fotovoltaická (PV) energie má velký potenciál dodávat energii s minimálním dopadem na životní prostředí, protože je čistá a bez znečištění. Velké množství solárních článků zapojených do série a paralelně nastavuje fotovoltaická nebo solární pole. Jedním ze způsobů využití fotovoltaické energie je distribuovaný energetický systém jako špičkový zdroj energie.
na druhé straně byly na zařízení připojená k inženýrským sítím aplikovány přísné předpisy. Některé z těchto předpisů se týkají harmonického zkreslení a účiníku. S vývojem výkonové elektroniky však mnoho zařízení má tendenci zvyšovat úroveň harmonického zkreslení. Proud vedení na vstupu do usměrňovače diodového můstku se výrazně odchyluje od sinusového průběhu a tento zkreslený proud může také vést ke zkreslení síťového napětí. Mnoho moderních zařízení navíc používá digitální regulátory založené na mikroprocesorech citlivých na změny v napěťových a proudových průbězích. Proto pro zvýšení využití FV systému může být přeměna výkonu navržena tak, aby poskytovala také funkce jednotného kondicionéru kvality energie.
díky využití dvou DC/AC plně řízených měničů má systém nejuniverzálnější strukturu měničů používaných jako energetický kondicionér. V tomto případě mohou mít převodníky v závislosti na regulátoru různé funkce kompenzace. Například, mohou realizovat aktivní série a bočníkové filtry kombinované pro kompenzaci současně Zatěžovací proud a harmonické dodávaného napětí. Tímto způsobem se zařízení nazývá Unified Power Quality Conditioner (UPQC). Aktivní bočníkový filtr je vhodným zařízením pro proudovou kompenzaci. Tato konfigurace zahrnuje současné harmonické a kompenzace jalového výkonu. Aktivní zkrat filtr může také vyvážit nevyvážené proudy.
filtr aktivní řady se obvykle používá pro kompenzaci založenou na napětí. V tomto případě jsou kompenzovány harmonické napětí a poklesy napětí a poklesy. Další aplikace lze nalézt v literatuře pro účely kompenzace základní frekvence, jako je kompenzace jalového výkonu, řízení toku aktivního výkonu a regulace napětí. V tomto případě se nazývá Unified Power Flow Controller (UPFC).
obvykle jsou fotovoltaické systémy přeměny energie připojené k síti složeny z měniče DC-DC a střídače. Převodník DC-DC je řízen tak, aby sledoval maximální výkon fotovoltaického pole a střídač je řízen tak, aby produkoval proud takovým způsobem, že systémový proud má nízké celkové harmonické zkreslení (THD) a je ve fázi s užitným napětím. Účinnost konvenčního systému je nízká, protože měnič DC-DC a střídač jsou zapojeny do série. Účelem tohoto článku je navrhnout fotovoltaický generační systém pro připojení do třífázového systému s použitím pouze stejnosměrného / střídavého měniče.
navrhovaný systém zvyšuje účinnost konverze a také poskytuje užitečnou funkci kdykoli, pracuje jako napájecí zdroj, stejně jako kompenzátor harmonického a jalového výkonu, když je k dispozici slunce. Při nízkém ozáření systém pracuje pouze jako harmonický a jalový kompenzátor výkonu. Ostatní DC / DC převodník se používá k zajištění harmonické kompenzace napětí. Odhad nákladů ukazuje, že použití dalších komponent zvyšuje náklady za méně než 12%, aby měla další funkci pro zlepšení kvality energie. Také tento převodník nemění účinnost přeměny energie z fotovoltaiky, protože měniče jsou zapojeny paralelně.
