جریان برق ضد معکوس در سیستم‌های خورشیدی مسکونی: چرا اهمیت دارد و چگونه می‌توان آن را کنترل کرد

مقدمه: چرا جریان معکوس توان به یک مشکل واقعی تبدیل شده است

با رایج شدن روزافزون سیستم‌های فتوولتائیک خورشیدی خانگی، بسیاری از صاحبان خانه تصور می‌کنند که بازگرداندن برق اضافی به شبکه برق همیشه قابل قبول است. در واقعیت،جریان معکوس توان-زمانی که برق از سیستم خورشیدی یک خانه به شبکه عمومی برمی‌گردد- به یک نگرانی رو به رشد برای شرکت‌های برق در سراسر جهان تبدیل شده است.

در بسیاری از مناطق، به ویژه در مناطقی که شبکه‌های توزیع ولتاژ پایین در ابتدا برای جریان برق دو طرفه طراحی نشده‌اند، تزریق کنترل نشده به شبکه می‌تواند باعث ناپایداری ولتاژ، نقص در عملکرد حفاظت و خطرات ایمنی شود. در نتیجه، شرکت‌های برق در حال معرفی ...الزامات جریان برق بدون خروجی یا ضد معکوسبرای تاسیسات فتوولتائیک مسکونی و تجاری کوچک.

این امر باعث شده است که صاحبان خانه، نصاب‌ها و طراحان سیستم، یک سوال اساسی بپرسند:
چگونه می‌توان جریان معکوس توان را به طور دقیق تشخیص داد و آن را در زمان واقعی و بدون کاهش مصرف انرژی خورشیدی کنترل کرد؟

جریان معکوس توان در یک سیستم فتوولتائیک مسکونی چیست؟

جریان معکوس برق زمانی اتفاق می‌افتد که تولید لحظه‌ای انرژی خورشیدی از مصرف خانگی محلی بیشتر شود و باعث شود برق اضافی به سمت شبکه برق بازگردد.

موقعیت‌های معمول عبارتند از:

• اوج مصرف انرژی خورشیدی در ظهر با بار کم خانگی

• خانه‌های مجهز به آرایه‌های فتوولتائیک بزرگ

• سیستم‌هایی بدون ذخیره انرژی یا کنترل خروج انرژی

از دیدگاه شبکه، این جریان دو طرفه می‌تواند تنظیم ولتاژ و بارگذاری ترانسفورماتور را مختل کند. از دیدگاه صاحبخانه، جریان معکوس برق ممکن است منجر به موارد زیر شود:

• مسائل مربوط به انطباق با شبکه

• خاموش شدن اجباری اینورتر

• کاهش تأیید سیستم یا جریمه‌ها در بازارهای تحت نظارت

چرا شرکت‌های برق به کنترل جریان برق ضد معکوس نیاز دارند؟

شرکت‌های برق به دلایل فنی مختلفی سیاست‌های ضد جریان برق معکوس را اعمال می‌کنند:

• تنظیم ولتاژتولید بیش از حد می‌تواند ولتاژ شبکه را فراتر از محدوده‌های ایمن ببرد.

• هماهنگی حفاظت: دستگاه‌های حفاظتی قدیمی، جریان را یک‌طرفه فرض می‌کنند.

• پایداری شبکهنفوذ زیاد PV کنترل نشده می‌تواند فیدرهای ولتاژ پایین را بی‌ثبات کند.

در نتیجه، بسیاری از اپراتورهای شبکه اکنون به سیستم‌های فتوولتائیک خانگی نیاز دارند که تحت شرایط زیر کار کنند:

• حالت بدون خروجی

• محدود کردن توان دینامیکی

• آستانه‌های مشروط صادرات

همه این رویکردها به یک عنصر کلیدی متکی هستند:اندازه‌گیری دقیق و بلادرنگ جریان برق در نقطه اتصال شبکه.

چگونه جریان معکوس توان در عمل تشخیص داده می‌شود

جریان معکوس توان به تنهایی در داخل اینورتر تعیین نمی‌شود. در عوض، باید اندازه‌گیری شود.در نقطه‌ای که ساختمان به شبکه برق متصل می‌شود.

این معمولاً با نصب یککنتور هوشمند انرژی مبتنی بر گیرهروی خط برق ورودی اصلی. کنتور به طور مداوم موارد زیر را کنترل می‌کند:

• جهت توان اکتیو (وارد کردن در مقابل صادر کردن)

• تغییرات بار لحظه‌ای

• تعامل شبکه خالص

وقتی خروجی تشخیص داده شود، کنتور بازخورد بلادرنگ را به اینورتر یا کنترل‌کننده مدیریت انرژی ارسال می‌کند و امکان اقدام اصلاحی فوری را فراهم می‌کند.

نقش کنتور هوشمند انرژی در کنترل جریان برق معکوس

در یک سیستم جریان برق ضد معکوس مسکونی، کنتور انرژی به عنوان ... عمل می‌کند.مرجع تصمیم‌گیریبه جای خود دستگاه کنترل.

