a energia fotovoltaica (PV) tem grande potencial para fornecer energia com impacto mínimo no meio ambiente, uma vez que é limpa e livre de poluição. Um grande número de células solares conectadas em série e em paralelo montou as matrizes fotovoltaicas ou solares. Uma maneira de usar a energia fotovoltaica é em um sistema de energia distribuída como uma fonte de energia de pico.
por outro lado, regulamentos estritos foram aplicados ao equipamento conectado às linhas de serviço público. Alguns desses regulamentos estão relacionados à distorção harmônica e ao fator de potência. No entanto, com o desenvolvimento da eletrônica de potência, muitos equipamentos tendem a aumentar os níveis de distorção harmônica. A corrente de linha na entrada para o retificador de Ponte de Diodo se desvia significativamente de uma forma de onda sinusoidal e essa corrente distorcida também pode levar à distorção na tensão da linha. Além disso, muitos equipamentos modernos usam controladores digitais, baseados em microprocessadores sensíveis a variações nas formas de onda de tensão e corrente. Consequentemente, para aumentar a utilização do sistema do picovolt a conversão do poder pode ser projetada igualmente fornecer funções de um condicionador unificado da qualidade do poder.
a utilização de dois conversores totalmente controlados DC/AC faz com que o sistema tenha a estrutura mais versátil de conversores aplicados como condicionador de energia. Nesse caso, dependendo do controlador, os conversores podem ter diferentes funções de compensação. Por exemplo, eles podem realizar séries ativas e filtros de derivação combinados para compensar simultaneamente a corrente de carga e os harmônicos da tensão fornecida. Desta forma, o equipamento é chamado Unified Power Quality Conditioner (UPQC). Um filtro de derivação ativo é um dispositivo adequado para compensação baseada em corrente. Esta configuração inclui harmônicos atuais e compensações de potência reativa. O filtro ativo da derivação pode igualmente equilibrar correntes de desequilíbrio.
o filtro da série ativa é usado normalmente para a compensação tensão-baseada. Nesse caso, harmônicos de tensão e quedas e quedas de tensão são compensados. Outras aplicações podem ser encontradas na literatura para fins de compensação da frequência fundamental, como compensação de potência reativa, controle de fluxo de potência ativa e regulação de tensão. Nesse caso, é chamado Unified Power Flow Controller (UPFC).
convencionalmente, os sistemas de conversão de energia fotovoltaica conectados à rede são compostos por um conversor DC-DC e um inversor. O conversor DC-DC é controlado para rastrear o ponto de potência máxima da matriz fotovoltaica e o inversor é controlado para produzir corrente de tal forma que a corrente do sistema tenha Baixa Distorção Harmônica Total (THD) e esteja em fase com a tensão de utilidade. A eficiência do sistema convencional é baixa porque o conversor DC-DC e o inversor são conectados em série. O objetivo deste artigo é projetar um sistema de geração fotovoltaica para conexão em um sistema trifásico usando apenas um inversor DC/AC.
o sistema proposto aumenta a eficiência de conversão e também fornece função útil a qualquer momento, operando como fonte de alimentação, bem como compensador de energia harmônica e reativa quando o sol está disponível. Com baixa irradiação, o sistema opera apenas como compensador de potência harmônica e reativa. Outro conversor DC / DC é usado para fornecer compensação harmônica de tensão. A estimativa de custos mostra que o uso de componentes adicionais aumenta o custo em menos de 12% para ter outra função para melhorar a qualidade da energia. Além disso, este conversor não altera a eficiência da conversão de energia fotovoltaica, uma vez que os conversores são conectados em paralelo.
o controle foi implementado com o método SRF (Synchronous Reference Frame). O sistema e o controlador foram projetados e simulados. Diferentes técnicas de modulação por largura de pulso (PWM) foram comparadas para sugerir uma configuração com eficiência ideal. O sistema fornece aproximadamente 2,8 kW de geração fotovoltaica.
