태양광(태양광)에너지는 깨끗 하 고 오염 무료 이후 환경에 미치는 영향을 최소한으로 에너지를 공급 하는 큰 잠재력. 직렬 및 병렬로 연결된 많은 수의 태양 전지가 태양 광 또는 태양 광 어레이를 설정합니다. 태양 광 에너지를 사용하는 한 가지 방법은 분산 에너지 시스템을 피킹 전원으로 사용하는 것입니다.
한편,유틸리티 라인에 연결된 장비에는 엄격한 규정이 적용되었습니다. 이러한 규정 중 일부는 고조파 왜곡 및 역률과 관련이 있습니다. 그러나 전력 전자 장치의 개발과 함께 많은 장비는 고조파 왜곡 수준을 높이는 경향이 있습니다. 다이오드 브리지 정류기에 대한 입력의 라인 전류는 정현파 파형에서 크게 벗어나고이 왜곡 된 전류는 또한 라인 전압의 왜곡을 초래할 수 있습니다. 또한 많은 최신 장비는 전압 및 전류 파형의 변화에 민감한 마이크로 프로세서를 기반으로 디지털 컨트롤러를 사용합니다. 따라서,태양 광 발전 시스템 활용도를 높이기 위해 전력 변환은 또한 통합 전력 품질 컨디셔너의 기능을 제공하도록 설계 될 수있다.
두 개의 직류/교류 완전 제어 컨버터의 활용은 시스템이 에너지 컨디셔너로 적용되는 컨버터의 가장 다양한 구조를 갖도록 만든다. 이 경우 컨트롤러에 따라 변환기는 다른 보상 기능을 가질 수 있습니다. 예를 들어,공급 된 전압의 부하 전류 및 고조파를 동시에 보상하기 위해 결합 된 액티브 시리즈 및 션트 필터를 실현할 수 있습니다. 이러한 방식으로 장비를 통합 전력 품질 컨디셔너라고합니다. 활성 션트 필터는 전류 기반 보상에 적합한 장치입니다. 이 구성에는 전류 고조파 및 무효 전력 보상이 포함됩니다. 활성 션트 필터는 또한 불균형 전류의 균형을 맞출 수 있습니다.
액티브 시리즈 필터는 일반적으로 전압 기반 보상에 사용됩니다. 이 경우 전압 고조파와 전압 강하 및 강하가 보상됩니다. 무효 전력 보상,유효 전력의 플럭스 제어 및 전압 조절과 같은 기본 주파수의 보상을 위해 문헌에서 다른 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다. 이 경우 통합 전원 흐름 컨트롤러라고합니다.
통상적으로,그리드 연결된 태양광 에너지 변환 시스템은 직류-직류 변환기와 인버터로 구성된다. 태양광 어레이의 최대 전력 포인트를 추적하기 위해 직류-직류 변환기를 제어하고,인버터는 시스템 전류가 낮은 전체 고조파 왜곡을 갖는 방식으로 전류를 생성하도록 제어되며,유틸리티 전압과 함께 위상에 있습니다. 직류-직류 변환기와 인버터가 직렬로 연결되어 있기 때문에 기존 시스템의 효율이 낮습니다. 이 기사의 목적은 직류/교류 인버터 만 사용하는 3 상 시스템에 연결하기위한 태양 광 발전 시스템을 설계하는 것입니다.
제안 된 시스템은 변환 효율을 증가시키고 또한 유용한 기능을 언제든지 제공,태양이 사용할 수있는 경우 전원 공급 장치뿐만 아니라 고조파 및 무효 전력 보정기로 작동. 낮은 방사선 조사에서 시스템은 고조파 및 무효 전력 보상기로만 작동합니다. 다른 직류/직류 변환기는 전압 조화되는 보상을 제공하기 위하여 사용됩니다. 비용 추정은 추가 구성 요소의 사용이 전력 품질을 향상시키는 또 다른 기능을 갖기 위해 12%미만으로 비용을 증가 시킨다는 것을 보여줍니다. 또한,이 변환기는 변환기가 병렬로 연결되어 있기 때문에 태양 광 에너지 변환 효율을 변경하지 않습니다.
