SVG สําหรับโรงงานพลังงานแสงอาทิตย์ PV: การปฏิบัติตามกฎหมายพลังงานปฏิกิริยาและเครือข่าย

สรุป การระบุค่า SVG สำหรับโซลาร์เซลล์ PV นั้นแตกต่างจากการระบุค่าสำหรับโรงงาน เนื่องจากข้อกำหนดด้านรีแอกทีฟจะสอดคล้องกับโปรไฟล์การผลิตมากกว่าตารางการผลิต อินเวอร์เตอร์ต้องส่งหรือดูดซับรีแอกทีฟพาวเวอร์ตลอดช่วงเอาต์พุตทั้งหมด รหัสกริดกำหนดหน้าที่สนับสนุนแรงดันไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อ และโรงงานอาจต้องเชื่อมต่อและสนับสนุนในช่วงที่มีความปั่นป่วน คู่มือนี้จะอธิบายว่ารหัสกริดสมัยใหม่ต้องการอะไรจากโรงงาน PV, เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตแบบแปรผัน (SVG) เสริมความสามารถด้านรีแอกทีฟของอินเวอร์เตอร์ได้อย่างไร, วิธีการคำนวณขนาดสำหรับทั้งสภาวะคงที่และสภาวะไดนามิก, และการเปลี่ยนแปลงเมื่อมีการเพิ่มแบตเตอรี่สำรอง ปิดท้ายด้วยตารางการคำนวณขนาดและรายการตรวจสอบหลักฐานรหัสกริดสำหรับผู้รับเหมา EPC

โรงงานโซลาร์ต้องการหน้าที่รีแอกทีฟอะไรบ้าง?

อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดโดยทั่วไปสามารถส่งช่วงรีแอกทีฟที่กำหนดไว้ที่ขั้วของมันได้ ซึ่งมักจะแสดงเป็นช่วงเพาเวอร์แฟกเตอร์ เช่น 0.95 นำหน้าถึง 0.95 ล้าหลังที่เอาต์พุตสูงสุด ความสามารถนั้นจะลดลงเมื่อเอาต์พุตลดลง เนื่องจากพิกัดกระแสของตัวแปลงนั้นคงที่: ที่เอาต์พุต 20 เปอร์เซ็นต์ อินเวอร์เตอร์มีกระแสสำรองสำหรับหน้าที่รีแอกทีฟ แต่ที่เอาต์พุตสูงสุด ความสามารถด้านรีแอกทีฟอาจถูกจำกัดโดยข้อจำกัดทางความร้อนเดียวกันที่จำกัดกำลังงานจริง

รหัสกริดเพิ่มข้อกำหนดที่ไม่สอดคล้องกับความสามารถนั้นเสมอไป หลายรหัสกำหนดเพาเวอร์แฟกเตอร์หรือจุดตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อ ไม่ใช่ที่ขั้วอินเวอร์เตอร์ บางรหัสต้องการการสนับสนุนแรงดันไฟฟ้าแบบไดนามิกในช่วงที่เกิดข้อผิดพลาด บางรหัสต้องการความสามารถด้านรีแอกทีฟที่เอาต์พุตเป็นศูนย์ ซึ่งโดยทั่วไปอินเวอร์เตอร์ไม่สามารถให้ได้หากไม่มีอุปกรณ์แยกต่างหาก ช่องว่างระหว่างข้อกำหนดและความสามารถของอินเวอร์เตอร์คือจุดที่ต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตแบบแปรผัน (SVG)

นอกจากนี้ยังมีข้อกำหนดระดับเครือข่ายที่ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับรหัส: ระบบรวบรวมเองก็ใช้รีแอกทีฟพาวเวอร์ หม้อแปลง สายเคเบิล และฟิลเตอร์ ล้วนดูดซับกระแสรีแอกทีฟ และในโรงงานขนาดใหญ่ที่มีสายส่งยาว การดูดซับอาจมีนัยสำคัญ SVG แรงดันต่ำสำหรับโรงงาน PV ชดเชยทั้งการดูดซับของโรงงานเองและข้อกำหนดรหัสที่จุดเชื่อมต่อ