o uso de sistemas fotovoltaicos (PV) como uma fonte segura e limpa de energia do sol tem aumentado rapidamente. A aplicação de sistemas fotovoltaicos em sistemas de energia pode ser dividida em dois campos principais: aplicações off-grid ou stand-alone e aplicações On-grid ou grid-connected. Sistemas fotovoltaicos autônomos podem ser usados para fornecer energia para cargas remotas que não têm acesso a redes elétricas, enquanto aplicativos conectados à rede são usados para fornecer energia para cargas locais e para a troca de energia com redes elétricas.
a primeira grande usina fotovoltaica conectada à rede com capacidade de 1 MW foi instalada em Lugo, Califórnia, EUA. A segunda planta com 6.A capacidade de 5 MW foi instalada em Carissa Plains, Califórnia, EUA. Atualmente, muitos grandes sistemas fotovoltaicos conectados à rede com diferentes faixas de energia estão operando em vários países.
os sistemas fotovoltaicos podem melhorar a operação dos sistemas de energia, melhorando o perfil de tensão e reduzindo as perdas de energia dos alimentadores de distribuição, os custos de manutenção e o carregamento dos trocadores de torneira do transformador durante os horários de pico. No entanto, em comparação com outras tecnologias renováveis, sistemas FOTOVOLTAICOS ainda enfrentam grandes dificuldades e podem provocar alguns efeitos adversos para o sistema, tais como a sobrecarga dos alimentadores, da “poluição” harmónica, alto custo de investimento, baixa eficiência e baixa confiabilidade, que dificultam a sua utilização generalizada. Além disso, variações na irradiação solar podem causar flutuação de energia e cintilação de tensão, resultando em efeitos indesejáveis em sistemas fotovoltaicos de alta penetração no sistema de energia. Alguns métodos de controle, como o rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT), podem ser usados para melhorar a eficiência dos sistemas fotovoltaicos.
em tais controladores, tanto a tensão produzida quanto a corrente da matriz fotovoltaica devem ser controladas. Isso pode complicar a estrutura do sistema fotovoltaico com maior possibilidade de falha ao rastrear a potência máxima em condições climáticas inesperadas. No que diz respeito ao esquema de proteção do sistema, as gerações distribuídas baseadas no sistema fotovoltaico (DGs) devem energizar as cargas locais após o sistema ter sido desconectado da rede elétrica durante condições defeituosas.Nessas situações, qualquer ilhamento não intencional pode aumentar o risco de problemas de segurança ou danos a outras partes dos componentes do sistema, o que pode diminuir a confiabilidade do sistema.
esses problemas significam que é necessária uma análise precisa dos efeitos da instalação de grandes sistemas fotovoltaicos conectados à rede no desempenho da rede elétrica.
esta avaliação é importante porque pode fornecer soluções viáveis para possíveis problemas operacionais que os sistemas fotovoltaicos conectados à rede podem causar a outros componentes em sistemas de distribuição.
na literatura, muitos trabalhos se concentram na modelagem em estado estacionário e análise de sistemas fotovoltaicos. No entanto, ainda não foi feita nenhuma tentativa de estudar os efeitos dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede na operação dinâmica e no controle do sistema antes da implementação em tempo real.
Modelagem de sistemas fotovoltaicos
sistemas fotovoltaicos conectados à rede de alta penetração, que são conhecidos como um tipo de DG na faixa de megawatt, são rapidamente desenvolvidos. Estes cobrem a maioria do mercado fotovoltaico em diferentes países em todo o mundo.
os principais componentes de um sistema fotovoltaico conectado à rede incluem uma mistura em série / paralela de matrizes fotovoltaicas para converter diretamente a luz solar em energia CC e uma unidade de condicionamento de energia que converte energia CC em energia CA; esta unidade também mantém os PVs operando com eficiência máxima. A figura 1 mostra o diagrama geral dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede.
notavelmente, em muitos casos, dispositivos de armazenamento de energia, como baterias e Super-Capacitores, também são considerados o terceiro componente dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede.
esses dispositivos aprimoram o desempenho dos sistemas fotovoltaicos, como geração de energia à noite, controle de energia reativa sobre os sistemas fotovoltaicos, deslocamento de carga de pico e estabilização de tensão das redes.
para fornecer uma interface adequada entre os sistemas fotovoltaicos conectados à rede e a rede elétrica, algumas condições devem ser satisfeitas, como sequência de fase, correspondência de frequência e nível de tensão. O fornecimento dessas condições depende fortemente da tecnologia eletrônica de potência aplicada dos inversores fotovoltaicos.