제어는 동기 참조 프레임 방식으로 구현되었다. 시스템 및 컨트롤러는 설계 및 시뮬레이션되었습니다. 다른 펄스 폭 변조 기법 최적의 효율 구성을 제안 비교 되었습니다. 이 시스템은 약 2.8 킬로와트의 태양 광 발전을 제공합니다.
태양으로부터 안전하고 깨끗한 에너지 원으로 태양 광 발전 시스템의 사용이 급속히 증가하고 있습니다. 전력 시스템에서 태양광 발전 시스템의 응용 프로그램은 두 가지 주요 필드로 나눌 수 있습니다:오프-그리드 또는 독립 실행형 응용 프로그램 및 온-그리드 또는 그리드 연결 응용 프로그램. 독립형 태양광 발전 시스템은 전력망에 액세스할 수 없는 원격 부하에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있으며,그리드 연결 애플리케이션은 로컬 부하 및 유틸리티 그리드와의 교환 전력에 에너지를 제공하는 데 사용됩니다.
1 백만와트 용량의 첫 번째 대형 그리드 연결 태양 광 발전소는 미국 캘리포니아 루고에 설치되었습니다. 두 번째 공장 6.미국 캘리포니아 카리사 플레인스에 5 백만와트 용량을 설치했습니다. 현재 다양한 전력 범위를 가진 많은 대형 그리드 연결 태양 광 시스템이 여러 국가에서 운영되고 있습니다.
태양광 발전 시스템 전압 프로 파일을 개선 하 고 배전 공급 장치,유지 보수 비용 및 피크 시간 동안 변압기 탭 체인저의 로딩의 에너지 손실을 줄여 전원 시스템의 작동을 향상 시킬 수 있습니다. 그럼에도 불구하고,다른 재생 가능 기술과 비교하여,태양 광 발전 시스템은 여전히 큰 어려움에 직면 해 있으며,피더의 과부하,고조파 오염,높은 투자 비용,낮은 효율 및 낮은 신뢰성과 같은 시스템에 약간의 악영향을 미칠 수 있으며,이는 광범위한 사용을 방해합니다. 또한,태양 조사의 변화는 전력 변동 및 전압 깜박임을 유발할 수 있으며,그 결과 전력 시스템의 고 침투 태양 광 시스템에 바람직하지 않은 영향을 미친다. 태양광 발전 시스템의 효율성을 향상 시키기 위해 최대 파워 포인트 추적 등 일부 제어 방법을 사용할 수 있습니다.
그런 관제사에서는,태양광 발전 배열의 생성한 전압 그리고 현재는 둘 다 통제되어야 합니다. 이 예기치 않은 기상 조건에서 최대 전력을 추적 하는 동안 실패의 증가 가능성 태양광 발전 시스템 구조를 복잡 하 게 수 있습니다. 시스템 보호 체계와 관련하여,시스템 기반 분산 세대(태양광 발전 시스템)는 결함이 있는 조건에서 유틸리티 그리드에서 시스템이 분리된 후 로컬 로드에 전력을 공급해야 합니다.
이러한 상황에서 의도하지 않은 섬기는 경우 안전 문제 또는 시스템 구성 요소의 다른 부분이 손상될 위험이 높아져 시스템 신뢰성이 저하될 수 있습니다.
이러한 문제는 대형 그리드 연결 태양광 발전 시스템을 설치하여 전기 네트워크의 성능에 미치는 영향을 정확하게 분석하는 것이 필요하다는 것을 의미한다.
이 평가는 그리드 연결 태양광 발전 시스템이 배전 시스템의 다른 구성 요소에 발생할 수 있는 잠재적인 운영 문제에 대해 실현 가능한 솔루션을 제공할 수 있기 때문에 중요합니다.
문헌에서,많은 작품은 정상 상태 모델링 및 태양 광 시스템의 분석에 초점을 맞추고있다. 그러나 실시간 구현 전에 시스템의 동적 작동 및 제어에 대한 그리드 연결 태양 광 시스템의 효과를 연구하려는 시도는 아직 없습니다.