řízení bylo implementováno metodou synchronního referenčního rámce (SRF). Systém a regulátor byly navrženy a simulovány. Byly porovnány různé techniky pulzně šířkové modulace (PWM), aby se navrhla konfigurace s optimální účinností. Systém poskytuje přibližně 2,8 kW fotovoltaické výroby.
používání fotovoltaických (PV) systémů jako bezpečného a čistého zdroje energie ze slunce rychle roste. Aplikace fotovoltaických systémů v energetických systémech lze rozdělit do dvou hlavních oblastí: off-grid nebo stand-alone aplikace a on-grid nebo grid-connected aplikace. Samostatné FV systémy mohou být použity k zajištění napájení pro vzdálené zátěže, které nemají přístup k rozvodným sítím, zatímco aplikace připojené k síti se používají k zajištění energie pro místní zatížení a pro výměnu energie s rozvodnými sítěmi.
první velká fotovoltaická elektrárna s výkonem 1 MW byla instalována v Lugu v Kalifornii v USA. Druhý závod se 6.Kapacita 5 MW byla instalována v Carissa Plains, Kalifornie, USA. V současné době funguje v různých zemích mnoho velkých fotovoltaických systémů připojených k síti s různými rozsahy výkonu.
fotovoltaické systémy mohou zlepšit provoz energetických systémů zlepšením napěťového profilu a snížením energetických ztrát distribučních podavačů, nákladů na údržbu a zatížení transformátorových kohoutkových měničů během špiček. Ve srovnání s jinými obnovitelnými technologiemi se však fotovoltaické systémy stále potýkají s velkými obtížemi a mohou mít pro systém některé nepříznivé účinky, jako je přetížení podavačů, harmonické znečištění, vysoké investiční náklady, nízká účinnost a nízká spolehlivost, které brání jejich širokému použití. Kromě toho mohou změny slunečního záření způsobit kolísání výkonu a blikání napětí, což má za následek nežádoucí účinky na FV systémy s vysokou penetrací v energetickém systému. Některé metody řízení, jako je sledování maximálního výkonu (MPPT), lze použít ke zlepšení účinnosti fotovoltaických systémů.
v takových regulátorech by mělo být řízeno jak vyrobené napětí, tak proud FV pole. To může komplikovat strukturu FV systému se zvýšenou možností poruchy při sledování maximálního výkonu v neočekávaných povětrnostních podmínkách. Pokud jde o systém ochrany systému, distribuované generace založené na FV systému (DGs) by měly napájet místní zatížení poté, co byl systém během chybných podmínek odpojen od rozvodné sítě.
v těchto situacích může jakékoli neúmyslné přistání zvýšit riziko bezpečnostních problémů nebo poškození jiných částí součástí systému, což může snížit spolehlivost systému.
tyto problémy znamenají, že je nutné přesně analyzovat účinky instalace velkých fotovoltaických systémů připojených k síti na výkon elektrické sítě.
toto hodnocení je důležité, protože může poskytnout proveditelná řešení potenciálních provozních problémů, které mohou fotovoltaické systémy připojené k síti způsobit jiným komponentům v distribučních systémech.
v literatuře se mnoho prací zaměřuje na modelování a analýzu FV systémů v ustáleném stavu. Dosud však nebyl učiněn žádný pokus o studium účinků fotovoltaických systémů připojených k síti na dynamický provoz a řízení systému před implementací v reálném čase.
modelování fotovoltaických systémů
FV systémy s vysokou penetrací připojené k síti, které jsou známé jako typ DG v megawattovém rozsahu, se rychle vyvíjejí. Ty pokrývají většinu fotovoltaického trhu v různých zemích světa.
hlavní součásti FV systému připojeného k síti zahrnují sériovou / paralelní směs FV polí pro přímý převod slunečního světla na stejnosměrný výkon a jednotku pro stabilizaci výkonu, která převádí stejnosměrný výkon na střídavý výkon; Tato jednotka také udržuje PVs v provozu s maximální účinností. Obrázek 1 ukazuje obecný diagram fotovoltaických systémů připojených k síti.
zejména v mnoha případech jsou zařízení pro ukládání energie, jako jsou baterie a superkondenzátory, také považována za třetí součást fotovoltaických systémů připojených k síti.
tato zařízení zvyšují výkon fotovoltaických systémů, jako je výroba energie v noci, řízení jalového výkonu nad fotovoltaickými systémy, posouvání špičkového zatížení a stabilizace napětí sítí.
aby bylo zajištěno správné rozhraní mezi fotovoltaickými systémy připojenými k síti a rozvodnou sítí, musí být splněny některé podmínky, jako je fázová sekvence, přizpůsobení frekvence a úrovně napětí. Zajištění těchto podmínek silně závisí na použité technologii výkonové elektroniky FV střídačů.
