전력 공급 및 분배 시스템에서 분배 변압기는 일반적으로 부하에 전력을 공급하고 전류는 그리드 측에서 부하로 흐르며 이를 순방향 전류라고 합니다. 태양광 발전 시스템이 설치된 후 태양광 발전 시스템의 전력이 지역 부하 전력보다 크고 부하가 완전히 흡수할 수 없는 경우 나머지 전력을 그리드에 공급합니다. 전류 방향이 정상 방향과 반대이므로 역방향 전류라고 합니다.
역류 방지란 무엇입니까?
일반적인 태양광 발전 시스템은 태양광 모듈의 직류를 교류로 변환하여 전력망에 공급합니다. 역류 방지 기능이 있는 태양광 시스템은 태양광에서 생성된 전력을 지역 부하에만 사용하므로 태양광 시스템에서 생성된 전력이 전력망에 공급되지 않습니다. 시스템의 작동 원리 다이어그램은 다음과 같습니다.
역류 방지 수요 시나리오
일반적으로 태양광 발전소는 전체 그리드 접근 또는 자체 사용의 운영 모드를 채택하고 잉여 전력은 그리드에 연결됩니다. 태양광 시스템은 그리드로 전력을 보낼 수 있으므로 역류 방지가 필요하지 않습니다. 역류 방지를 설치하는 주요 이유는 다음과 같습니다.
1. 상위 변압기의 용량 제한으로 인해 현지 전력 공급 부서는 새로운 전력망 연결을 허용하지 않습니다.
2. 절차 미비 및 그리드 접속 정보 미비로 그리드 접속이 불가능합니다.
3. 일부 지역은 정책상의 이유로 전력망 연결이 허용되지 않습니다.
4. 지역 지역은 대부분의 전력을 자체 사용을 위해 흡수할 수 있는 능력을 가지고 있으며, 일부는 전력망에 연결할 필요가 없습니다.
역류방지의 원리
가정용 인입선의 본선에 역류방지계 + CT 변압기를 설치하여 모선의 실시간 전력, 전류 크기 및 방향을 수집합니다. 그리드로 전류가 흐르는 것을 감지하면(역전류) 역류방지계는 RS485 통신을 통해 역전력 데이터를 인버터로 전송합니다. 인버터는 명령을 수신한 후 몇 초 이내에 응답하고 인버터 출력 전력을 줄여 태양광 발전소에서 그리드로 흐르는 전류를 항상 0에 가깝게 유지하여 역류방지를 달성하고 그리드로 과도한 전기를 보내지 않습니다.
다양한 시나리오에서의 역류 방지
Growatt는 다양한 적용 시나리오에 따라 다양한 유연한 솔루션을 제공합니다. 인버터가 하나뿐인 태양광 발전소의 경우 Growatt 스마트 미터를 사용하여 역류 방지 기능을 구현할 수 있습니다. 여러 인버터를 사용하는 발전소의 경우 Growatt 스마트 에너지 관리자를 사용하여 역류 방지 기능을 구현할 수 있습니다.
단일 기계 단상 역류 방지 시스템 솔루션
기능 구현에 필요한 장비 : 태양광 그리드 연결 인버터, 역류 방지 미터, 미터와 인버터 간 통신 회선
단일 기계 3상 역류 방지 시스템 솔루션
가정용 저전력 그리드 연결 인버터의 경우 출력 전류가 작고 일반적으로 80A 전류 모델(50KW 이내) 미만인 경우 DC 역전류 방지 미터를 직접 사용할 수 있으며 인버터 AC 출력 단자 배선을 미터에 직접 삽입한 다음 미터에서 나온 후 그리드 지점에 연결하여 역전류 방지를 실현합니다.
고전력 그리드 연결 인버터의 경우 출력 전류가 크고 역전류계 사양 범위를 초과합니다. 다른 CT 변압기를 사용하여 그리드 버스의 전류를 감지한 다음 변압기를 통해 전류를 비례적으로 감소시킨 후 역전류계를 연결하여 그리드 지점에서 전류 및 전력 측정을 달성해야 합니다.
참고: 일부 시나리오에서 사용되는 광전지 인버터는 전력이 작지만 연결된 그리드 연결 버스바의 전류는 큽니다. 이때 역전류계 + CT 상호 인덕터를 통해 그리드 연결단의 역전력을 감지하는 것도 필요합니다.
태양광 인버터와 역전류계는 프로토콜을 통해 매칭되었습니다. 현장 설치 중에 역전류계는 RS485 라인을 통해 인버터의 RS485 통신 포트에 연결됩니다. 설치가 간단하고 시스템 비용을 절감합니다. 사용자는 실제 상황에 따라 직접 연결 미터 또는 CT 미터를 선택할 수 있습니다.
다중 기계 역류 방지 시스템 솔루션
여러 개의 모델이 있는 태양광 발전소의 경우, 하나의 계측기가 동시에 두 개 이상의 인버터와 통신할 수 없기 때문에, 그리드에 연결된 측의 역류 방지 계측기에서 데이터를 수집하고, 인버터 측에서 여러 기기의 통신 및 출력 전력 제어를 수행하는 별도의 데이터 수집기가 필요하여, 태양광 발전소 전체의 역류 방지를 달성합니다.