태양광 시스템 모델링
메가와트 범위에서 일종의 태양광으로 알려진 고 침투 그리드 연결 태양광 시스템은 빠르게 개발되고 있다. 이러한 전세계 다른 나라에서 태양광 발전 시장의 대부분을 커버.
그리드 연결 태양광 발전 시스템의 주요 구성 요소에는 태양광을 직류 전원으로 직접 변환하는 직렬/병렬 혼합 태양광 발전 어레이와 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 전력 조절 장치가 포함되어 있습니다. 그림 1 은 그리드 연결 태양 광 시스템의 일반적인 다이어그램을 보여줍니다.
특히,많은 경우에 배터리 및 수퍼 커패시터와 같은 에너지 저장 장치도 그리드 연결 태양 광 시스템의 세 번째 구성 요소로 간주됩니다.
이러한 장치는 야간 발전,태양 광 시스템에 대한 무효 전력 제어,피크 부하 이동 및 그리드의 전압 안정화와 같은 태양 광 시스템의 성능을 향상시킵니다.
그리드 연결 태양 광 시스템과 유틸리티 그리드 사이에 적절한 인터페이스를 제공하려면 위상 시퀀스,주파수 및 전압 레벨 일치와 같은 일부 조건을 충족해야합니다. 이러한 조건을 제공하는 것은 태양 광 인버터의 적용 전력 전자 기술에 크게 좌우됩니다.
그림 1: 그리드 연결 태양 광 시스템의 단순화 된 다이어그램…
그림 2:광전 모듈의 등가 회로…
광전 유닛의 전기적 특성은 일반적으로 셀의 전류-전압 또는 전력-전압 관계의 관점에서 표현 될 수있다.
이러한 특성의 변화는 셀에 의해 수신 된 복사 조도 및 셀 온도에 직접적으로 의존한다.
따라서,다른 기상 조건 하에서 태양광 발전 시스템의 동적 성능을 분석 하기 위해 적절 한 모델 태양광 발전 배열의 생산 전류 및 전압에 조도 및 온도의 영향을 변환 해야 합니다.
도 2 는 결정질 실리콘 태양광 모듈의 등가 전기 회로를 나타낸다. 이 모델은 출력 단자 전류이며,빛은 생성 된 전류,아이디는 다이오드 전류,틱은 션트 누설 전류,루피는 내부 저항,루피는 션트 저항입니다.
실제로 루피의 값은 사용 된 반도체의 품질에 크게 좌우됩니다. 따라서,루피 값의 작은 변화는 극적으로 태양 광 출력을 변경할 수 있습니다.
전력망 연결 태양광 발전 시스템이 배전 시스템에 미치는 영향
재생 가능 에너지원,특히 태양광 발전 시스템은 더욱 중요한 에너지원이 되어 상당한 상업적 관심을 끌고 있다. 그럼에도 불구하고 대형 태양 광 발전 시스템을 유틸리티 그리드에 연결하면 유통 네트워크에 여러 가지 운영 문제가 발생할 수 있습니다.
이러한 문제의 심각도는 태양광 발전 보급률 및 설치 지역에 따라 직접적으로 달라집니다. 따라서 대형 그리드 연결 태양 광 시스템이 유통 네트워크에 미치는 영향을 알면 실시간 및 실제 구현 전에 실현 가능한 솔루션을 제공 할 수 있습니다.
이 섹션의 목적은 태양광 발전 시스템이 분배 시스템에 부과할 수 있는 가능한 효과를 소개하는 것이다. 돌입 전류. 태양광 시스템 및 그리드 전압 사이의 작은 피할 수 없는 차이 태양광 시스템 및 유틸리티 그리드 연결 시 사이 흐르는 돌입 전류를 도입할 수 있습니다 및 지 수 속도로 0 으로 붕괴. 생성 된 돌입 전류는 성가신 여행,열 응력 및 기타 문제를 일으킬 수 있습니다.