สุดท้าย เวลาเป็นสิ่งสำคัญ ความต้องการรีแอกทีฟเปลี่ยนแปลงเมื่อพระอาทิตย์ขึ้น พระอาทิตย์ตก และเมื่อมีเมฆเคลื่อนผ่านแผงโซลาร์ แผงคาปาซิเตอร์ที่สลับเป็นขั้นๆ ไม่สามารถติดตามโปรไฟล์นั้นได้อย่างราบรื่น ในขณะที่ตัวแปลงจะตอบสนองอย่างต่อเนื่องและรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อในช่วงการเปลี่ยนผ่าน

รหัสแสดงข้อกำหนดอย่างไรส่วนใหญ่กำหนดช่วงเพาเวอร์แฟกเตอร์หรือกระแสรีแอกทีฟที่จุดเชื่อมต่อ บางครั้งเป็นฟังก์ชันของกำลังงานจริง บางรหัสกำหนดลักษณะการควบคุมแรงดันไฟฟ้าพร้อมการตั้งค่าดรอป เพื่อให้โรงงานสนับสนุนแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนของการเบี่ยงเบน แทนที่จะรักษาจุดตั้งค่าที่ตายตัว รหัสอื่นๆ กำหนดพฤติกรรมในช่วงและหลังเกิดความปั่นป่วน การอ่านโครงสร้างข้อกำหนดมีความสำคัญมากกว่าการอ่านตัวเลขหัวข้อ เนื่องจากโรงงานที่ออกแบบตามตัวเลขเพาเวอร์แฟกเตอร์เดียวอาจยังคงไม่ผ่านข้อกำหนดดรอปหรือการอยู่รอด

คาปาซิเตอร์ยังคงมีความเหมาะสมที่ใดแผงคาปาซิเตอร์แบบคงที่สามารถเป็นวิธีที่ประหยัดในการจัดหากำลังรีแอกทีฟพื้นฐานสำหรับโหลดเสริมของโรงงาน โดยมีเงื่อนไขว่าได้ทำการตรวจสอบเรโซแนนซ์และแผงคาปาซิเตอร์ได้รับการปรับจูนแล้ว ความเสี่ยงคือการปรับจูนนั้นสันนิษฐานสภาพแวดล้อมฮาร์มอนิกหนึ่ง ในขณะที่อินเวอร์เตอร์แนะนำอีกสภาพแวดล้อมหนึ่ง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการชดเชยโดยใช้ตัวแปลงจึงเป็นที่นิยมมากกว่าในกรณีที่การผลิตเป็นหลัก

ทำไม SVG จึงมีประโยชน์ในโรงงาน PV

1. ครอบคลุมช่องว่างระหว่างความสามารถของอินเวอร์เตอร์และข้อกำหนดรหัสเมื่อรหัสกำหนดเพาเวอร์แฟกเตอร์ที่จุดเชื่อมต่อตลอดช่วงเอาต์พุตทั้งหมด ตัวแปลงทำให้การปฏิบัติตามข้อกำหนดเป็นไปได้โดยไม่ต้องใช้อินเวอร์เตอร์ขนาดใหญ่เกินไป

2. ดูดซับรีแอกทีฟพาวเวอร์เมื่อโรงงานกำลังส่งออกสายเคเบิลยาวและหม้อแปลงที่โหลดเบาใช้รีแอกทีฟพาวเวอร์ ซึ่งอาจทำให้แรงดันไฟฟ้าสูงเกินขีดจำกัดที่จุดเชื่อมต่อในช่วงที่มีการส่งออกสูง SVG สามารถดูดซับส่วนเกินและรักษาจุดตั้งค่าได้