Obrázek 1: Zjednodušený diagram FV systému připojeného k síti…
Obrázek 2: ekvivalentní obvod FV modulu …
elektrické charakteristiky FV jednotky mohou být obecně vyjádřeny vztahem proud-napětí nebo vztahem napájení-napětí článku.
změny v těchto charakteristikách přímo závisí na ozáření přijatém buňkou a teplotě buňky.
proto pro analýzu dynamického výkonu FV systémů za různých povětrnostních podmínek je nutný správný model pro převod vlivu ozáření a teploty na produkovaný proud a napětí FV polí.
Obrázek 2 ukazuje ekvivalentní elektrický obvod krystalického křemíkového PV modulu. V tomto modelu je i výstupní svorkový proud, IL je světelně generovaný proud, Id je diodový proud, Ish je zkratový svodový proud, Rs je vnitřní odpor a Rsh je zkratový odpor.
v praxi hodnota Rs silně závisí na kvalitě použitého polovodiče. Proto každá malá změna hodnoty Rs může dramaticky změnit výkon FV.
možný vliv fotovoltaických systémů připojených k síti na distribuční soustavy
obnovitelné zdroje energie, zejména fotovoltaické systémy, se staly významnějšími zdroji energie, což přitahuje značný komerční zájem. Nicméně, připojení velkých fotovoltaických systémů k rozvodným sítím může způsobit několik provozních problémů distribučních sítí.
závažnost těchto problémů přímo závisí na procentu penetrace PV a geografii instalace. Znalost možného dopadu velkých fotovoltaických systémů připojených k síti na distribuční sítě proto může poskytnout proveditelná řešení před implementací v reálném čase a praktickými implementacemi.
cílem této části je představit možné účinky, které mohou fotovoltaické systémy uložit na distribuční soustavy. Zapínací Proud. Malý nevyhnutelný rozdíl mezi FV systémy a síťovým napětím může zavést zapínací proud, který teče mezi FV systémem a rozvodnou sítí v době připojení, a exponenciální rychlostí se rozpadá na nulu. Produkovaný zapínací proud může způsobit nepříjemné výlety, tepelné namáhání a další problémy.
fotovoltaický systém připojený k síti
navrhovaný fotovoltaický (PV) systém přeměny energie má vysokou účinnost, nízké náklady a vysokou funkčnost. Obrázek 3 ukazuje blokové schéma navrhovaného systému. Převodník 1 (FV převodník) na obrázku 3 je zodpovědný za převod energie FV do sítě a také za kompenzaci proudových harmonických a jalových výkonů. Převodník 2 (Dynamic Voltage Restorer-DVR converter) na obrázku 3 je zodpovědný za kompenzaci napěťových harmonických nebo napěťových poklesů.
obrázek 3: generace PV s funkcí UPQC…
obrázek 4: Konvenční zatížení s minimálním napětím na konci vedení …
použití dvou řízených měničů činí systém nejvšestrannější strukturou aplikovanou jako kondicionér energie. V tomto případě mohou mít převodníky v závislosti na regulátoru různé funkce kompenzace.
mohou například realizovat aktivní řadové a bočníkové filtry, které současně kompenzují Zatěžovací proud a harmonické dodávané napětí.
bezpečnost
bezpečnost je jedním z hlavních problémů fotovoltaických systémů v důsledku neúmyslného ostrovování v době výskytu poruchy na straně sítě. Zde fotovoltaické systémy pokračují v napájení zátěže i po odpojení sítě od rozvodné sítě, což může vést k úrazu elektrickým proudem pracovníků.
přepětí
fotovoltaické systémy jsou obvykle navrženy tak, aby fungovaly v blízkosti účiníku unity, aby plně využívaly sluneční energii. V tomto případě FV systém vstřikuje pouze aktivní energii do rozvodné sítě, což může změnit tok jalového výkonu systému.