그리드 연결 태양 광 시스템
제안 된 태양 광(태양 광)에너지 변환 시스템은 고효율,저렴한 비용 및 높은 기능성을 가지고 있습니다. 그림 3 은 제안 된 시스템의 블록 다이어그램을 보여줍니다. 그림 3 의 컨버터 1(태양 광 컨버터)은 태양 광 에너지를 그리드로 변환하고 전류 고조파 및 무효 전력을 보상하는 역할을합니다. 그림 3 의 컨버터 2(다이나믹 전압 복원기-디브르브 컨버터)는 전압 고조파 또는 전압 강하를 보상합니다.
그림 3:업쿼티 기능을 사용한 태양광 발전…
그림 4: 라인의 끝에서 전압 최소와 기존의 부하…
두 개의 제어 컨버터의 활용은 에너지 컨디셔너로 적용되는 가장 다양한 구조를 가지고 시스템을 만든다. 이 경우 컨트롤러에 따라 변환기는 다른 보상 기능을 가질 수 있습니다.
예를 들어,이들은 공급 전압의 부하 전류와 고조파를 동시에 보상하기 위해 결합 된 액티브 시리즈 및 션트 필터를 실현할 수 있습니다.
안전
안전은 그리드 측에서 고장이 발생했을 때 의도하지 않은 착륙으로 인한 태양광 발전 시스템의 주요 관심사 중 하나입니다. 여기서 태양광 발전 시스템은 유틸리티 그리드에서 네트워크 연결이 끊어진 후에도 부하를 계속 공급하며,이로 인해 작업자의 감전이 발생할 수 있습니다.
과전압
태양 광 발전 시스템은 일반적으로 태양 에너지를 완전히 활용하기 위해 유니티 역률 근처에서 작동하도록 설계되었습니다. 이 경우 태양 광 시스템은 유틸리티 그리드에 활성 전력 만 주입하여 시스템의 무효 전력 흐름을 변경할 수 있습니다.
그러므로,가까운 버스의 전압은 민감하는 힘의 부족 때문에 증가될 수 있습니다. 생성 된 과전압은 유틸리티 및 고객 측의 작동에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 출력 전력 변동,태양광 발전 시스템의 출력 전력의 변동 유틸리티 네트워크에 대 한 심각한 운영 문제를 일으킬 수 있는 주요 요인 중 하나입니다. 전력 변동은 구름의 이동으로 인한 태양 복사 조도의 변화로 인해 발생하며 풍속,지나가는 구름의 종류와 크기,태양 광 시스템의 적용 지역 및 태양 광 시스템 토폴로지에 따라 몇 분 또는 몇 시간 동안 계속 될 수 있습니다. 전력 변동으로 인해 라인 내 전력 변동,과부하 및 하중량,허용되지 않는 전압 변동 및 전압 깜박임이 발생할 수 있습니다.
출력 전력 변동
태양광 발전 시스템의 출력 전력 변동은 유틸리티 네트워크에 심각한 운영 문제를 일으킬 수 있는 주요 요인 중 하나입니다. 전력 변동은 구름의 이동으로 인한 태양 복사 조도의 변화로 인해 발생하며 풍속,지나가는 구름의 종류와 크기,태양 광 시스템의 적용 지역 및 태양 광 시스템 토폴로지에 따라 몇 분 또는 몇 시간 동안 계속 될 수 있습니다. 전력 변동으로 인해 라인 내 전력 변동,과부하 및 하중량,허용되지 않는 전압 변동 및 전압 깜박임이 발생할 수 있습니다.
고조파
고조파 왜곡은 태양광 시스템에서 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 전력 인버터의 사용으로 인해 발생할 수 있는 심각한 전력 품질 문제입니다. 생성 된 고조파는 병렬 및 직렬 공진,커패시터 뱅크 및 변압기의 과열 및 전원 시스템의 신뢰성을 떨어 뜨릴 수있는 보호 장치의 잘못된 작동을 유발할 수 있습니다.