یک مثال نمایشی این استاوونکنتور هوشمند انرژی وای فای PC321که برای اندازه‌گیری مبتنی بر گیره در نقطه اتصال شبکه طراحی شده است. با نظارت بر میزان و جهت جریان برق، این کنتور داده‌های ضروری مورد نیاز برای منطق کنترل خروجی را فراهم می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی مورد نیاز برای این نقش عبارتند از:

• نمونه‌برداری سریع و گزارش‌دهی

• تشخیص جهت قابل اعتماد

• ارتباط انعطاف‌پذیر برای ادغام اینورتر

• پشتیبانی از سیستم‌های مسکونی تک فاز و اسپلیت فاز

این رویکرد به جای محدود کردن کورکورانه تولید انرژی خورشیدی، اجازه می‌دهدتنظیم پویابر اساس تقاضای واقعی خانوار

استراتژی‌های رایج کنترل جریان توان ضد معکوس

کنترل صادرات صفر

خروجی اینورتر طوری تنظیم می‌شود که خروجی شبکه در حد صفر یا نزدیک به صفر باقی بماند. این روش به طور گسترده در مناطقی با سیاست‌های سختگیرانه شبکه استفاده می‌شود.

محدود کردن توان دینامیکی

به جای یک حد ثابت، خروجی اینورتر به طور مداوم بر اساس اندازه‌گیری‌های شبکه در زمان واقعی تنظیم می‌شود و راندمان خودمصرفی را بهبود می‌بخشد.

هماهنگی ترکیبی فتوولتائیک و ذخیره‌سازی

در سیستم‌هایی که باتری دارند، انرژی مازاد می‌تواند قبل از خروج به ذخیره‌سازی هدایت شود و کنتور انرژی به عنوان نقطه شروع عمل می‌کند.

در همه موارد،بازخورد بلادرنگ از نقطه اتصال شبکهبرای عملکرد پایدار و مطابق با استانداردها ضروری است.

ملاحظات نصب: محل قرارگیری کنتور

برای کنترل دقیق جریان برق ضد معکوس:

• کنتور برق باید نصب شودبالادست تمام بارهای خانگی

• اندازه‌گیری باید رویسمت ACدر رابط شبکه

• گیره‌های CT باید هادی اصلی را کاملاً احاطه کنند.

جایگذاری نادرست - مانند اندازه‌گیری فقط خروجی اینورتر یا بارهای منفرد - منجر به تشخیص خروجی غیرقابل اعتماد و رفتار کنترل ناپایدار خواهد شد.

ملاحظات استقرار برای یکپارچه‌سازان و پروژه‌های انرژی

در مجتمع‌های مسکونی بزرگ‌تر یا تأسیسات مبتنی بر پروژه، کنترل جریان برق ضد معکوس بخشی از طراحی سیستم گسترده‌تر می‌شود.

ملاحظات کلیدی عبارتند از:

• پایداری ارتباط بین کنتور و اینورتر

• قابلیت کنترل محلی مستقل از اتصال ابری

• مقیاس‌پذیری در چندین نصب

• سازگاری با برندهای مختلف اینورتر

تولیدکنندگانی ماننداوونبا محصولات اندازه‌گیری هوشمند انرژی اختصاصی مانند PC321، سخت‌افزار اندازه‌گیری را ارائه می‌دهند که می‌تواند برای سیستم‌های انرژی مسکونی، تجاری و پروژه‌ای که نیاز به کنترل خروجی قابل اعتماد دارند، سازگار شود.

نتیجه‌گیری: اندازه‌گیری دقیق، اساس جریان توان ضد معکوس است

کنترل جریان برق ضد معکوس دیگر در بسیاری از بازارهای خورشیدی مسکونی اختیاری نیست. در حالی که اینورترها اقدامات کنترلی را انجام می‌دهند،کنتورهای هوشمند انرژی، پایه و اساس اندازه‌گیری‌های حیاتی را فراهم می‌کنندکه امکان عملیات ایمن، منطبق و کارآمد را فراهم می‌کند.

با درک محل و چگونگی تشخیص جریان معکوس توان - و با انتخاب دستگاه‌های اندازه‌گیری مناسب - صاحبان خانه و طراحان سیستم می‌توانند بدون به خطر انداختن خودمصرفی انرژی خورشیدی، انطباق با شبکه را حفظ کنند.

فراخوان برای اقدام

اگر در حال طراحی یا استقرار سیستم‌های خورشیدی مسکونی هستید که به کنترل جریان برق ضد معکوس نیاز دارند، درک لایه اندازه‌گیری ضروری است.
بررسی کنید که چگونه کنتورهای هوشمند انرژی مبتنی بر گیره مانند PC321 OWON می‌توانند از نظارت دقیق سمت شبکه و کنترل بلادرنگ در تاسیسات مدرن PV پشتیبانی کنند.

مطالب مرتبط:

[گیره سی تی بی‌سیم اینورتر خورشیدی: کنترل بدون خروجی و نظارت هوشمند برای ذخیره‌سازی PV +]