Figura 1: Diagrama simplificado da grade-sistema fotovoltaico conectado…
Figura 2: circuito Equivalente do módulo fotovoltaico…
As características elétricas de uma unidade PV em geral, podem ser expressas em termos de corrente-tensão ou potência-tensão relações da célula.
as variações nessas características dependem diretamente da irradiância recebida pela célula e da temperatura da célula.
portanto, para analisar o desempenho dinâmico dos sistemas fotovoltaicos em diferentes condições climáticas, é necessário um modelo adequado para converter o efeito da irradiância e da temperatura na corrente e tensão produzidas das matrizes fotovoltaicas.
a Figura 2 mostra o Circuito Elétrico equivalente de um módulo fotovoltaico de silício cristalino. Neste modelo, I é a corrente do terminal de saída, IL é a corrente gerada pela luz, Id é a corrente do diodo, Ish é a corrente do escapamento da derivação, Rs é a resistência interna, e Rsh é a resistência da derivação.
na prática, o valor de Rs depende fortemente da qualidade do semicondutor usado. Portanto, qualquer pequena variação no valor Rs pode alterar drasticamente a saída PV.
possível efeito dos sistemas fotovoltaicos ligados à rede nos sistemas de distribuição
as fontes de energia renováveis, especialmente os sistemas fotovoltaicos, tornaram-se Fontes de energia mais significativas, atraindo um interesse comercial considerável. No entanto, a conexão de grandes sistemas fotovoltaicos a redes de serviços públicos pode causar vários problemas operacionais para redes de distribuição.
a gravidade desses problemas depende diretamente da porcentagem de penetração PV e da Geografia da instalação. Portanto, conhecer o possível impacto de grandes sistemas fotovoltaicos conectados à rede em redes de distribuição Pode fornecer soluções viáveis antes de implementações práticas e em tempo real.
o objetivo desta seção é introduzir possíveis efeitos que os sistemas fotovoltaicos podem impor aos sistemas de distribuição. corrente. A pequena diferença inevitável entre sistemas fotovoltaicos e tensões de rede pode introduzir uma corrente de entrada que flui entre o sistema fotovoltaico e a rede elétrica no momento da conexão e decai para zero a uma taxa exponencial. A corrente de inrush produzida pode causar viagens incômodas, estresse térmico e outros problemas.
sistema fotovoltaico conectado à rede
o sistema de conversão de energia fotovoltaica (PV) proposto tem alta eficiência, baixo custo e alta funcionalidade. A figura 3 mostra o diagrama de blocos do sistema proposto. O Conversor 1 (conversor PV) na Figura 3 é responsável por converter a energia PV para a rede, bem como para compensar harmônicos atuais e potência reativa. O Conversor 2 (Dynamic Voltage Restorer — DVR converter) na Figura 3 é responsável por compensar harmônicos de tensão ou quedas de tensão.
Figura 3: geração FV com UPQC função…
Figura 4: Carga convencional com tensão mínima no final da linha …
a utilização de dois conversores controlados faz com que o sistema tenha a estrutura mais versátil aplicada como condicionador de energia. Nesse caso, dependendo do controlador, os conversores podem ter diferentes funções de compensação.
por exemplo, eles podem realizar séries ativas e filtros de derivação combinados para compensar simultaneamente a corrente de carga e os harmônicos da tensão fornecida.
segurança
a segurança é uma das principais preocupações nos sistemas fotovoltaicos devido ao ilhamento não intencional no momento da ocorrência de falhas no lado da grade. Aqui, os sistemas fotovoltaicos continuam a alimentar a carga mesmo depois que a rede é desconectada da rede elétrica, o que pode levar ao choque elétrico dos trabalhadores.