주파수 변동
주파수는 전력 품질면에서 더 중요한 요소 중 하나입니다. 생산 된 전력과 소비 된 전력 사이의 불균형은 주파수 변동으로 이어질 수 있습니다. 태양광 발전 시스템의 작은 크기 주파수 변동 다른 신 재생 에너지 기반 자원에 비해 무시할 수 발생 합니다. 그러나,이 문제는 태양광 발전 시스템의 침투 수준을 증가 하 여 더 심각한 될 수 있습니다.. 주파수 변동은 전기 모터의 권선 속도를 변경할 수 있으며 발전기가 손상 될 수 있습니다.
그리드 전송 용량의 한계
전력 그리드의 기존 설계는 변압기에서 부하로 향하는 부하 흐름을 고려합니다. 정현파 전류를 갖는 수동 부하는 변압기 및 분배 라인의 정격에 대해 가정되었습니다. 그림 4 는 변압기로부터의 거리에 따라 감소하는 전압을 보여줍니다.
그러므로,디자인은 보통 최소한도 지정된 가치의 밑에 있는 전압 강하를 달성하기 위하여 명목상 전압의 위 변압기에 전압을 지키기 위하여 합니다. 지난 몇 년 동안 많은 장치가 메인 입력 측에서 제어되지 않는 브리지 정류기를 사용함에 따라 분배 그리드의 사용이 크게 변경되었습니다. 많은 농촌 지역에서 대규모 분산 발전(예:태양 광,풍력,마이크로 터빈 및 복합 발전)이 설치되었습니다. 몇몇 지역에서 설치된 세대 힘은 소비 보다는 현저하게 더 높 수시로 정격 격자 힘을 도달합니다. 분산 발전 스테이션에서 생성 된 높은 수준의 전력으로 인해 부하 흐름은 방향을 변경할 수 있습니다. 특히 높은 태양 이득 기간에 태양 광 발전소가 최고 전력 레벨을 그리드에 공급할 때 전력 소비가 상당히 낮을 수 있지만 역 전력 흐름이 발생할 수 있습니다. 그러므로,태양 생성된 힘은 그 분지의 변압기에 중간 전압 격자로 먹입니다. 전원이 지점의 공칭 전력 범위에있는 경우,발전 설비의 연결 지점에서 전압이 크게 증가 할 수 있습니다. 전압이 공칭 전압보다 보통 10%의 허용 오차를 초과하면 다른 장치 및 장비가 손상 될 수 있습니다.
그림 5:라인 끝의 전압 최대 또는 최소…
그림 6:데이터 수집 및 제어 구조…
그림 5 는 서로 다른 부하 및 생성 조건에 대해 변압기와의 거리에 따른 가능한 전압 변화를 보여줍니다. 그러므로,디자인은 보통 최소한도 지정된 가치의 밑에 전압 강하를 감소시키기 위하여 명목상 전압의 위 변압기에 전압을 지키기 위하여 합니다.
분산형 생성의 경우 그림 5 와 같이 연결 지점에서 전압이 증가할 수 있습니다. 변압기의 전압이 공칭 값 이상으로 설정되면 지정된 최대 전압을 초과 할 가능성이 매우 높습니다. 독일에서는 저전압 그리드의 분산 발전소로 인해 향후 2~3%의 최대 전압 증가가 권장됩니다. 반전 힘 교류의 경우에는 최대 허용한 전압은 격자 분지의 명목상 힘의 밑에 조차 도달될 것입니다.
따라서,그리드는 새로운 요구 사항을 처리하기 위해 새로운 서비스와 새로운 기능을 제공하기 위해 개선 될 필요가있다. 높은 설치 또는 운영 비용을 피하면 분산 된 발전에서 추가 성장이 촉진됩니다. 과거에는 전송 용량을 늘리기 위해 그리드 확장이 필요했고,결과적으로 추가 케이블 링과 더 높은 투자 비용이 필요했는데,추가 용량이 실제로 필요한 경우 일반적으로 태양 광 이득 일에 추가 용량이 연간 몇 시간 동안 만 사용 되더라도. 단기적으로 태양 광 발전 시스템의 추가 연결은 그리드 확장이 수행 될 때까지 종종 허용되지 않을 수 있습니다.
