S rýchlym rozvojom čistej energie, ako je veterná energia a fotovoltaika, sa zvyšuje aj inštalovaný výkon. Veterná energia a fotovoltaika sú však nestabilnou výrobou energie a sú výrazne ovplyvnené vonkajšími faktormi prostredia. Predchádzajúca výrobná kapacita fotovoltaického priemyslu je výrazne nadmerná kapacita a nadmerná ponuka a jej základným dôvodom je, že elektrická sieť nedokáže absorbovať toľko nestabilnej energie. Prekročenie hornej hranice vážne ovplyvní stabilitu elektrickej siete. Čistá energia ako fotovoltaika sa teda nerozvinie? To je nemožné. Ako významná energetická krajina je rozvoj čistej energie národnou stratégiou a rozvoj fotovoltaiky sa dostal len do úzkeho obdobia. Modernizácia a transformácia elektrickej siete už prebieha riadnym spôsobom a už sa buduje nový typ energetického systému, ktorý sa prispôsobuje rozvoju distribuovanej elektriny. Okrem toho je súčasťou vývoja fotovoltaickej technológie aj to, ako presne kontrolovať vplyv činného a jalového výkonu na kvalitu elektriny.
1 Kontrola činného výkonu
1. Čo je aktívny výkon
Aktívny výkon sa vzťahuje na množstvo elektriny, ktoré môže skutočne pracovať, merané vo wattoch (W). Vo fotovoltaických elektrárňach je činný výkon určený hlavne kapacitou výroby energie fotovoltaických modulov a je ovplyvnený faktormi, ako je intenzita svetla a teplota.
2. Metódy kontroly
2.1. Maximum Power Point Tracking (MPPT)
Maximum Power Point Tracking (MPPT) je bežne používaná riadiaca technika, ktorá dynamicky upravuje pracovný bod meniča monitorovaním výstupného napätia a prúdu fotovoltaických modulov v reálnom čase, aby sa zabezpečilo, že fotovoltaický systém bude vždy pracovať na svojom maximálnom výkonovom bode. Riadiaci algoritmus MPPT môže efektívne zlepšiť účinnosť výroby energie fotovoltaických elektrární.
2.2. Riadenie meniča pripojeného k sieti
Invertor je kľúčovým zariadením na prepojenie fotovoltaických elektrární s elektrickou sieťou. Ovládaním meniča je možné regulovať činný výkon. Invertory môžu riadiť výstup činného výkonu úpravou výstupného prúdu a napätia podľa potrieb elektrickej siete.
2.3. Stratégia obmedzenia výkonu
V niektorých prípadoch môže dôjsť k nadmernému zaťaženiu elektrickej siete a fotovoltaické elektrárne musia znížiť výstupný výkon prostredníctvom stratégií obmedzenia výkonu, aby sa zabezpečila bezpečná prevádzka elektrickej siete. To sa dá dosiahnuť nastavením funkcie limitu výstupného výkonu meniča.
2 Kontrola jalového výkonu
1. Pojem jalový výkon
Reaktívny výkon sa vzťahuje na elektrickú energiu použitú na vytvorenie elektrických a magnetických polí, meranú v reaktívnej energii (VAR). Jalový výkon je rozhodujúci pre reguláciu napätia a zlepšenie účinníka v energetických systémoch.
2. Metódy kontroly
2.1. Zariadenia na kompenzáciu jalového výkonu
Fotovoltaické elektrárne môžu byť vybavené zariadením na kompenzáciu jalového výkonu, ako sú zariadenia na kompenzáciu statického jalového výkonu (SVG) a statické synchrónne kompenzátory (STATCOM). Tieto zariadenia dokážu rýchlo reagovať na požiadavky siete, regulovať výstup jalového výkonu a zlepšiť stabilitu napätia v sieti.
2.2. Riadenie jalového výkonu meniča
Moderné invertory majú zvyčajne možnosti regulácie jalového výkonu. Úpravou fázy výstupného prúdu meniča môžu fotovoltaické elektrárne dosiahnuť dynamické prispôsobenie jalového výkonu tak, aby vyhovovalo potrebám elektrickej siete. Striedač je možné nastaviť do „režimu odozvy jalového výkonu“, aby sa výstup jalového výkonu automaticky prispôsobil zmenám sieťového napätia.
2.3. Dynamická regulácia napätia
Počas prevádzky pripojenej k sieti môžu fotovoltaické elektrárne monitorovať sieťové napätie v reálnom čase a upravovať jalový výkon prostredníctvom dynamických stratégií riadenia napätia. Zvýšte výstupný jalový výkon, keď je napätie nízke; Znížte výstupný jalový výkon, keď je napätie príliš vysoké na udržanie sieťového napätia v bezpečnom rozsahu.
3 Ťažkosti v riadiacej technike pre fotovoltaické elektrárne
Štandardy prepojenia:Rôzne regióny a krajiny majú rôzne štandardy pripojenia do siete a požiadavky na fotovoltaické elektrárne. Fotovoltické elektrárne musia pri riadení aktívneho a jalového výkonu spĺňať štandardy lokálneho prepojenia siete, čo môže priniesť určité technické problémy.
Výkyvy mriežky:Kolísanie zaťaženia siete a napätia priamo ovplyvňuje stratégiu riadenia výkonu fotovoltaických elektrární. Počas špičkových hodín môžu fotovoltaické elektrárne čeliť výzve zvýšeného dopytu po činnom výkone, zatiaľ čo počas období mimo špičky môžu potrebovať znížiť výkon.
Technologická vyspelosť:Aj keď moderné fotovoltaické invertory majú silné riadiace schopnosti, vyspelosť ich riadiacich algoritmov a technológií je stále potrebné neustále zlepšovať v praktických aplikáciách, aby sa vyrovnali so stále zložitejším prostredím elektrickej siete.
Inteligentné ovládanie:S rozvojom internetu vecí a technológie umelej inteligencie budú fotovoltické elektrárne postupne smerovať k inteligentnému riadeniu. Prostredníctvom analýzy údajov a strojového učenia môžu fotovoltaické elektrárne optimalizovať stratégie riadenia aktívnej a jalovej energie v reálnom čase, čím sa zlepšuje účinnosť výroby energie a stabilita siete.
Riadenie distribuovanej energie:Fotovoltické elektrárne budú dôležitou súčasťou distribuovanej energie a budú fungovať v synergii s inými systémami obnoviteľnej energie. Vytvorením distribuovaného systému riadenia energie možno dosiahnuť spoločné plánovanie viacerých zdrojov energie, čím sa ďalej zlepší flexibilita a spoľahlivosť elektrickej siete.