proto může být napětí blízkých autobusů zvýšeno kvůli nedostatku jalového výkonu. Produkované přepětí může mít negativní vliv na provoz jak na straně obsluhy, tak na straně zákazníka. Kolísání výstupního výkonu, kolísání výstupního výkonu FV systémů je jedním z hlavních faktorů, které mohou způsobit vážné provozní problémy pro inženýrskou síť. Kolísání výkonu nastává v důsledku změn slunečního záření způsobených pohybem mraků a může pokračovat po dobu několika minut nebo hodin, v závislosti na rychlosti větru, typu a velikosti procházejících mraků, oblasti pokryté FV systémem a topologii FV systému. Kolísání výkonu může způsobit výkyvy výkonu v řádcích, přetížení a zatížení, nepřijatelné kolísání napětí a blikání napětí.
fluktuace výstupního výkonu
fluktuace výstupního výkonu FV systémů je jedním z hlavních faktorů, které mohou způsobit vážné provozní problémy pro inženýrskou síť. Kolísání výkonu nastává v důsledku změn slunečního záření způsobených pohybem mraků a může pokračovat po dobu několika minut nebo hodin, v závislosti na rychlosti větru, typu a velikosti procházejících mraků, oblasti pokryté FV systémem a topologii FV systému. Kolísání výkonu může způsobit výkyvy výkonu v řádcích, přetížení a zatížení, nepřijatelné kolísání napětí a blikání napětí.
harmonické
harmonické zkreslení je vážný problém s kvalitou energie, ke kterému může dojít v důsledku použití výkonových měničů, které převádějí stejnosměrný proud na střídavý proud ve fotovoltaických systémech. Vyrobené harmonické mohou způsobit paralelní a sériové rezonance, přehřátí v kondenzátorových bankách a transformátorech a falešný provoz ochranných zařízení, která mohou snížit spolehlivost energetických systémů.
kolísání frekvence
frekvence je jedním z důležitějších faktorů kvality energie. Jakákoli nerovnováha mezi vyrobeným a spotřebovaným výkonem může vést k kolísání frekvence. Malá velikost fotovoltaických systémů způsobuje, že kolísání frekvence je zanedbatelné ve srovnání s jinými zdroji založenými na obnovitelné energii. Tento problém se však může zhoršit zvýšením úrovně penetrace fotovoltaických systémů. Kolísání frekvence může změnit rychlost vinutí v elektromotorech a může poškodit generátory.
limity přenosové kapacity sítě
konvenční konstrukce elektrické sítě považuje tok zátěže směřující od transformátoru k zátěži. Pasivní zatížení se sinusovými proudy bylo předpokládáno pro hodnocení transformátorů a distribučních vedení. Obrázek 4 ukazuje klesající napětí se vzdáleností od transformátoru.
proto se konstrukce obvykle provádí tak, aby udržovala napětí na transformátoru nad jmenovitým napětím, aby se dosáhlo poklesu napětí, který je pod minimální stanovenou hodnotou. V posledních několika letech se používání distribučních sítí výrazně změnilo, protože mnoho zařízení používá nekontrolované můstkové usměrňovače na straně síťového vstupu. V mnoha venkovských oblastech byla instalována velká decentralizovaná výroba energie (např. fotovoltaická, větrná, mikroturbína a kombinovaná výroba). V některých oblastech je instalovaný výrobní výkon výrazně vyšší než spotřeba a často dosahuje jmenovitého výkonu sítě. Vzhledem k vysoké úrovni vyrobené energie z decentralizovaných výrobních stanic může tok zátěže změnit svůj směr. Zejména v obdobích s vysokým solárním ziskem, kdy solární elektrárny přivádějí do sítě své nejvyšší úrovně výkonu, zatímco spotřeba energie může být poměrně nízká, může dojít k zpětnému toku energie. Proto je solární energie přiváděna do sítě středního napětí přes transformátor této větve. Pokud je výkon v rozsahu jmenovitého výkonu větve, může se napětí v místě připojení výrobního závodu výrazně zvýšit. Pokud napětí překročí toleranci obvykle 10% nad jmenovitým napětím, může dojít k poškození dalších zařízení a zařízení.