3. รักษาการสนับสนุนที่เอาต์พุตเป็นศูนย์ในเวลากลางคืน อินเวอร์เตอร์ไม่พร้อมใช้งาน แต่บางรหัสยังคงต้องการความสามารถด้านรีแอกทีฟ ตัวแปลงที่จ่ายไฟจากแหล่งจ่ายไฟเสริมของโรงงานสามารถให้การสนับสนุนต่อไปได้

4. ตอบสนองเร็วกว่าอินเวอร์เตอร์เองตัวแปลงสามารถแก้ไขการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าได้ภายในมิลลิวินาที ในขณะที่ลูปควบคุมของอินเวอร์เตอร์ยังคงทำงาน ซึ่งมีความสำคัญต่อการวัดการกะพริบในช่วงที่มีความเข้มแสงแปรผัน

5. ลดการสูญเสียในระบบรวบรวมการชดเชยใกล้จุดเชื่อมต่อจะลดกระแสรีแอกทีฟที่ไหลผ่านหม้อแปลงและสายเคเบิล ลดการสูญเสีย I²R และเพิ่มความจุในอุปกรณ์ของโรงงานเอง

6. เป็นแบบโมดูลาร์และสามารถติดตามเฟสของโรงงานได้ SVG 30 kvar สำหรับการใช้งานพลังงานสีเขียว สามารถติดตั้งกับเฟสแรกและขนานกันเมื่อมีการว่าจ้างบล็อกเพิ่มเติม โดยจับคู่การชดเชยกับกำลังการผลิตที่ติดตั้งไว้

7. ประสานงานกับตัวควบคุมโรงงานตัวแปลงสมัยใหม่รับจุดตั้งค่าจากตัวควบคุมโรงงาน ดังนั้นเอาต์พุตรีแอกทีฟสามารถติดตามคำสั่งจัดส่งหรือตารางแรงดันไฟฟ้า แทนที่จะเป็นการตั้งค่าเฉพาะที่ การประสานงานนั้นโดยทั่วไปเป็นข้อกำหนดรหัสในตัวเอง

การสูญเสียและการแลกเปลี่ยนประสิทธิภาพกระแสรีแอกทีฟที่ไหลผ่านระบบรวบรวมทำให้เกิดการสูญเสีย I²R และการสูญเสียต่อ kVAr จะสูงกว่าในสายส่งยาว การชดเชยใกล้จุดเชื่อมต่อจะลดกระแสนี้และปรับปรุงประสิทธิภาพที่วัดได้ของโรงงาน ซึ่งมีความสำคัญต่อการรับประกันประสิทธิภาพและการคำนวณรายได้ของผู้ดำเนินการ ตัวแปลงมีการสูญเสียสแตนด์บายของตัวเอง ดังนั้นผลประโยชน์สุทธิจึงขึ้นอยู่กับความยาวและภาระของสายส่ง ซึ่งเป็นอีกเหตุผลหนึ่งในการคำนวณแทนที่จะสันนิษฐาน

วิธีคำนวณขนาดและติดตั้ง SVG ในโรงงาน PV หรือโรงงานเก็บพลังงาน

ขั้นตอนที่ 1 — อ่านรหัสกริดสำหรับจุดเชื่อมต่อระบุเพาเวอร์แฟกเตอร์หรือช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ ไม่ว่าจะใช้กับจุดเชื่อมต่อหรือขั้วอินเวอร์เตอร์ และไม่ว่าจะต้องการการสนับสนุนที่เอาต์พุตเป็นศูนย์และในช่วงที่มีความปั่นป่วน ชุดข้อกำหนดนั้นกำหนดข้อกำหนดเชิงฟังก์ชันก่อนการคำนวณขนาดใดๆ