sobretensão
os sistemas fotovoltaicos geralmente são projetados para operar perto do fator de potência unity para utilizar totalmente a energia solar. Nesse caso, o sistema fotovoltaico injeta apenas energia ativa na rede elétrica, o que pode alterar o fluxo de energia reativa do sistema.
portanto, as tensões dos ônibus próximos podem ser aumentadas devido à falta de potência reativa. A sobretensão produzida pode ter efeitos negativos na operação dos lados da utilidade e do cliente. Flutuação da potência de saída, a flutuação da potência de saída dos sistemas fotovoltaicos é um dos principais fatores que podem causar graves problemas operacionais para a rede de serviços públicos. A flutuação de energia ocorre devido a variações na irradiância solar causadas pelo movimento das nuvens e pode continuar por minutos ou horas, dependendo da velocidade do vento, do tipo e tamanho das nuvens que passam, da área coberta pelo sistema fotovoltaico e da topologia do sistema fotovoltaico. A flutuação de energia pode causar oscilações de energia nas linhas, sobre e sob cargas, flutuações de tensão inaceitáveis e cintilação de tensão.
flutuação da potência de saída
a flutuação da potência de saída dos sistemas fotovoltaicos é um dos principais fatores que podem causar graves problemas operacionais para a rede de serviços públicos. A flutuação de energia ocorre devido a variações na irradiância solar causadas pelo movimento das nuvens e pode continuar por minutos ou horas, dependendo da velocidade do vento, do tipo e tamanho das nuvens que passam, da área coberta pelo sistema fotovoltaico e da topologia do sistema fotovoltaico. A flutuação de energia pode causar oscilações de energia nas linhas, sobre e sob cargas, flutuações de tensão inaceitáveis e cintilação de tensão.
harmônica
distorção harmônica é um sério problema de qualidade de energia que pode ocorrer devido ao uso de inversores de energia que convertem corrente DC em corrente AC em sistemas fotovoltaicos. Os harmônicos produzidos podem causar ressonâncias paralelas e em série, superaquecimento em bancos e transformadores de capacitores e falsa Operação de dispositivos de proteção que podem reduzir a confiabilidade dos sistemas de energia.
flutuação de Frequência
a frequência é um dos fatores mais importantes na qualidade da energia. Qualquer desequilíbrio entre a potência produzida e a consumida pode levar à flutuação da frequência. O pequeno tamanho dos sistemas fotovoltaicos faz com que a flutuação de frequência seja insignificante em comparação com outros recursos baseados em energia renovável. No entanto, esse problema pode se tornar mais grave aumentando os níveis de penetração dos sistemas fotovoltaicos. A flutuação da frequência pode alterar a velocidade do enrolamento em eletro Motores e pode danificar os geradores.
limites da capacidade de transmissão da rede
o projeto convencional de uma rede elétrica considera um fluxo de carga direcionado do transformador para a carga. Cargas passivas com correntes sinusoidais foram assumidas para a classificação de transformadores e linhas de distribuição. A figura 4 mostra a tensão diminuindo com a distância do transformador.
portanto, o projeto é geralmente feito para manter a tensão no transformador acima da tensão nominal, a fim de alcançar uma queda de tensão que está abaixo do valor mínimo especificado. Nos últimos anos, o uso de redes de distribuição mudou fortemente, pois muitos dispositivos estão usando retificadores de ponte não controlados no lado da entrada da rede elétrica. Em muitas áreas rurais, grande geração descentralizada de energia (por exemplo, fotovoltaica, eólica, micro turbinas e geração combinada) foi instalada. Em algumas áreas, a potência de geração instalada é significativamente maior do que o consumo e geralmente atinge a potência nominal da rede. Devido aos altos níveis de energia gerada a partir de estações de geração descentralizadas, o fluxo de carga pode mudar sua direção. Particularmente em períodos de alto ganho solar, quando as usinas solares alimentam seus níveis de energia mais altos na rede, enquanto o consumo de energia pode ser bastante baixo, o fluxo de energia reversa pode ocorrer. Portanto, a energia solar gerada é alimentada na rede de média tensão sobre o transformador desse ramo. Se a potência estiver na faixa da potência nominal do ramo, a tensão no ponto de conexão da Usina de geração pode aumentar significativamente. Se a tensão exceder a tolerância de geralmente 10% acima da tensão nominal, outros dispositivos e equipamentos podem ser danificados.
