Фотоэлектрическая система электроснабжения, подключенная к сети - Grid-connected photovoltaic power system

Подключенная к сети жилая солнечная система на крыше недалеко от Бостона , США

Подключенных к сети фотоэлектрической системой , или подключенных к сети фотоэлектрическая система представляет собой электричество генерирующей системы питания солнечных фотоэлектрических , который подключен к электрической сети . Подключенная к сети фотоэлектрическая система состоит из солнечных панелей , одного или нескольких инверторов , блока кондиционирования энергии и оборудования для подключения к сети. Они варьируются от небольших жилых и коммерческих систем на крыше до крупных солнечных электростанций . В отличие от автономных систем электроснабжения, система , подключенная к сети, редко включает в себя интегрированное решение с батареями , поскольку они все еще очень дороги. При благоприятных условиях подключенная к сети фотоэлектрическая система подает избыточную мощность, помимо потребления подключенной нагрузкой, в коммунальную сеть .

Операция

Фотоэлектрическая электростанция на базе ВВС Неллис , США

Жилые, подключенные к сети крышные системы мощностью более 10 киловатт могут выдержать нагрузку большинства потребителей. Они могут подавать избыточную мощность в сеть, где она потребляется другими пользователями. Обратная связь осуществляется через счетчик для контроля передаваемой мощности. Фотоэлектрическая мощность может быть меньше среднего потребления, и в этом случае потребитель будет продолжать покупать сетевую энергию, но в меньшей сумме, чем раньше. Если фотоэлектрическая мощность значительно превышает среднее потребление, энергия, производимая панелями, будет намного превышать потребность. В этом случае избыточная мощность может приносить доход, продавая ее в сеть. В зависимости от договоренности с местной сетевой энергетической компанией, потребителю необходимо оплатить только стоимость потребленной электроэнергии за вычетом стоимости произведенной электроэнергии. Это будет отрицательное число, если вырабатывается больше электроэнергии, чем потребляется. Кроме того, в некоторых случаях денежные льготы выплачиваются потребителю оператором сети.

Подключение фотоэлектрической системы электроснабжения может быть выполнено только по соглашению о подключении между потребителем и коммунальной компанией. В соглашении подробно описаны различные стандарты безопасности, которые необходимо соблюдать при подключении.

Особенности

Электроэнергия от фотоэлектрических панелей должна быть преобразована в переменный ток с помощью инвертора мощности, если она предназначена для подачи в электрическую сеть. Инвертор находится между солнечной батареей и сетью и может быть большим автономным блоком или может представлять собой набор небольших инверторов, прикрепленных к отдельным солнечным панелям в качестве модуля переменного тока . Инвертор должен контролировать сетевое напряжение, форму волны и частоту. Инвертор должен обнаруживать сбой в электроснабжении и не должен подавать питание в сеть. Инвертор, подключенный к неисправной линии электропередачи, автоматически отключится в соответствии с правилами безопасности, которые зависят от юрисдикции. Местоположение тока короткого замыкания играет решающую роль в принятии решения о срабатывании защитного механизма инвертора, особенно в сетях низкого и среднего уровня электроснабжения. Система защиты должна обеспечивать надлежащую работу при внешних неисправностях инвертора в сети питания. Инвертор должен быть спроектирован так, чтобы синхронизировать его частоту переменного тока с сетью, чтобы гарантировать правильное направление потока мощности.

Анти-остров

Схема фотоэлектрической системы, подключенной к жилой сети
Основная статья: Айлендинг

Islanding это состояние , при котором распределенный генератор продолжает питать место , даже если питание от коммунальной электрической сети больше не присутствует. Секционирования может быть опасно для подсобных рабочих, которые не могут понять , что схема по - прежнему работает, несмотря на то, что нет питания от электрической сети . По этой причине распределенные генераторы должны обнаруживать изолирование и немедленно прекращать выработку электроэнергии; это называется анти-островом.

В случае отключения электроэнергии в подключенной к сети фотоэлектрической системе солнечные панели будут продолжать вырабатывать электроэнергию, пока светит солнце. В этом случае линия питания становится «островом» с властью, окруженным «морем» обесточенных линий. По этой причине солнечные инверторы , которые предназначены для подачи энергии в сеть, обычно должны иметь в себе автоматические схемы защиты от изолирования. При намеренном изолировании генератор отключается от сети и заставляет распределенный генератор питать локальную цепь. Это часто используется в качестве системы резервного питания для зданий, которые обычно продают свою электроэнергию в сеть.

Существует два типа методов борьбы с островками:

  • Пассивный: измеряется изменение напряжения и / или частоты во время отказа сети, и используется контур положительной обратной связи , чтобы отодвинуть напряжение и / или частоту от номинального значения. Частота или напряжение могут не измениться, если нагрузка очень хорошо совпадает с выходом инвертора или если нагрузка имеет очень высокий коэффициент качества (отношение реактивной мощности к реальной). Итак, существует некоторая зона без обнаружения (NDZ).
  • Активный: в этом методе вводится некоторая ошибка в частоте или напряжении. Когда сеть выходит из строя, ошибка накапливается и выталкивает напряжение и / или частоту за пределы допустимого диапазона.

Преимущества

  • Такие системы, как Net Metering и Feed-In Tariff, которые предлагаются некоторыми системными операторами, могут компенсировать затраты потребителей на использование электроэнергии. Однако в некоторых местах сетевые технологии не могут справиться с подачей распределенной генерации в сеть, поэтому экспорт излишков электроэнергии невозможен, и эти излишки заземлены.
  • Подключенные к сети фотоэлектрические системы сравнительно проще установить, поскольку они не требуют аккумуляторной системы.
  • Объединение сетей фотоэлектрических (PV) систем выработки электроэнергии имеет преимущество эффективного использования генерируемой энергии, поскольку отсутствуют потери при хранении.
  • Фотогальваническая энергетическая система отрицательно влияет на углерод в течение всего срока службы, так как любая энергия, произведенная сверх того, что используется для создания панели, изначально компенсирует потребность в сжигании ископаемого топлива. Несмотря на то, что солнце не всегда светит, любая установка дает умеренно предсказуемое снижение потребления углерода.

Недостатки

  • Подключенные к сети фотоэлементы могут вызвать проблемы с регулированием напряжения . Традиционная сетка работает в предположении одностороннего или радиального потока. Но электричество, вводимое в сеть, увеличивает напряжение и может выходить за пределы допустимой полосы пропускания ± 5%.
  • Подключенные к сети фотоэлектрические элементы могут снизить качество электроэнергии . Прерывистый характер PV означает быстрые изменения напряжения. Это не только изнашивает регуляторы напряжения из-за частой регулировки, но и может привести к скачкам напряжения.
  • Подключение к сети создает множество проблем, связанных с защитой. В дополнение к изолированию, как упоминалось выше, слишком высокие уровни подключенных к сети фотоэлектрических элементов приводят к таким проблемам, как снижение чувствительности реле, ложные срабатывания, помехи для автоматических повторных включений и феррорезонанс .

Смотрите также

Рекомендации

внешние ссылки