필요 장비: 태양광 인버터(다중 장치), 역류 방지 상자(데이터 수집기, 역류 방지 미터, CT 상호 인덕터 포함), RS485 통신 라인.
시스템 배선: 역류 방지 상자는 태양광 인버터, 사용자 부하 및 전력망 사이에 설치됩니다. 그리드 액세스 포인트의 전압, 전류 및 역전력은 역류 방지 상자의 미터 및 CT 상호 인덕터에 의해 감지됩니다. 인버터의 출력 전력은 사용자의 요구 및 설정에 따라 실시간으로 조정하여 궁극적으로 그리드에 출력되는 전체 태양광 그리드 연결 시스템의 전력을 제어하고 역전력을 거의 0에 가깝게 달성할 수 있습니다.
배송 시 요청 사항:
1. CT 변압기는 그리드 연결 지점의 모선에 설치됩니다. 설치 구역에 들어가기 전에 XNUMX차측을 역류 방지 상자의 미터에 연결하여 변압기 XNUMX차측이 개방되지 않도록 해야 합니다.
2. 변압기 설치 시 불순물, 먼지 등 이물질이 변압기 성능에 영향을 미치지 않도록 코어부에 들어가지 않도록 주의하세요.
3. 전류 변압기 양쪽에 P1과 P2의 실크 스크린이 있어 방향을 구분합니다. 배선은 아래 그림을 참조하세요. P1 측은 그리드에 가깝고 P2 측은 인버터와 부하에 가깝습니다.
4. 태양광 인버터는 RS485 핸드인핸드 직렬 연결을 통해 통신 신호선을 안티백플로우 박스의 데이터 수집기에 연결합니다. RS485 통신은 통신 거리 및 신호 간섭과 같은 요인의 영향을 받아 안티백플로우 제어 신호에 지연이 발생합니다. 일반적으로 안티백플로우 제어 정확도와 제어 효과를 보장하기 위해 동일한 안티백플로우 박스 아래에 20개 이상의 인버터를 연결하는 것은 권장되지 않습니다.
5. 위의 역류 방지 제어 원리에 따라 먼저 그리드 연결 지점에 역전원이 있는지 감지한 다음 RS485 신호선을 통해 제어 신호를 주어 인버터를 제어하여 출력을 줄여야 합니다. 신호 지연 등의 요인에 영향을 받아 실제 작동 시 역류 방지 장치가 그리드로 매우 소량의 전류를 보낼 수 있는데, 이는 정상적인 현상입니다.
인버터 역류방지 지침
현재 모든 Growatt 그리드 연결 모델에는 표준으로 RS485 인터페이스가 장착되어 있으며 모두 역류 방지 기능을 실현할 수 있습니다. 실제 프로젝트 요구 사항에서 역류 방지 미터, 역류 방지 상자 및 기타 솔루션은 다양한 시나리오에 따라 유연하게 선택할 수 있습니다. 그 중 역류 방지 미터와 역류 방지 상자는 태양광 인버터와의 통신 문제를 포함하며 둘 다 Growatt에서 일치시켜야 합니다. CT 변압기에는 브랜드 요구 사항이 없으며 현장의 모선 크기와 전류 크기에 따라 유연하게 선택할 수 있습니다.
인버터 출력 전압?
매개변수 "AC 출력 전압"은 각 브랜드 인버터의 사양서에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 이는 인버터의 등급 특성을 정의하는 핵심 매개변수입니다. 문자적 의미에서 AC 출력 전압은 인버터의 AC 측에서 출력하는 전압 값을 나타내는 것으로 보입니다. 사실 이는 오해입니다.
"AC 출력 전압"은 인버터 자체에서 출력되는 전압이 아닙니다. 인버터는 전류원 속성을 가진 전력 전자 장치입니다. 생성된 전기 에너지를 안전하게 전송하거나 저장하려면 전력망(Utility)에 연결해야 하므로 작동 중에는 항상 연결된 전력망의 전압(V)과 주파수(F)를 감지합니다. 이 두 매개변수가 전력망과 동기화/동일한지 여부에 따라 인버터에서 출력된 전기 에너지가 전력망에서 수용될 수 있는지 여부가 결정됩니다. 정격 전력 값(P=UI)을 출력하기 위해 인버터는 각 순간에 감지된 전력망 전압(전력망 연결 지점)을 기반으로 계속 출력할 수 있는지 여부와 얼마나 출력할지 계산합니다. 여기서 실제로 전력망에 출력되는 것은 전류(I)이며 전류의 크기는 전압의 변화에 따라 조정됩니다.
10KW의 변환을 예로 들어보자. 그리드 전압이 400V일 경우 인버터에 필요한 전류 값은 10000÷400÷1.732≈14.5A이다. 그리드 전압이 다음 순간에 430V로 변동하면 필요한 출력 전류는 13.4A로 조정된다. 반대로 그리드 전압이 감소하면 인버터는 그에 따라 출력 전류 값을 증가시킨다. 두 가지 점에 유의해야 한다.