전압 품질 및 그리드 용량 증가
지금까지 네트워크 확장에 의해 그리드 용량 및 그리드 품질이 주로 제공되었지만,이 프로젝트는 그리드에 배포되는 설비를 효과적으로 사용하는 것을 목표로합니다. 이는 분산 측정 기술,전력 전자 장치의 지능형 제어,새로운 정보 통신 기술 및 그리드 제어의 가능성을 사용하여 수행됩니다. 이 개념은 분산 태양 광 시스템의 예에서 개발 및 테스트됩니다. 그러나,사용이 응용 프로그램에 국한되지 않습니다. 제어 가능한 피드 인 설치 및 부하가있는 모든 네트워크에서 분산 네트워크 서비스를 통해 네트워크 효율성을 높일 수 있습니다.
그리드의 작동 상태는 큰 부하 및 분산 생성의 연결 지점에서 지속적으로 측정해야합니다. 태양광 인버터는 전압과 주파수를 그리드 전압과 동기화해야 하기 때문에 데이터 수집 기능을 갖추고 있습니다. 부하 연결 지점에 대 한 측정 기술을 설치 하는 것입니다. 그림 6 에서 볼 수 있듯이 메인 컴퓨터는 여러 데이터 수집 장치 및 태양 광 인버터에 네트워크로 연결됩니다. 데이터 수집 장치 및 태양 광 인버터는 그리드의 위치에서 전압,전류 및 전력 흐름을 모니터링합니다. 데이터 수집 장치는 큰 부하(예:산업 플랜트)및 그리드 노드에 있습니다. 메인 컴퓨터는 그리드 상태 데이터를 수신 한 다음 데이터 네트워크를 통해 인버터로 전송 될 개별 태양 광 인버터에 필요한 무효 전력에 대한 값을 계산합니다.
제어 구조는 3 개의 다른 제어들로 구성된다. 첫 번째 부분은 인버터의 무효 전력 흡수에 의한 그리드 전압의 제한입니다. 불필요한 손실을 피하기 위해 필요한만큼의 인버터 만 그리드 전압을 제한하는 데 필요한만큼의 무효 전력을 흡수해야합니다. 따라서 주 컴퓨터는 그리드에서 가장 높은 전압 레벨을 가진 인버터 만 활성화합니다. 또한 빠른 부하 및 생성 변화로 인한 전압 변동(예:움직이는 구름)은 태양 광 인버터를 통해 무효 전력을 주입하고 흡수하여 보상하고 부드럽게 할 수 있습니다. 인버터는 그리드의 전력 손실을 최소화하기 위해 다른 부하에 필요한 무효 전력의 로컬 보상에도 사용할 수 있습니다.
그림 7:능동(왼쪽)및 능동 및 무효 전력(오른쪽)공급시 라인에서의 전압 강하…
전압 제한
8~10 킬로와트 이상의 태양 광 인버터는 일반적으로 그리드에 3 상으로 연결됩니다. 그들은 4 개의 사분면 모두에서 작동 할 수 있으므로 유효 전력이 그리드에 공급되는 동안 무효 전력을 주입하거나 흡수 할 수 있습니다. 그림 7 은 전송 라인에서의 전압 강하를 정 성적으로 보여줍니다. 정상 부하 상태의 경우 라인 끝의 전압이 시작 부분의 전압(변압기 측)보다 낮지 만 라인 끝(그림 7 의 왼쪽 부분)에서 유효 전력이 공급 될 때 변경됩니다.
전압은 변압기보다 라인 끝에서 상당히 높을 수 있습니다. 무효 전력(또는 전류)을 추가로 흡수함으로써 과전압을 줄일 수 있습니다(그림 7 의 오른쪽). 이 또한 고려 변압기 임피던스를 복용 특히 상대적으로 높은 아르 자형/엑스 비율을 가진 낮은 전압 분배 그리드의 경우입니다.
