S brzim razvojem čiste energije kao što su energija vjetra i fotonapon, povećava se i instalirani kapacitet. Međutim, energija vjetra i fotonaponska energija nestabilna su proizvodnja energije i na njih uvelike utječu vanjski čimbenici okoliša. Uzvodni proizvodni kapacitet fotonaponske industrije je izrazito prekomjeran kapacitet i prevelika ponuda, a njegov temeljni razlog je taj što električna mreža ne može apsorbirati toliko nestabilne energije. Prekoračenje gornje granice ozbiljno će utjecati na stabilnost električne mreže. Dakle, neće li se razviti čista energija kao što je fotonapon? To je nemoguće. Kao velika energetska zemlja, razvoj čiste energije nacionalna je strategija, a razvoj fotonaponske energije dosegnuo je samo razdoblje uskog grla. Nadogradnja i transformacija elektroenergetske mreže već je u tijeku uredno, a već se gradi novi tip elektroenergetskog sustava koji se prilagođava razvoju distribuirane električne energije. Osim toga, kako točno kontrolirati utjecaj djelatne i jalove snage na kvalitetu električne energije također je dio razvoja fotonaponske tehnologije.
1 Kontrola djelatne snage
1. Što je djelatna snaga
Aktivna snaga odnosi se na količinu električne energije koja stvarno može obaviti rad, mjereno u vatima (W). U fotonaponskim elektranama aktivna snaga je uglavnom određena kapacitetom proizvodnje električne energije fotonaponskih modula i na nju utječu čimbenici kao što su intenzitet svjetlosti i temperatura.
2. Metode kontrole
2.1. Praćenje maksimalne snage (MPPT)
Praćenje maksimalne snage (MPPT) je često korištena tehnika upravljanja koja dinamički prilagođava radnu točku pretvarača praćenjem izlaznog napona i struje fotonaponskih modula u stvarnom vremenu kako bi se osiguralo da fotonaponski sustav uvijek radi na svojoj maksimalnoj točki snage. MPPT kontrolni algoritam može učinkovito poboljšati učinkovitost proizvodnje električne energije fotonaponskih elektrana.
2.2. Kontrola pretvarača spojena na mrežu
Inverter je ključna oprema za povezivanje fotonaponskih elektrana s električnom mrežom. Upravljanjem pretvarača moguće je regulirati djelatnu snagu. Inverteri mogu kontrolirati izlaz djelatne snage podešavanjem izlazne struje i napona prema potrebama elektroenergetske mreže.
2.3. Strategija ograničenja snage
U nekim slučajevima elektroenergetska mreža može doživjeti prekomjerno opterećenje, a fotonaponske elektrane moraju smanjiti izlaznu snagu kroz strategije ograničenja snage kako bi osigurale siguran rad električne mreže. To se može postići postavljanjem funkcije ograničenja izlazne snage pretvarača.
2 Regulacija jalove snage
1. Pojam jalove snage
Jalova snaga odnosi se na električnu energiju koja se koristi za uspostavljanje električnog i magnetskog polja, mjereno u reaktivnoj energiji (VAR). Jalova snaga ključna je za kontrolu napona i poboljšanje faktora snage u elektroenergetskim sustavima.
2. Metode kontrole
2.1. Oprema za kompenzaciju jalove snage
Fotonaponske elektrane mogu biti opremljene opremom za kompenzaciju jalove snage, kao što su uređaji za statičku kompenzaciju jalove snage (SVG) i statički sinkroni kompenzatori (STATCOM). Ovi uređaji mogu brzo odgovoriti na zahtjeve mreže, regulirati izlaznu jalovu snagu i poboljšati stabilnost napona mreže.
2.2. Regulacija jalove snage pretvarača
Moderni pretvarači obično imaju mogućnosti regulacije jalove snage. Prilagodbom faze izlazne struje izmjenjivača, fotonaponske elektrane mogu postići dinamičku prilagodbu jalove snage za potrebe elektroenergetske mreže. Pretvarač se može postaviti na "reactive power response mode" za automatsko podešavanje izlazne jalove snage prema promjenama u naponu mreže.
2.3. Dinamička kontrola napona
Tijekom rada priključenog na mrežu, fotonaponske elektrane mogu pratiti mrežni napon u stvarnom vremenu i prilagođavati jalovu snagu putem strategija dinamičke kontrole napona. Povećanje izlazne jalove snage kada je napon nizak; Smanjite izlaznu jalovu snagu kada je napon previsok da biste održali napon mreže unutar sigurnog raspona.
3 Poteškoće u tehnologiji upravljanja fotonaponskim elektranama
Standardi međusobnog povezivanja:Različite regije i zemlje imaju različite standarde povezivanja na mrežu i zahtjeve za fotonaponske elektrane. Fotonaponske elektrane moraju poštovati lokalne standarde mrežnog povezivanja pri upravljanju aktivnom i jalovom snagom, što može donijeti određene tehničke izazove.
Kolebanja mreže:Fluktuacije u opterećenju mreže i naponu izravno utječu na strategiju upravljanja snagom fotonaponskih elektrana. Tijekom vršnih sati fotonaponske elektrane mogu se suočiti s izazovom povećane potražnje za aktivnom snagom, dok će tijekom razdoblja izvan vršnih opterećenja možda trebati smanjiti proizvodnju.
Tehnološka zrelost:Iako moderni fotonaponski izmjenjivači imaju snažne upravljačke mogućnosti, zrelost njihovih kontrolnih algoritama i tehnologija i dalje treba kontinuirano poboljšavati u praktičnim primjenama kako bi se nosili sa sve složenijim okruženjem električne mreže.
Inteligentna kontrola:S razvojem Interneta stvari i tehnologije umjetne inteligencije, fotonaponske elektrane postupno će ići prema inteligentnom upravljanju. Kroz analizu podataka i strojno učenje, fotonaponske elektrane mogu optimizirati strategije upravljanja u stvarnom vremenu za aktivnu i jalovu snagu, poboljšavajući učinkovitost proizvodnje električne energije i stabilnost mreže.
Distribuirano upravljanje energijom:Fotonaponske elektrane bit će važna komponenta distribuirane energije i raditi u sinergiji s drugim sustavima obnovljivih izvora energije. Uspostavom distribuiranog sustava upravljanja energijom može se postići zajedničko planiranje više izvora energije, čime se dodatno poboljšava fleksibilnost i pouzdanost elektroenergetske mreže.