Figura 5: Tensão máxima ou mínima no final da linha…
Figura 6: aquisição de Dados e controle de estrutura…
Figura 5 mostra a possível variação de tensão com a distância entre o transformador para diferentes condições de carga e de geração. Portanto, o projeto geralmente é feito para manter a tensão no transformador acima da tensão nominal, a fim de reduzir as quedas de tensão abaixo do valor mínimo especificado.
com a geração descentralizada, a tensão pode aumentar no ponto de conexão, conforme mostrado na Figura 5. Com a tensão no transformador sendo definida acima do valor nominal, é muito provável que exceda a tensão máxima especificada. Na Alemanha, recomenda-se um aumento máximo de tensão de 2 ou 3% no futuro causado por usinas distribuídas em redes de baixa tensão. Em caso de fluxo de energia reversa, a tensão máxima permitida será atingida mesmo abaixo da potência nominal do ramo da rede.Portanto, a grade precisa ser melhorada para oferecer novos serviços e novas funcionalidades para lidar com os novos requisitos. Evitar altos custos de instalação ou operação promove um maior crescimento na geração descentralizada de energia. No passado, a extensão da rede era necessária para aumentar a capacidade de transmissão, resultando em cabeamento adicional e maior custo de investimento, mesmo que a capacidade adicional esteja sendo usada apenas por algumas horas de operação por ano, geralmente em dias de ganho solar, quando a capacidade adicional da rede é realmente necessária. No curto prazo, a conexão adicional de sistemas de geração solar muitas vezes não pode ser permitida até que a extensão da rede tenha sido realizada.
aumentar a qualidade da tensão e a capacidade da rede
embora a capacidade da rede e a qualidade da rede tenham sido fornecidas principalmente pela expansão da rede até agora, este projeto visa usar as instalações que são distribuídas nas redes de forma eficaz. Isso é feito pelo uso de tecnologia de medição distribuída, controle inteligente de Eletrônica de potência, novas tecnologias de informação e comunicação e as possibilidades do controle da rede. O conceito é desenvolvido e testado no exemplo de sistemas fotovoltaicos distribuídos. No entanto, o uso não está restrito a este aplicativo. Em todas as redes com instalações de feed-in controláveis e cargas, a eficiência da rede pode ser aumentada por serviços de rede distribuídos.
o estado operacional da rede deve ser medido continuamente em pontos de conexão de grandes cargas e geração descentralizada. Os inversores solares estão equipados com recursos de aquisição de dados porque precisam sincronizar sua tensão e frequência com a tensão da rede. Para pontos de conexão de carga, a tecnologia de medição deve ser instalada. Como mostrado na Figura 6, um computador principal está conectado a uma série de dispositivos de aquisição de dados e inversores solares. Dispositivos de aquisição de dados e inversores solares monitoram a tensão, corrente e fluxo de energia em seus locais na rede. Os dispositivos de aquisição de dados estão localizados em grandes cargas (por exemplo, plantas industriais) e nós de grade. O computador principal recebe os dados de status da grade e, em seguida, calcula os valores para a potência reativa necessária para os inversores solares individuais que serão enviados pela rede de dados para os inversores.
a estrutura de controle consiste em três controles diferentes. A primeira parte é a limitação da tensão da rede por absorção de energia reativa dos inversores. Para evitar Perdas desnecessárias, apenas tantos inversores quanto necessário devem absorver apenas a quantidade de energia reativa necessária para limitar a tensão da rede. Assim, o computador principal ativa apenas os inversores com os níveis de tensão mais altos da grade. Além disso, flutuações de tensão devido a mudanças rápidas de carga e geração, por exemplo, nuvens em movimento podem ser compensadas e suavizadas injetando e absorvendo energia reativa através dos inversores solares. Os inversores podem igualmente ser usados para a compensação local do poder reativo exigido por outras cargas a fim minimizar perdas de poder na grade.