obrázek 5: maximální nebo minimální napětí na konci řádku…
obrázek 6: struktura sběru a řízení dat …
obrázek 5 ukazuje možnou změnu napětí se vzdáleností od transformátoru pro různé podmínky zatížení a generování. Proto se konstrukce obvykle provádí tak, aby udržovala napětí na transformátoru nad jmenovitým napětím, aby se snížily poklesy napětí pod minimální stanovenou hodnotu.
při decentralizované výrobě se napětí může zvýšit v místě připojení, jak je znázorněno na obrázku 5. Při nastavení napětí na transformátoru nad jmenovitou hodnotu je velmi pravděpodobné, že překročí stanovené maximální napětí. V Německu se v budoucnu doporučuje maximální zvýšení napětí o 2 nebo 3% způsobené distribuovanými elektrárnami v sítích nízkého napětí. V případě zpětného toku bude dosaženo maximálního povoleného napětí i pod jmenovitým výkonem větve sítě.
proto musí být síť vylepšena, aby mohla nabízet nové služby a nové funkce pro řešení nových požadavků. Zamezení vysokým instalačním nebo provozním nákladům podporuje další růst decentralizované výroby energie. V minulosti bylo nutné rozšíření sítě zvýšit přenosovou kapacitu, což má za následek další kabeláž a vyšší investiční náklady, i když se dodatečná kapacita používá pouze několik provozních hodin ročně, obvykle ve dnech solárního zisku, když je skutečně zapotřebí další kapacita sítě. V krátkodobém horizontu, dodatečné připojení solárních systémů často nemůže být povoleno, dokud nebylo provedeno rozšíření sítě.
zvýšení kvality napětí a kapacity sítě
zatímco kapacita sítě a kvalita sítě byly dosud primárně zajištěny rozšířením sítě, tento projekt si klade za cíl efektivně využívat zařízení, která jsou distribuována v sítích. To se provádí pomocí distribuované měřicí technologie, inteligentního řízení výkonové elektroniky, nových informačních a komunikačních technologií a možností řízení sítě. Koncept je vyvíjen a testován na příkladu distribuovaných fotovoltaických systémů. Použití však není omezeno na tuto aplikaci. Ve všech sítích s kontrolovatelnými přívodními instalacemi a zatíženími může být efektivita sítě zvýšena distribuovanými síťovými službami.
provozní stav sítě musí být měřen nepřetržitě v místech připojení velkých zatížení a decentralizované výroby. Solární střídače jsou vybaveny schopnostmi sběru dat, protože potřebují synchronizovat své napětí a frekvenci s napětím sítě. Pro body připojení zátěže je třeba nainstalovat měřicí technologii. Jak je znázorněno na obrázku 6 hlavní počítač je propojen s řadou zařízení pro sběr dat a solárních střídačů. Zařízení pro sběr dat a solární střídače monitorují napětí, proud a tok energie na svých místech v síti. Zařízení pro sběr dat jsou umístěna při velkém zatížení (např. Hlavní počítač přijímá data o stavu sítě a poté vypočítá hodnoty požadovaného jalového výkonu pro jednotlivé solární střídače, které budou odeslány přes datovou síť do střídačů.
řídicí struktura se skládá ze tří různých ovládacích prvků. První částí je omezení napětí sítě absorpcí jalového výkonu střídačů. Aby se předešlo zbytečným ztrátám, musí tolik střídačů, kolik je potřeba, absorbovat pouze tolik jalového výkonu, kolik je potřeba k omezení napětí v síti. Hlavní počítač tedy aktivuje pouze střídače s nejvyššími úrovněmi napětí v síti. Navíc kolísání napětí v důsledku rychlých změn zatížení a generování, např. pohybující se mraky mohou být kompenzovány a vyhlazeny vstřikováním a absorpcí jalového výkonu solárními střídači. Střídače mohou být také použity pro lokální kompenzaci jalového výkonu vyžadovaného jinými zátěžemi, aby se minimalizovaly ztráty energie v síti.