ขั้นตอนที่ 2 — คำนวณการดูดซับรีแอกทีฟของโรงงานเองรวมการสูญเสียรีแอกทีฟของหม้อแปลง การชาร์จและการดูดซับของสายเคเบิล และการใช้รีแอกทีฟของฟิลเตอร์ภายใต้สภาวะการโหลดที่เกี่ยวข้อง ในโรงงานขนาดใหญ่ นี่มักจะเป็นเทอมที่โดดเด่น

ขั้นตอนที่ 3 — เปรียบเทียบกับความสามารถของอินเวอร์เตอร์ลบความสามารถด้านรีแอกทีฟที่มีจากอินเวอร์เตอร์ที่ระดับเอาต์พุตที่ใช้ได้ ส่วนต่าง บวกกับค่าเผื่อ คือข้อกำหนดของอุปกรณ์

ขั้นตอนที่ 4 — คำนวณขนาดสำหรับหน้าที่ไดนามิกตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงรีแอกทีฟที่เร็วที่สุดที่โรงงานจะประสบ: การเปลี่ยนแปลงฉับพลันจากเมฆ คำสั่งจัดส่ง และการสตาร์ทโหลดเสริมขนาดใหญ่ เวลาตอบสนองและความสามารถในการโอเวอร์โหลดระยะสั้นของตัวแปลงควรครอบคลุมการเปลี่ยนแปลงนั้นโดยไม่เกิดการอิ่มตัว

ขั้นตอนที่ 5 — เลือกแรงดันไฟฟ้าและรูปแบบการติดตั้งตัวแปลงแรงดันต่ำติดตั้งที่บอร์ดเสริมของโรงงานหรือด้าน LV ของหม้อแปลงสถานี; หน่วยแรงดันปานกลางที่สถานีไฟฟ้าย่อยรวบรวม ในกรณีที่พื้นที่จำกัด ตู้ 75 kvar 480 V เป็นโซลูชันที่กะทัดรัดสำหรับโครงการที่เน้นการส่งออก

ขั้นตอนที่ 6 — ประสานงานกับตัวควบคุมโรงงานและอินเวอร์เตอร์กำหนดว่าอุปกรณ์ใดควบคุมแรงดันไฟฟ้าและอุปกรณ์ใดติดตามเพาเวอร์แฟกเตอร์คงที่ และยืนยันว่าการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์เองไม่ได้ขัดแย้งกับตัวแปลง บันทึกความสำคัญและแถบตาย

ขั้นตอนที่ 7 — ตรวจสอบด้วยการทดสอบที่ได้รับการรับรองผู้ให้บริการเครือข่ายส่วนใหญ่ต้องการการทดสอบความสามารถด้านรีแอกทีฟที่ระดับเอาต์พุตต่างๆ บวกกับการทดสอบการตอบสนองแบบขั้น เตรียมขั้นตอนการปฏิบัติงานด้วยจุดตั้งค่า จุดวัด และเกณฑ์การยอมรับที่ตกลงกันไว้ล่วงหน้า

เมื่อโรงงานรวมการเก็บพลังงาน PCS สามารถให้ความสามารถด้านรีแอกทีฟได้เอง และการคำนวณขนาดจะกลายเป็นปัญหาการประสานงานมากกว่าการคำนวณกำลังการผลิตล้วนๆ ในกรณีนั้น บทบาทของตัวแปลงจะเปลี่ยนไปสู่การสนับสนุนแบบไดนามิกที่รวดเร็วและการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในช่วงการเปลี่ยนผ่าน ในขณะที่ PCS จะจัดการจุดตั้งค่าสภาวะคงที่ SVG แบบโมดูลาร์สำหรับกริดที่บิดเบี้ยว มักจะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าในโรงงานเหล่านี้ เนื่องจากสามารถขยายได้เมื่อมีการเพิ่มบล็อกการเก็บพลังงาน และ ช่วง SVG ครอบคลุมรูปแบบผนัง ชั้นวาง และตู้สำหรับเลย์เอาต์โรงงานที่แตกต่างกัน