무효 전력 흐름은 인버터로부터 구동되어야 하는 추가 전류를 발생시킨다. 무효 전력에 대한 연구에 따르면 일반적인 저전압 그리드에서 최소 역률은 허용 한계 내에서 전압을 유지하기에 충분합니다. 역률 왜냐하면 와이=0.9 는 활성 전력의 43%의 무효 전력을 제공합니다. 이것은 변환장치의 10%더 높은 현재를 일으키는 원인이 됩니다. 민감하는 힘이 증가한 전압 수준에 단지 흡수되는 경우에,태양 변환장치의 더 높은 등급은 더 낮을지도 모릅니다 또는 필요하지 않을지도 조차 모릅니다. 무효 전력이 그리드 전압을 제한하는 데 사용되는 경우 더 높은 그리드 전류로 인해 인버터 및 그리드 라인에서 추가 전력 손실이 발생합니다. 그러나 이득은 더 높은 유효 전력이 전달될 수 있고 잉여 태양 생성된 전력이 격자에 안으로 먹일 수 있다 이다. 따라서 인버터의 정적 특성에 의해 무효 전력을 제공하는 것이 아니라 그리드 전압에 가장 중요한 영향을 미치는 인버터를 개별적으로 활성화시켜 무효 전력 흡수를 최소화하는 것이 적절하다. 중앙 컴퓨터와의 각 변환장치의 커뮤니케이션은 민감하는 힘 흡수의 최적화를 지킵니다.
그림 8: 태양광 발전소로 인한 전압 증가…
전압 변동 완화
구름 통과 또는 매우 변동하는 부하로 인한 태양광 발전 시스템에 대한 변동하는 전원 입력은 저전압 그리드에서 전압 변동을 유발합니다. 부정적인 전압 첨단에 민감하는 전력 소비(전기 용량)및 분배된 태양 변환장치에 의하여 긍정적인 전압 첨단에 민감하는 전력 흡수(유도)는 격자에 있는 전압 동요를 반반하게 할 수 있습니다. 깜박임의 위험은 인버터에 로컬로 구현되는 이러한 추가 제어에 의해 감소 될 수있다. 스무딩은 중앙 컴퓨터와 인버터의 통신을 필요로하지 않습니다.
무효 전력 보상
현재까지의 무효 전력 보상에는 추가 장비 및 관련 설치 및 시운전 비용이 필요하며 이는 더 큰 효율성으로 복구되어야 합니다. 지금까지 보상은 주로 대형 산업 공장에서 사용됩니다. 따라서,보상을 위한 분산된 무효 전력을 생성하는 것은 무효 전력의 짧은 전송 거리로 인한 전력 손실을 상당히 낮춘다. 무효 전력 생성을 위해 단기 에너지 저장이 필요합니다. 이것은 커패시터 또는 인덕터로 수행 할 수 있습니다. 전압 링크 기반 태양 광 인버터에는 일반적으로 커패시터가 있으므로 이미 설치된 용량을 무효 전력에 사용할 수 있습니다. 분산 인버터에 의해 본질적으로 존재하는 기존의 무효 전력 보유는 중첩된 중간 전압 그리드에 무효 전력을 제공하거나 손실을 최소화하기 위해 저전압 그리드의 무효 전력 소비를 줄이기 위해 사용될 수 있다.
필드 테스트
필드 테스트는 태양광 발전소의 높은 침투와 실제 저전압 그리드에서 이루어집니다.
테스트 그리드의 개요
그림 8 은 테스트 그리드의 구조를 보여줍니다. 격자는 2 개의 변압기(정격 출력 630 킬로볼트)에 의해 먹이고 그물에 걸리는 운영합니다. 설치된 태양 광 시스템 용량은 400 킬로와트이며 이미 평균 네트워크 부하보다 높습니다. 화창한 날에,유효 전력은 중간 전압 격자에서 정기적으로 피드백됩니다. 지붕 면적이 큰 농업용 건물의 수가 많기 때문에 그리드에는 비교적 큰 태양 광 발전소가 많이 있습니다.