Obrázek 7: pokles napětí na vedení při napájení v aktivním (vlevo), stejně jako aktivní a jalový výkon (vpravo) …
omezení napětí
solární střídače nad 8 až 10 kW jsou obvykle připojeny třemi fázemi k síti. Mohou pracovat ve všech čtyřech kvadrantech, takže jsou schopny vstřikovat nebo absorbovat jalový výkon, zatímco aktivní energie je přiváděna do sítě. Obrázek 7 ukazuje kvalitativním způsobem pokles napětí na přenosovém vedení. Zatímco napětí na konci vedení U2 je nižší než napětí U1 na začátku (strana transformátoru) v případě normálních podmínek zatížení, toto se změní, když je aktivní energie přiváděna na konci vedení (levá část obrázku 7).
napětí může být na konci vedení výrazně vyšší než na transformátoru. Dodatečným absorbováním jalového výkonu (nebo proudu) lze přepětí snížit (pravá strana obrázku 7). To je také případ rozvodných sítí nízkého napětí s relativně vysokým poměrem R / X, zejména při zohlednění impedance transformátoru.
výsledkem toku jalového výkonu je dodatečný proud, který musí být poháněn ze střídače. Studie jalového výkonu ukázaly, že minimální účiník cos y = 0,9 v typických nízkonapěťových sítích postačuje k udržení napětí v přípustných mezích. Účiník cos y = 0,9 poskytuje jalový výkon 43% aktivního výkonu. To způsobí o 10 % vyšší proud střídače. Pokud je jalový výkon absorbován pouze při zvýšených úrovních napětí, může být vyšší výkon solárního střídače nižší nebo dokonce nemusí být nutný. Při použití jalového výkonu pro omezení napětí v síti vznikají ve střídači a v rozvodech v důsledku vyššího proudu v síti další ztráty energie. Výhodou však je, že může být přenášen vyšší aktivní výkon a přebytečná solární elektrická energie může být přiváděna do sítě. Proto je vhodné poskytnout jalový výkon ne statickou charakteristikou střídačů, ale minimalizovat absorpci jalového výkonu individuální aktivací těch střídačů, které mají nejvýznamnější účinek na napětí sítě. Komunikace každého střídače s centrálním počítačem zajišťuje optimalizaci absorpce jalového výkonu.
Obrázek 8: Zvýšení napětí v důsledku FV elektráren …
vyhlazování kolísání napětí
kolísavý příkon do FV systémů v důsledku průchodu mraků nebo vysoce kolísavých zátěží způsobuje kolísání napětí v síti nízkého napětí. Spotřeba jalového výkonu (kapacitní) při záporných napěťových špičkách a absorpce jalového výkonu (induktivní) při kladných napěťových špičkách distribuovanými solárními střídači mohou vyhlazovat kolísání napětí v síti. Riziko blikání může být sníženo takovou dodatečnou kontrolou, která je implementována lokálně ve střídačích. Vyhlazování nepotřebuje žádnou komunikaci střídačů s centrálním počítačem.
kompenzace jalového výkonu
kompenzace jalového výkonu k tomuto datu vyžaduje dodatečné vybavení a související náklady na instalaci a uvedení do provozu, které by měly být získány vyšší účinností. Dosud se kompenzace používá hlavně ve velkých průmyslových závodech. Proto generování decentralizovaného jalového výkonu pro kompenzaci významně snižuje energetické ztráty způsobené krátkými přenosovými vzdálenostmi jalového výkonu. Pro generování jalového výkonu je vyžadováno krátkodobé skladování energie. To lze provést pomocí kondenzátorů nebo induktorů. Solární měniče založené na napětí mají obvykle kondenzátory, takže již instalovaná kapacita může být použita pro jalový výkon. Stávající rezervy jalového výkonu, které jsou ze své podstaty přítomny distribuovanými střídači, lze použít k zajištění jalového výkonu do překryté sítě středního napětí nebo ke snížení spotřeby jalového výkonu sítě nízkého napětí, aby se minimalizovaly ztráty.
