodnotu jmenovitého výkonu (P=UI), vypočítává střídač, zda může pokračovat ve výstupu a kolik na výstupu na základě napětí sítě (bod připojení k síti) detekovaného v každém okamžiku. To, co je zde skutečně vyvedeno do sítě, je proud (I) a velikost proudu se upravuje podle změny napětí.
Vezměte si jako příklad konverzi 10KW. Je-li síťové napětí 400V, hodnota proudu požadovaná střídačem je: 10000÷400÷1.732≈14.5A; při kolísání síťového napětí na 430V v příštím okamžiku se požadovaný výstupní proud upraví na 13.4A; naopak, když síťové napětí klesne, střídač odpovídajícím způsobem zvýší hodnotu výstupního proudu. Je třeba poznamenat dva body:
(1) Síťové napětí nemůže zůstat konstantní, neustále kolísá;
(2) Síťové napětí detekované střídačem proto musí mít určitý rozsah. Pokud skutečné napětí sítě kolísá mimo tento rozsah, musí to střídač detekovat v reálném čase a hlásit poruchu a zastavit výstup, dokud se síťové napětí neobnoví. Účelem toho je chránit bezpečnost elektrických spotřebičů a personálu na stejném vedení v rozvodně.
Proč v tomto případě nezměnit název tohoto parametru? Hlavním důvodem je to, že průmysl dodržuje konvenci již mnoho let – každý tomu tak říká; zároveň, aby byl konzistentní s výstupním proudem, byl takto nazýván.
Musí být střídač vybaven ochranou proti ostrůvkování?
Odpověď je samozřejmě ano, o tom není pochyb. Dá se dokonce říci, že důvodem, proč může být střídač nazýván střídačem, je to, že má funkci ochrany proti ostrovnímu spojení. Představte si: pokud střídač umožňuje stejnosměrný vstup a střídavý výstup, kam půjde velké množství náboje? Měnič sám o sobě není úložné zařízení a nemůže pojmout velké množství náboje, takže musí stále vystupovat. Když nastane ostrov, je to tehdy, když je z nějakého důvodu přerušen normální přenos a distribuce elektrické sítě. Jakmile se velké množství náboje dostane do vedení elektrické sítě podél původní cesty, pokud na něm v tuto chvíli pracují pracovníci údržby energie, následky budou katastrofální. Proto, pokud má být fotovoltaický systém vždy v synchronizaci s elektrickou sítí, musí být vybaven funkcí ochrany proti ostrovní ochraně.
Jak toho dosáhnout? Klíčovým bodem, jak zabránit ostrovnímu efektu, je stále detekce výpadků elektřiny v elektrické síti. Obvykle se používají dvě metody detekce „ostrovního efektu“: pasivní nebo aktivní. Bez ohledu na metodu detekce se po potvrzení výpadku proudu střídač připojený k síti odpojí od sítě a střídač se zastaví během stanovené doby odezvy. Hodnota odezvy aktuálně stanovená předpisy je do 2s.
Čím vyšší je napětí stejnosměrného řetězce, tím lepší je výroba energie?
Vlastně ne. V rozsahu provozního napětí MPPT střídače je hodnota jmenovitého provozního napětí. Když je hodnota napětí stejnosměrného řetězce na hodnotě jmenovitého napětí střídače nebo se jí blíží, to znamená v rozsahu napětí MPPT při plné zátěži, může invertor vydávat svou hodnotu jmenovitého výkonu. Pokud je napětí stringu příliš vysoké nebo příliš nízké, je napětí stringu daleko od jmenovité hodnoty napětí/rozsahu nastaveného střídačem a jeho výstupní účinnost je značně snížena. Za prvé je vyloučena možnost výstupního jmenovitého výkonu – to není žádoucí; za druhé, pokud je napětí stringu příliš nízké, je třeba často mobilizovat Boost obvod střídače, aby pracoval nepřetržitě, a nepřetržité zahřívání způsobuje, že vnitřní ventilátor pracuje nepřetržitě, což v konečném důsledku vede ke ztrátě účinnosti; pokud je napětí řetězce příliš vysoké, není to bezpečné a omezuje to IV výstupní křivku součásti, čímž se proud zmenšuje a kolísání výkonu je větší. Vezmeme-li jako příklad měnič s jmenovitým napětím 1100 V, jeho bod jmenovitého provozního napětí je obecně 600 V a rozsah napětí MPPT při plné zátěži je mezi 550 V a 850 V. Pokud vstupní napětí překročí tento rozsah, bude výkon měniče neuspokojivý.
Ve skutečném provozu, s ohledem na charakteristiky záporného teplotního koeficientu komponent, se pro parametry hlavních modulů 182 a 210 na trhu doporučují následující:
Pro 182 modulů zapojte asi 16 modulů do série, nejlépe 13 až 17 modulů;
Pro 210 modulů zapojte asi 18 modulů do série, nejlépe 16 až 22 modulů.
Výše uvedená doporučení řetězců by samozřejmě měla být určena v kombinaci s konkrétními hodnotami parametrů modulu. V současné době se na trhu stále objevují různé nové technologie, nové verze a nové specifikace modulů a změny jsou velmi rychlé; zatímco parametry střídače jsou relativně stabilní, při přizpůsobení se hlavní důraz klade na shodu mezi napětím stringu a rozsahem jmenovitého/plného zatížení MPPT střídače a nedochází k žádným chybám.
Poznámka: 1100 V je prahová hodnota ochrany napětí. Pokud je dosaženo nebo překročeno, systém způsobí nevratné chyby nebo bezpečnostní nehody.