(1) 송전전압은 일정한 값을 유지할 수 없고 항상 변동합니다.
(2) 따라서 인버터가 검출하는 계통전압은 범위를 가져야 하며, 실제 계통전압이 이 범위를 벗어나 변동할 경우 인버터는 실시간으로 이를 검출하여 고장을 보고하고 계통전압이 회복될 때까지 출력을 정지해야 한다. 이는 변전소 내 동일선상에 있는 전기제품 및 인원의 안전을 보호하기 위한 것이다.
이 경우, 이 매개변수의 이름을 변경하지 않는 이유는 무엇입니까? 주된 이유는 업계가 수년간 관례를 따랐기 때문입니다. 모두가 이렇게 부르고, 동시에 출력 전류와 일관성을 유지하기 위해 이렇게 불렀습니다.
인버터에 고립 방지 보호 기능이 장착되어야 합니까?
대답은 물론 예, 의심의 여지가 없습니다. 인버터를 인버터라고 부를 수 있는 이유는 안티 아일런싱 보호 기능이 있기 때문이라고 할 수도 있습니다. 상상해보세요. 인버터가 DC 입력과 AC 출력을 허용한다면, 대량의 전하가 어디로 갈까요? 인버터 자체는 저장 장치가 아니므로 대량의 전하를 보관할 수 없으므로 여전히 출력해야 합니다. 섬이 발생하면 전력망의 정상적인 송전 및 분배가 어떤 이유로 중단될 때입니다. 원래 경로를 따라 대량의 전하가 전력망 선로에 들어가면 이때 전력 유지 보수 인력이 작업하고 있다면 그 결과는 재앙이 될 것입니다. 따라서 태양광 시스템이 항상 전력망과 동기화를 유지하려면 안티 아일런싱 보호 기능을 갖추어야 합니다.
이를 달성하는 방법은? 섬화 효과를 방지하는 핵심 요점은 여전히 전력망에서 정전을 감지하는 것입니다. 일반적으로 수동 또는 능동의 두 가지 "섬화 효과" 감지 방법이 사용됩니다. 감지 방법에 관계없이 정전이 확인되면 그리드 연결 인버터가 그리드에서 분리되고 지정된 응답 시간 내에 인버터가 중지됩니다. 현재 규정에서 규정한 응답 값은 2초 이내입니다.
DC 스트링 전압이 높을수록 전력 생산이 좋아집니까?
실제로는 그렇지 않습니다. 인버터의 MPPT 작동 전압 범위 내에는 정격 작동 전압 값이 있습니다. DC 스트링의 전압 값이 인버터의 정격 전압 값과 같거나 그 근처에 있을 때, 즉 전체 부하 MPPT 전압 범위 내에 있을 때 인버터는 정격 전력 값을 출력할 수 있습니다. 스트링 전압이 너무 높거나 낮으면 스트링 전압이 인버터가 설정한 정격 전압 값/범위에서 멀리 떨어져 있고 출력 효율이 크게 떨어집니다. 첫째, 정격 전력을 출력할 가능성이 배제됩니다. 이는 바람직하지 않습니다. 둘째, 스트링 전압이 너무 낮으면 인버터의 부스트 회로가 지속적으로 작동하기 위해 자주 동원되어야 하며 지속적인 가열로 인해 내부 팬이 지속적으로 작동하여 궁극적으로 효율 손실로 이어집니다. 스트링 전압이 너무 높으면 안전하지 않고 구성 요소의 IV 출력 곡선을 제한하여 전류가 더 작고 전력 변동이 더 커집니다. 1100V 정격 인버터를 예로 들면, 정격 작동 전압점은 일반적으로 600V이고, 전체 부하 MPPT 전압 범위는 550V~850V입니다. 입력 전압이 이 범위를 초과하면 인버터 성능이 만족스럽지 않습니다.
실제 운영에서 부품의 음의 온도 계수 특성을 고려할 때, 시중에 나와 있는 주류 182 및 210 모듈의 매개변수에 대해 다음과 같은 사항을 권장합니다.
182개 모듈의 경우, 약 16개의 모듈을 직렬로 연결하며, 바람직하게는 13~17개의 모듈을 연결합니다.
210개 모듈의 경우, 약 18개의 모듈을 직렬로 연결하며, 16~22개의 모듈을 연결하는 것이 좋습니다.
물론, 위의 스트링 권장 사항은 특정 모듈 매개변수 값과 함께 결정되어야 합니다. 현재 다양한 신기술, 새로운 버전, 새로운 모듈 사양이 시장에 계속 등장하고 있으며, 변화가 매우 빠릅니다. 인버터의 매개변수는 비교적 안정적이지만, 매칭할 때 주요 초점은 스트링 전압과 인버터의 정격/전부하 MPPT 전압 범위 간의 대응에 있으며, 실수가 없을 것입니다.
참고: 1100V는 전압 보호 임계값입니다. 이 임계값에 도달하거나 초과하면 시스템은 돌이킬 수 없는 오류나 안전 사고를 일으킵니다.