การทำงานกับผู้ให้บริการเครือข่ายตั้งแต่เนิ่นๆข้อกำหนดด้านความสามารถด้านรีแอกทีฟมักจะได้รับการชี้แจงผ่านการศึกษาที่ส่งในระหว่างกระบวนการเชื่อมต่อ การมีส่วนร่วมกับผู้ให้บริการก่อนที่จะระบุอุปกรณ์จะหลีกเลี่ยงสถานการณ์ที่โรงงานถูกสร้างขึ้นตามการตีความหนึ่งและประเมินตามอีกการตีความหนึ่ง บันทึกคุณลักษณะที่ตกลงกันไว้ — จุดตั้งค่า การตอบสนอง จุดวัด — และออกแบบระบบควบคุมให้ทำซ้ำได้อย่างแม่นยำในการทดสอบที่ได้รับการรับรอง

การบันทึกแบบจำลองรีแอกทีฟเก็บการคำนวณที่กำหนดข้อกำหนด รวมถึงอิมพีแดนซ์หม้อแปลง ข้อมูลสายเคเบิล เส้นโค้งความสามารถของอินเวอร์เตอร์ และข้อกำหนดรหัสที่อ้างอิง เมื่อผู้ให้บริการสอบถามว่าทำไมอุปกรณ์จึงถูกคำนวณขนาดตามที่เป็นอยู่ เอกสารนั้นจะตอบคำถามและแสดงให้เห็นว่าการออกแบบไม่ได้เป็นไปตามอำเภอใจ นอกจากนี้ยังทำให้โรงงานถัดไปในกลุ่มผลิตภัณฑ์สามารถระบุได้เร็วขึ้น

พิจารณาโหลดเสริมของโรงงานระบบติดตาม การระบายความร้อน การตรวจสอบ และ HVAC ของแบตเตอรี่ใช้รีแอกทีฟพาวเวอร์และเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล ตัวแปลงสามารถชดเชยโหลดเหล่านั้นได้เช่นเดียวกับข้อกำหนดจุดเชื่อมต่อ ซึ่งมักถูกมองข้ามเมื่อการออกแบบมุ่งเน้นไปที่การผลิตเท่านั้น

การเรียงลำดับตามการว่าจ้างโรงงานต้องแสดงความสามารถด้านรีแอกทีฟก่อนการดำเนินงานเชิงพาณิชย์ ดังนั้นการว่าจ้างตัวแปลงจะต้องสอดคล้องกับโปรแกรมการจ่ายไฟของโรงงาน แทนที่จะตามหลัง วางแผนแหล่งจ่ายไฟเสริม การรวมระบบควบคุม และหน้าต่างการทดสอบในตารางการก่อสร้าง การค้นพบในตอนท้ายว่าการทดสอบต้องการวันที่มีเอาต์พุตเต็มในฤดูหนาวเป็นรายละเอียดที่ทำให้เกิดความล่าช้าในการจ่ายเงินตามเป้าหมาย

คำถามที่พบบ่อย

อินเวอร์เตอร์ PV ให้รีแอกทีฟพาวเวอร์อยู่แล้วหรือไม่?

ใช่ ภายในช่วงที่กำหนดซึ่งโดยทั่วไปจะลดลงเมื่อกำลังงานจริงสูงและหายไปในเวลากลางคืน ในกรณีที่รหัสต้องการความสามารถด้านรีแอกทีฟที่จุดเชื่อมต่อภายใต้ทุกสภาวะ โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีอุปกรณ์แยกต่างหากเพื่อปิดช่องว่าง

ทำไมโรงงาน PV จึงต้องการการดูดซับรีแอกทีฟ?

