I kraftförsörjnings- och distributionssystemet levererar distributionstransformatorn i allmänhet kraft till lasten, och strömmen flyter från nätsidan till lasten, vilket kallas framåtström. Efter det att solcellskraftgenereringssystemet har installerats, när kraften hos det solcellsenergigenereringssystemet är större än den lokala lasteffekten och lasten inte kan absorbera den fullt ut, matas den återstående kraften in i nätet. Eftersom strömriktningen är motsatt den normala riktningen kallas det omvänd ström.
Vad är Anti-backflow prevention?
Ett vanligt solcellsenergisystem omvandlar likströmmen från solcellsmoduler till växelström och matar in den i elnätet. Ett solcellssystem med återflödesskydd använder endast den kraft som genereras av solceller för lokala belastningar, vilket förhindrar att den kraft som genereras av solcellssystemet matas in i elnätet. Funktionsprincipdiagrammet för systemet är som följer:
Scenarier för efterfrågan mot bakflöde
Generellt använder fotovoltaiska kraftverk driftläge full nättillgång eller egenanvändning, och överskottskraften ansluts till nätet. Solcellsanläggningen får skicka ström till nätet, så det finns inget krav på anti-backflow. De främsta anledningarna till att installera anti-backflow är följande:
1. På grund av kapacitetsgränsen för transformatorn på översta nivån tillåter inte den lokala kraftförsörjningsavdelningen ny nätanslutning;
2. Det är omöjligt att ansluta till nätet på grund av ofullständiga procedurer och nätanslutningsinformation;
3. Vissa områden är inte tillåtna att ansluta till nätet på grund av politiska skäl;
4. Närområdet har förmågan att ta upp det mesta av strömmen för eget bruk, och en liten del behöver inte anslutas till nätet.
Principen för anti-backflow
En anti-backflow-mätare + CT-transformator är installerad på huvudledningen för hushållets inkommande linje för att samla in realtidseffekten, strömstorleken och riktningen på samlingsskenan. När det upptäcks att det flyter ström till nätet (omvänd ström), överför anti-backflow-mätaren omvänd effektdata till växelriktaren genom RS485-kommunikation. Efter att ha mottagit kommandot reagerar växelriktaren på några sekunder och minskar växelriktarens uteffekt, så att strömmen som flyter från solcellsstationen till elnätet alltid hålls nära 0, och därigenom uppnås anti-backflow och inte skickar överskottsel till nätet .
Anti-backflow i olika scenarier
Growatt tillhandahåller en mängd flexibla lösningar enligt olika applikationsscenarier. För solcellsanläggningar med endast en växelriktare kan Growatt smarta mätare användas för att uppnå anti-backflow-funktion. För kraftverk som använder flera växelriktare kan Growatt smarta energihanterare användas för att uppnå anti-backflow-funktion.
En-maskin enfas anti-backflow systemlösning
Utrustning som krävs för funktionsförverkligande: fotovoltaisk nätansluten växelriktare, anti-återflödesmätare, kommunikationsledning mellan mätare och växelriktare
Enmaskins trefas anti-backflow systemlösning
För hushållens lågeffektsnätanslutna växelriktare är utgångsströmmen liten, i allmänhet mindre än 80A strömmodeller (inom 50KW), du kan direkt använda en DC anti-reverserad strömmätare, växelriktarens AC-utgångskabel är direkt införd i mätaren och ansluts sedan till nätpunkten efter att ha kommit ut ur mätaren för att uppnå anti-backström.
För nätanslutna växelriktare med hög effekt är utströmmen stor och överskrider specifikationen för anti-backströmmätaren. Det är nödvändigt att använda en annan CT-transformator för att upptäcka strömmen på nätbussen, och sedan ansluta anti-backströmmätaren efter att ha reducerat strömmen proportionellt genom transformatorn för att uppnå ström- och effektmätning vid nätpunkten.
Obs: Även om den fotovoltaiska växelriktaren som används i vissa scenarier har en liten effekt, är strömmen i den anslutna nätanslutna samlingsskenan stor. Vid denna tidpunkt är det också nödvändigt att detektera den omvända effekten av den nätanslutna änden genom anti-reverserad strömmätare + CT ömsesidig induktor.
Den fotovoltaiska växelriktaren och anti-backströmmätaren har matchats genom protokollet. Under installationen på plats ansluts anti-backströmmätaren till växelriktarens RS485-kommunikationsport via RS485-linjen. Installationen är enkel och sparar systemkostnader. Användare kan välja en direktansluten mätare eller en CT-mätare beroende på den faktiska situationen.
Systemlösning för återflödesskydd för flera maskiner
För scenarier där ett solcellskraftverk har mer än en modell, eftersom en enda mätare inte kan kommunicera med mer än en växelriktare samtidigt, krävs en separat datainsamlare för att samla in data från återflödesskyddsmätaren på den nätanslutna sidan, och utföra multimaskinkommunikation och styrning av uteffekt på växelriktarsidan, för att därigenom uppnå återflödesförhindrande för hela solcellskraftverket.