그림 9:테스트 그리드의 유효 전력 흐름에 따른 평균 10 분 수…
케이블 및 변압기의 전압 분포 및 하중은 상용 전력 시스템 분석 소프트웨어에 의해 계산되었습니다. 그림 8 은 또한 태양광 발전소의 결과로 그리드 영역의 전압 분포를 보여줍니다. 전압은 부하 없이 계산되며 인버터가 정격 출력으로 공급됩니다. 이 그리드에서 전압 증가<2%가 변압기 근처에서만 관찰된다는 것이 분명합니다. 증가는 변압기 사이 2%이상 그리고 긴요한 네트워크 확장에 3 4%이상 입니다. 전압 증가에도 불구하고 그리드의 변압기 및 케이블은 40%로로드됩니다.
그림 10: 9474>
사전 측정
두 변압기의 데이터는 1 년 동안 평균 10 분으로 제공되었습니다. 그림 9 는 그리드의 무효 전력 흐름에 따라 측정 된 10 분 평균의 수를 보여줍니다. 화창한 날에는 그리드의 태양 광 발전소에서 생성 된 전력이 부하를 초과합니다. 따라서,시험 그리드에서 중첩된 중간 전압 그리드로의 유효 전력 흐름이 존재한다.
태양광 발전소의 인버터에서 두 개의 측정 지점을 사용하여 테스트 그리드의 상태를 미리 평가할 수 있었습니다. 하나는 중요한 긴 줄의 끝에 있고 다른 하나는 변압기 사이에 위치한 태양 광 발전소에 있습니다.
도 10 의 상단 차트는 화창한 여름날이었던 인버터의 정격 전력을 기반으로 한 태양광 공급 장치의 개발을 보여줍니다. 정격 출력은 태양 광 모듈의 강한 가열 때문에 달성되지 않습니다. 그림 10 의 아래 차트는 또한 두 측정 지점의 해당 전압을 보여줍니다(녹색:임계 그리드 확장의 측정 지점,빨간색:두 변압기 사이의 측정 지점). 전압 및 전력의 0 값은 측정에서 단기 전송 오류의 결과입니다. 전압 프로파일은 태양 광 피드 인을 아주 잘 따릅니다. 이 날 유지 보수 때문에 왼쪽 변압기가 작동하지 않았습니다. 그 이유는 높은 전압 증가. 이 값은 그리드 계산 결과와 잘 일치합니다. 그림 11 은 불안정한 날(녹색:중요한 네트워크 확장의 측정 지점,빨간색:두 변압기 사이의 측정 지점)인 태양 광 피드 인 및 해당 전압의 클로즈업을 보여줍니다.
그림 11:태양광 공급 및 전압의 세부 사항…
이 날,왼쪽 변압기는 유지 보수로 인해 서비스가 중단되었습니다. 전압 피크 또는 방울의 구배는 일반적으로 전력 피크 또는 방울의 구배보다 작습니다. 이는 테스트 그리드에 태양광 발전 시스템이 분포되어 있기 때문입니다. 따라서 지나가는 구름으로 인한 전력 방울이 엇갈립니다. 이 비틀거린 힘 하락은 비틀거린 전압 강하를 일으키는 원인이 됩니다.
지금까지 측정된 가장 큰 전력 구배는 정격 전력 대비 0.07 피입니다. 측정 된 가장 큰 전압 구배는 정격 전압에 비해 지금까지 0.002 피./초입니다. 이 문서에 설명 된 개념 향상 된 전압 품질 및 태양광 발전소의 높은 침투와 낮은 전압 그리드에서 높은 전송 용량을 제공 합니다. 위에서 설명한 기술은 현재 개발 중이며 저전압 그리드에서 태양 광 인버터로 테스트 중입니다. 일반적으로 말하자면,이 기술은 그리드에 영구적으로 또는 일시적으로 연결된 모든 전력 전자 인버터에 적용 할 수 있습니다. 붙박이 자료 통신 및 정보 수집 기능 때문에 체계는 격자에 새로운 변환장치를 연결한 후에 자동적으로 형성될 수 있습니다.