Polní Test
terénní testování se provádí v reálné nízkonapěťové síti s vysokou penetrací fotovoltaických elektráren.
přehled zkušební mřížky
Obrázek 8 ukazuje strukturu zkušební mřížky. Síť je napájena dvěma transformátory (jmenovitý výkon 630 kVA) a ovládaná síť. Instalovaný výkon FV systému je 400 kWp a je již vyšší než průměrné zatížení sítě. Za slunečných dnů je aktivní energie pravidelně přiváděna zpět do sítě středního napětí. V síti je mnoho relativně velkých fotovoltaických elektráren kvůli vysokému počtu zemědělských budov s velkými střešními plochami.
obrázek 9: Počet 10minutových průměrů v závislosti na aktivním toku energie zkušební sítě …
distribuce napětí a zatížení kabelů a transformátorů byly vypočteny pomocí softwaru pro analýzu komerčních energetických systémů. Obrázek 8 také ukazuje rozložení napětí v oblasti sítě v důsledku fotovoltaických elektráren. Podle doporučení VDEW jsou napětí vypočtena bez zatížení a střídačů napájených jejich jmenovitým výkonem. Je zřejmé, že v této mřížce je zvýšení napětí < 2% pozorováno pouze v blízkosti transformátorů. Nárůst je nad 2% mezi transformátory a nad 3 nebo 4 % u kritických síťových rozšíření. I přes zvýšení napětí jsou transformátory a kabely v síti zatíženy na 40%.
obrázek 10: PV přívod a napětí …
předběžné měření
údaje z obou transformátorů byly k dispozici v 10minutových průměrech po dobu jednoho roku. Obrázek 9 ukazuje počet naměřených 10minutových průměrů v závislosti na toku jalového výkonu sítě. Za slunečných dnů výkon generovaný fotovoltaickými elektrárnami v síti převyšuje zátěž. Existuje tedy aktivní tok energie ze zkušební sítě do překryté sítě středního napětí.
dva Měřicí body na střídačích FV elektráren byly k dispozici pro vyhodnocení stavu zkušební sítě předem. Jeden je ve fotovoltaické elektrárně, která je na konci kritického dlouhého vedení a druhý je umístěn mezi transformátory.
horní graf na obrázku 10 ukazuje vývoj PV-feed-in v p. u. na základě jmenovitého výkonu střídače, což byl slunečný letní den. Jmenovitý výkon není dosažen kvůli silnému ohřevu FV modulů. Dolní graf na obrázku 10 také ukazuje odpovídající napětí v obou bodech měření (zelená: měřicí bod v kritickém rozšíření mřížky, červená: měřicí bod mezi dvěma transformátory). Nulové hodnoty napětí a výkonu jsou výsledkem krátkodobých chyb přenosu v měření. Napěťový profil velmi dobře sleduje přívod FV. Levý transformátor byl v tento den mimo provoz kvůli údržbě. To je důvod, proč dochází ke zvýšení vysokého napětí. Tyto hodnoty dobře odpovídají výsledkům výpočtu mřížky. Obrázek 11 ukazuje detailní záběr přívodu FV a odpovídajících napětí, nevyrovnaný den (zelená: Bod měření v kritických rozšířeních sítě, červená: Bod měření mezi dvěma transformátory).
obrázek 11: Detail přívodu a napětí FV …
v tento den byl levý transformátor mimo provoz z důvodu údržby. Gradienty napěťových špiček nebo kapek jsou obvykle menší než gradienty výkonových špiček nebo kapek. To je způsobeno distribucí fotovoltaických systémů ve zkušební síti. Poklesy výkonu způsobené procházejícími mraky jsou tedy rozloženy. Tyto rozložené poklesy výkonu způsobují střídavé poklesy napětí.
dosud největší měřený gradient výkonu je 0,07 p. u. / s vzhledem k jmenovitému výkonu. Největší měřený gradient napětí je zatím 0,002 p. u. / s vzhledem ke jmenovitému napětí. Koncept popsaný v tomto článku poskytuje lepší kvalitu napětí a vyšší přenosové kapacity v sítích nízkého napětí s vysokou penetrací fotovoltaických elektráren. Výše popsaná technologie je v současné době ve vývoji a je testována se solárními střídači na nízkonapěťové síti. Obecně lze říci, že tato technologie může být použita na jakýkoli výkonový elektronický měnič, který je buď trvale nebo dočasně připojen k síti. Díky zabudovaným zařízením pro datovou komunikaci a sběr dat může být systém automaticky nakonfigurován po připojení nového měniče k síti.