Utrustning som krävs: fotovoltaisk inverterare (flera enheter), anti-backflow box (inklusive datainsamlare, anti-backflow meter och CT ömsesidig induktor), RS485 kommunikationslinje.
Systemledningar: Anti-backflow-boxen installeras mellan solcellsväxelriktaren, användarlasten och elnätet. Spänningen, strömmen och backeffekten för nätaccesspunkten detekteras av mätaren och CT ömsesidiga induktor i anti-backflow boxen. Växelriktarens uteffekt kan justeras i realtid enligt användarens behov och inställningar, för att därigenom styra effekten av hela det solcellsnätanslutna systemet som slutligen matas ut till nätet, och uppnå omvänd effekt nära noll.
Anmärkningar:
1. CT-transformatorn installeras vid samlingsskenan till nätanslutningspunkten. Innan installationsområdet måste dess sekundär anslutas till mätaren i anti-backflow boxen för att säkerställa att transformatorns sekundär inte är öppen.
2. När du installerar transformatorn får inga främmande föremål såsom föroreningar och damm falla in i kärnsektionen för att undvika att påverka transformatorns prestanda.
3. Det finns silk screens av P1 och P2 på båda sidor av strömtransformatorn för att skilja riktningen. Se figuren nedan för kabeldragning. P1-sidan är nära nätet och P2-sidan är nära växelriktaren och lasten.
4. Den fotovoltaiska växelriktaren ansluter kommunikationssignalledningen till datainsamlaren i anti-backflow boxen genom RS485 hand-i-hand seriekoppling. RS485-kommunikationen påverkas av faktorer som kommunikationsavstånd och signalstörningar, vilket kommer att orsaka förseningar i anti-backflow-kontrollsignalen. I allmänhet rekommenderas det inte att ansluta fler än 20 växelriktare under samma anti-backflow-box för att säkerställa anti-backflow-kontrollnoggrannheten och kontrolleffekten.
5. Baserat på ovanstående anti-backflow-regleringsprincip är det nödvändigt att först detektera om det finns omvänd effekt vid nätanslutningspunkten och sedan ge en styrsignal genom RS485-signalledningen för att styra växelriktaren för att minska uteffekten. Påverkad av faktorer som signalfördröjning kan en mycket liten mängd ström skickas till nätet av anti-backflow-anordningen under faktisk drift, vilket är ett normalt fenomen.
Inverter anti-backflow förebyggande instruktioner
För närvarande är alla Growatt-nätanslutna modeller utrustade med RS485-gränssnitt som standard, och alla kan realisera anti-backflow-funktionen. I faktiska projektkrav kan anti-backflow-mätare, anti-backflow-boxar och andra lösningar väljas flexibelt enligt olika scenarier. Bland dem innefattar anti-backflow-mätare och anti-backflow-boxar problemet med kommunikation med solcellsväxelriktare, och båda måste matchas av Growatt. Det finns inga märkeskrav för CT-transformatorer och de kan väljas flexibelt efter samlingsskenas storlek och nuvarande storlek på plats.
Inverterns utspänning?
Parametern "AC-utgångsspänning" kan lätt hittas i specifikationsbladet för varje växelriktarmärke. Det är en nyckelparameter som definierar frekvensegenskaperna för en växelriktare. Från den bokstavliga betydelsen verkar AC-utgångsspänningen hänvisa till spänningsvärdet som matas ut av växelriktarens AC-sida. I själva verket är detta ett missförstånd.
"AC-utgångsspänning" är inte spänningen från omriktaren själv. Växelriktaren är en kraftelektronisk enhet med aktuella källegenskaper. Eftersom den måste anslutas till elnätet (Utility) för att säkert överföra eller lagra den genererade elektriska energin, kommer den alltid att detektera spänningen (V) och frekvensen (F) för nätet den är ansluten till under drift. Huruvida dessa två parametrar är synkroniserade/identiska med nätet avgör om växelriktarens elektriska energi kan accepteras av nätet. För att mata ut sitt nominella effektvärde (P=UI) beräknar omriktaren om den kan fortsätta att mata ut och hur mycket som ska matas ut baserat på nätspänningen (nätanslutningspunkten) som detekteras vid varje ögonblick. Det som faktiskt matas ut till nätet här är ström (I), och storleken på strömmen justeras efter förändringen i spänningen.