Figura 7: queda de tensão em uma linha ao alimentar em ativo (esquerda), bem como Potência ativa e reativa (direita)…
limitação de tensão
inversores solares acima de 8 a 10 kW são geralmente conectados por três fases à rede. Eles podem operar em todos os quatro quadrantes, podendo injetar ou absorver energia reativa enquanto a energia ativa é alimentada na rede. A figura 7 mostra de forma qualitativa a queda de tensão em uma linha de transmissão. Enquanto a tensão no final da linha U2 é menor que a tensão U1 no início (lado do transformador) em caso de condições normais de carga, isso muda quando a energia ativa é alimentada no final da linha (parte esquerda da Figura 7).
a tensão pode ser significativamente maior no final da linha do que no transformador. Ao absorver adicionalmente a potência reativa (ou corrente), a sobretensão pode ser diminuída (lado direito da Figura 7). Este também é o caso em redes de distribuição de baixa tensão com uma relação R/X relativa alta, especialmente ao levar em consideração a impedância do transformador.
o fluxo de potência reativa resulta em uma corrente adicional que deve ser acionada a partir do inversor. Estudos sobre a potência reativa mostraram que um fator de potência mínimo de cos y = 0,9 em redes típicas de baixa tensão é suficiente para manter a tensão dentro dos limites permitidos. Um fator de potência cos y = 0,9 fornece potência reativa de 43% da potência ativa. Isso causa uma corrente 10% maior do inversor. Se a potência reativa for absorvida apenas em níveis de tensão aumentados, a classificação mais alta do inversor solar pode ser menor ou pode até não ser necessária. Se a energia reativa for usada para limitar a tensão da rede, perdas adicionais de energia são geradas no inversor e nas linhas da rede devido à corrente da rede mais alta. Mas o benefício é que maior potência ativa pode ser transmitida e o excedente de energia elétrica gerada por energia solar pode ser alimentado na rede. Portanto, é apropriado fornecer a potência reativa não por uma característica estática dos inversores, mas para minimizar a absorção de energia reativa ativando individualmente os inversores que têm o efeito mais significativo na tensão da rede. A comunicação de cada inversor com um computador central garante a otimização da absorção de energia reativa.
Figura 8: Aumento de tensão devido a usinas fotovoltaicas…
suavização de flutuações de tensão
entrada de energia flutuante para sistemas fotovoltaicos devido à passagem de nuvens ou cargas altamente flutuantes causam flutuações de tensão na rede de baixa tensão. O consumo de energia reativa (capacitiva) em picos de tensão negativa e a absorção de energia reativa (indutiva) em picos de tensão positiva pelos inversores solares distribuídos podem suavizar as flutuações de tensão na rede. O risco de cintilação pode ser reduzido por um controle adicional que é implementado localmente nos inversores. A suavização não precisa de nenhuma comunicação dos inversores com um computador central.
compensação de potência reativa
a compensação de potência reativa até esta data requer equipamentos adicionais e custos de instalação e comissionamento associados que devem ser recuperados por maiores eficiências. Até agora, a compensação é usada principalmente em grandes plantas industriais. Portanto, gerar energia reativa descentralizada para compensação reduz significativamente as perdas de energia devido a curtas distâncias de transmissão da energia reativa. Para gerar energia reativa, é necessário armazenamento de energia a curto prazo. Isso pode ser feito com Capacitores ou indutores. Os inversores solares baseados em link de tensão geralmente têm capacitores, portanto a capacidade já instalada pode ser usada para energia reativa. As reservas de energia reativa existentes que estão inerentemente presentes pelos inversores distribuídos podem ser usadas para fornecer energia reativa à rede de tensão média sobreposta ou para reduzir o consumo de energia reativa da rede de baixa tensão para minimizar as perdas.
teste de campo
o teste de campo é feito em uma rede real de baixa tensão com alta penetração de usinas fotovoltaicas.