สายส่งรวบรวมยาวและหม้อแปลงที่โหลดเบาใช้รีแอกทีฟพาวเวอร์ และการส่งออกที่มากเกินไปอาจทำให้แรงดันไฟฟ้าสูงเกินขีดจำกัด การดูดซับรีแอกทีฟพาวเวอร์ที่จุดเชื่อมต่อจะนำแรงดันไฟฟ้ากลับเข้าสู่ช่วง ซึ่งมักเป็นข้อกำหนดรหัส

สามารถใช้แผงคาปาซิเตอร์แทนได้หรือไม่?

สามารถจ่ายรีแอกทีฟพาวเวอร์ได้ แต่ไม่สามารถดูดซับได้ ไม่สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วได้อย่างราบรื่น และมีปฏิสัมพันธ์กับเรโซแนนซ์ของเครือข่าย สำหรับโรงงานที่มีเอาต์พุตแปรผันและหน้าที่ตามรหัสกริด ตัวแปลงเป็นทางเลือกที่ใช้งานได้จริง

ฉันจะคำนวณขนาด SVG สำหรับโรงงานที่มีการเก็บพลังงานได้อย่างไร?

เริ่มต้นจากข้อกำหนดรหัสที่จุดเชื่อมต่อ ลบสิ่งที่ PCS และอินเวอร์เตอร์สามารถให้ได้ในแต่ละสถานะการทำงาน และคำนวณขนาดสำหรับการเปลี่ยนแปลงรีแอกทีฟที่เร็วที่สุด ประสานงานการควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ไม่ขัดแย้งกัน

จำเป็นต้องใช้ SVG แรงดันปานกลางสำหรับโรงงานขนาดสาธารณูปโภคหรือไม่?

บ่อยครั้ง ใช่ เนื่องจากข้อกำหนดด้านรีแอกทีฟจะปรับขนาดตามขนาดโรงงานและการเชื่อมต่อที่ MV จะหลีกเลี่ยงสายเคเบิล LV ที่ยาว โรงงานขนาดเล็กและไซต์ที่เชื่อมต่อ LV สามารถใช้ตัวแปลง LV ที่บอร์ดเสริมหรือบอร์ดสถานีได้

การทดสอบใดที่ผู้ให้บริการเครือข่ายจะต้องการ?

โดยทั่วไปคือการทดสอบความสามารถด้านรีแอกทีฟที่ระดับเอาต์พุตต่างๆ การทดสอบการตอบสนองแบบขั้น และหลักฐานการประสานงานกับตัวควบคุมโรงงาน ผู้ให้บริการบางรายยังต้องการการตรวจสอบพฤติกรรมในช่วงที่แรงดันไฟฟ้าเกิดความปั่นป่วน

บทสรุป

การชดเชยรีแอกทีฟในโรงงาน PV ถูกกำหนดโดยรหัสกริด การดูดซับของระบบรวบรวมเอง และความสามารถของอินเวอร์เตอร์ที่ลดลงเมื่อเอาต์พุตสูง วัดแต่ละเทอม คำนวณขนาดสำหรับการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกแทนที่จะเป็นค่าคงที่เดียว ประสานงานการควบคุมกับตัวควบคุมโรงงาน และเตรียมการทดสอบที่ได้รับการรับรองล่วงหน้า ในโรงงานขนาดสาธารณูปโภคส่วนใหญ่ ผลลัพธ์คือตัวแปลงที่จุดเชื่อมต่อ เสริมด้วยความสามารถของอินเวอร์เตอร์ แทนที่จะถูกแทนที่ด้วยมัน

กำลังทำงานเกี่ยวกับการเชื่อมต่อ PV หรือการเก็บพลังงาน?ส่งข้อกำหนดรหัสกริด แผนภาพแบบเส้นเดียว และข้อมูลอินเวอร์เตอร์มาให้เรา แล้วเราจะคำนวณช่องว่างรีแอกทีฟ คำนวณขนาดตัวแปลง และร่างขั้นตอนการทดสอบ ติดต่อทีมพลังงานหมุนเวียนของเรา.