Ta omvandlingen av 10KW som ett exempel. Om nätspänningen är 400V, är strömvärdet som krävs av omriktaren: 10000÷400÷1.732≈14.5A; när nätspänningen fluktuerar till 430V i nästa ögonblick, justeras den erforderliga utströmmen till 13.4A; tvärtom, när nätspänningen minskar, kommer växelriktaren att öka utgångsströmvärdet i enlighet därmed. Två punkter bör noteras:
(1) Nätspänningen kan inte stanna vid ett konstant värde, den är alltid fluktuerande;
(2) Därför måste nätspänningen som detekteras av växelriktaren ha ett område. Om den faktiska spänningen på nätet fluktuerar utanför detta område, måste växelriktaren detektera det i realtid och rapportera felet och stoppa utgången tills nätspänningen återställs. Syftet med detta är att skydda säkerheten för elektriska apparater och personal på samma linje i transformatorstationen.
I det här fallet, varför inte ändra namnet på denna parameter? Det främsta skälet är att branschen har följt konventionen i många år – alla kallar det så här; samtidigt, för att hålla den konsekvent med utströmmen, har den kallats så här.
Måste växelriktaren vara utrustad med skydd mot öar?
Svaret är förstås ja, ingen tvekan. Man kan till och med säga att anledningen till att en växelriktare kan kallas växelriktare är för att den har anti-öskyddsfunktion. Föreställ dig: om växelriktaren tillåter DC-ingång och AC-utgång, vart tar den stora mängden laddning vägen? Växelriktaren i sig är inte en lagringsenhet och kan inte hålla en stor mängd laddning, så den måste fortfarande mata ut. När ön inträffar är det då den normala överföringen och distributionen av elnätet av någon anledning avbryts. När en stor mängd laddning kommer in i elnätet längs den ursprungliga vägen, om det finns kraftunderhållspersonal som arbetar med den vid denna tidpunkt, kommer konsekvenserna att bli katastrofala. Om solcellsanläggningen alltid ska vara synkroniserad med elnätet måste den därför vara utrustad med anti-öskyddsfunktion.
Hur uppnår man det? Nyckelpunkten för att förhindra öeffekten är fortfarande upptäckten av strömavbrott i elnätet. Vanligtvis används två "öeffekt"-detektionsmetoder: passiv eller aktiv. Oavsett detekteringsmetod, när strömavbrottet har bekräftats, kommer den nätanslutna växelriktaren att kopplas bort från nätet och växelriktaren stoppas inom den angivna svarstiden. Det svarsvärde som för närvarande föreskrivs i föreskrifterna ligger inom 2s.
Är strömgenereringen bättre ju högre DC-strängspänningen är?
Inte riktigt. Inom växelriktarens MPPT-driftspänningsområde finns ett märkvärde för driftspänning. När spänningsvärdet för DC-strängen är vid eller nära växelriktarens märkspänningsvärde, det vill säga inom MPPT-spänningsområdet för full belastning, kan växelriktaren mata ut sitt märkeffektvärde. Om strängspänningen är för hög eller för låg är strängspänningen långt borta från det märkspänningsvärde/intervall som ställts in av omriktaren, och dess uteffekt reduceras avsevärt. För det första är möjligheten att mata ut märkeffekt utesluten – detta är inte önskvärt; för det andra, om strängspänningen är för låg, måste växelriktarens Boost-krets ofta mobiliseras för att arbeta kontinuerligt, och den kontinuerliga uppvärmningen gör att den interna fläkten arbetar kontinuerligt, vilket i slutändan leder till effektivitetsförlust; om strängspänningen är för hög är det inte säkert och begränsar IV-utgångskurvan för komponenten, vilket gör strömmen mindre och effektfluktuationen större. Om man tar en 1100V-klassad växelriktare som exempel, är dess nominella driftspänningspunkt i allmänhet 600V, och MPPT-spänningsområdet för full belastning är mellan 550V och 850V. Om inspänningen överskrider detta intervall kommer växelriktarens prestanda att vara otillfredsställande.
I faktisk drift, med tanke på komponenternas negativa temperaturkoefficientegenskaper, rekommenderas följande för parametrarna för de vanliga 182- och 210-modulerna på marknaden:
För 182 moduler, anslut cirka 16 moduler i serie, helst 13 till 17 moduler;
För 210 moduler, anslut cirka 18 moduler i serie, helst 16 till 22 moduler.
Naturligtvis bör strängrekommendationerna ovan bestämmas i kombination med specifika modulparametervärden. För närvarande dyker det fortfarande upp olika nya teknologier, nya versioner och nya specifikationer av moduler på marknaden, och förändringarna är mycket snabba; medan växelriktarens parametrar är relativt stabila, vid matchning ligger huvudfokus på överensstämmelsen mellan strängspänningen och märk-/fulllast MPPT-spänningsområdet för växelriktaren, och det kommer inte att finnas några misstag.
Obs: 1100V är spänningsskyddströskeln. Om den nås eller överskrids kommer systemet att orsaka oåterkalleliga felfel eller säkerhetsolyckor.