Visão Geral da grade de teste
a figura 8 mostra a estrutura da grade de teste. A grade é alimentada por dois transformadores (potência nominal 630 kVA) e operada em malha. A capacidade instalada do sistema fotovoltaico é de 400 kWp e já é superior à carga média da rede. Em dias ensolarados, a energia ativa é alimentada regularmente na rede de média tensão. Existem inúmeras usinas fotovoltaicas relativamente grandes na rede devido ao alto número de edifícios agrícolas com grandes áreas de cobertura.
Figura 9: Número de 10 minutos de médias, dependendo do fluxo de potência ativa da grelha de teste…
A tensão de distribuição e as cargas de cabos e transformadores foram calculados por uma potência comercial do sistema de análise de software. A figura 8 também mostra a distribuição de tensão na área da rede como resultado de usinas fotovoltaicas. De acordo com as recomendações do VDEW, as tensões são calculadas sem cargas e com os inversores alimentando sua potência nominal. É evidente que nesta rede um aumento de tensão < 2% é observado apenas perto dos transformadores. O aumento está acima de 2% entre os transformadores e mais de 3 ou 4% nas extensões de rede críticas. Apesar do aumento de tensão, os transformadores e cabos na rede são carregados a 40%.
Figura 10: PV feed – in e tensão …
pré-medições
os dados de ambos os transformadores estão disponíveis em médias de 10 minutos durante um período de um ano. A figura 9 mostra o número de médias medidas de 10 minutos, dependendo do fluxo de energia reativa da rede. Em dias ensolarados, a energia gerada pelas usinas fotovoltaicas na rede excede a carga. Assim, há um fluxo de energia ativo da grade de teste para a grade de tensão média sobreposta.
dois pontos de medição nos inversores de usinas fotovoltaicas estavam disponíveis para avaliar o estado da grade de teste com antecedência. Um está em uma usina fotovoltaica que está no final de uma linha longa crítica e o outro está localizado entre os transformadores.
o gráfico superior da Figura 10 mostra o desenvolvimento do PV-feed-in na p.u. com base na potência nominal do inversor, que era um dia ensolarado de Verão. A potência nominal não é alcançada devido ao forte aquecimento dos módulos fotovoltaicos. O gráfico inferior da Figura 10 também mostra as tensões correspondentes em ambos os pontos de medição (verde: ponto de medição na extensão da grade crítica, Vermelho: Ponto de medição entre os dois transformadores). Os valores zero de tensão e potência são o resultado de erros de transmissão de curto prazo na medição. O perfil de tensão segue muito bem a alimentação fotovoltaica. O transformador esquerdo estava fora de Serviço devido à manutenção neste dia. Essa é a razão pela qual há aumentos de alta tensão. Esses valores correspondem bem aos resultados do cálculo da grade. A figura 11 mostra um close-up do feed-in PV e as tensões correspondentes, um dia instável (verde: ponto de medição nas extensões de rede críticas, Vermelho: Ponto de medição entre os dois transformadores).
Figura 11: Detalhe da alimentação fotovoltaica e tensão …
neste dia, o transformador esquerdo também estava fora de Serviço devido à manutenção. Os gradientes dos picos ou quedas de tensão são geralmente menores do que os gradientes de picos ou quedas de energia. Isso se deve à distribuição dos sistemas fotovoltaicos na grade de teste. Assim, as quedas de energia causadas pela passagem de nuvens são escalonadas. Essas quedas de energia escalonadas causam quedas de tensão escalonadas.
o maior gradiente de potência medido até agora é 0,07 P. u. / S em relação à potência nominal. O maior gradiente de tensão medido é até agora 0,002 P. u. / S em relação à tensão nominal. O conceito descrito neste artigo fornece uma qualidade melhorada da tensão e umas capacidades de transmissão mais altas em grades da baixa tensão com uma penetração alta de centrais elétricas do picovolt. A tecnologia descrita acima está atualmente em desenvolvimento e sendo testada com inversores solares na rede de baixa tensão. De um modo geral, a tecnologia pode ser aplicada a qualquer inversor eletrônico de energia que esteja permanentemente ou temporariamente conectado à rede. Devido às facilidades inbuilt da comunicação de dados e da aquisição de dados o sistema pode automaticamente ser configurado após ter conectado um inversor novo à grade.
