Protiv povratnog toka energije u stambenim solarnim sustavima: Zašto je važan i kako ga kontrolirati

Uvod: Zašto je obrnuti tok snage postao stvarni problem

Kako stambeni solarni fotonaponski sustavi postaju sve uobičajeniji, mnogi vlasnici kuća pretpostavljaju da je izvoz viška električne energije natrag u mrežu uvijek prihvatljiv. U stvarnosti,obrnuti tok snage—kada se električna energija iz kućnog solarnog sustava vraća u javnu mrežu — postala je sve veća briga za komunalne tvrtke diljem svijeta.

U mnogim regijama, posebno tamo gdje niskonaponske distribucijske mreže nisu izvorno projektirane za dvosmjerni protok energije, nekontrolirano ubrizgavanje u mrežu može uzrokovati nestabilnost napona, kvarove zaštite i sigurnosne rizike. Kao rezultat toga, komunalna poduzeća uvodezahtjevi za nulti izvoz ili antireverzni tok snageza stambene i male komercijalne fotonaponske instalacije.

To je navelo vlasnike kuća, instalatere i dizajnere sustava da postave ključno pitanje:
Kako se obrnuti tok energije može točno detektirati i kontrolirati u stvarnom vremenu bez žrtvovanja vlastite potrošnje solarne energije?

Što je obrnuti tok snage u stambenom fotonaponskom sustavu?

Do obrnutog toka energije dolazi kada trenutna solarna proizvodnja premaši lokalnu potrošnju kućanstava, uzrokujući povratak viška električne energije u elektroenergetsku mrežu.

Tipične situacije uključuju:

Podnevni solarni vrhovi s niskim opterećenjem kućanstava
Kuće opremljene prevelikim fotonaponskim panelima
Sustavi bez skladištenja energije ili kontrole izvoza

Iz perspektive mreže, ovaj dvosmjerni tok može poremetiti regulaciju napona i opterećenje transformatora. Iz perspektive vlasnika kuće, obrnuti tok snage može dovesti do:

Problemi s usklađenošću mreže
Prisilna isključenja invertera
Smanjeno odobrenje sustava ili kazne na reguliranim tržištima

Zašto komunalne tvrtke zahtijevaju antireverznu kontrolu protoka energije

Komunalne tvrtke provode politike protiv povratnog toka energije iz nekoliko tehničkih razloga:

Regulacija naponaPrekomjerna proizvodnja može podići napon mreže izvan sigurnih granica.
Koordinacija zaštiteZastarjeli zaštitni uređaji pretpostavljaju jednosmjerni protok.
Stabilnost mrežeVisoka penetracija nekontroliranog fotonaponskog sustava može destabilizirati niskonaponske vodove.

Kao rezultat toga, mnogi operatori mreže sada zahtijevaju da stambeni fotonaponski sustavi rade pod:

Način rada s nultim izvozom
Dinamičko ograničavanje snage
Uvjetni pragovi izvoza

Svi ovi pristupi oslanjaju se na jedan ključni element:točno mjerenje protoka snage u stvarnom vremenu na točki priključka na mrežu.

Kako se u praksi otkriva obrnuti tok snage

Povratni tok snage ne određuje se samo unutar pretvarača. Umjesto toga, mora se mjeritina mjestu gdje se zgrada spaja na mrežu.

To se obično postiže ugradnjompametno brojilo energije na bazi stezaljkina glavnom dovodnom električnom vodu. Brojilo kontinuirano prati:

Smjer aktivne snage (uvoz vs. izvoz)
Trenutne promjene opterećenja
Interakcija mreže

Kada se otkrije izvoz, brojilo šalje povratnu informaciju u stvarnom vremenu pretvaraču ili kontroleru za upravljanje energijom, omogućujući trenutne korektivne mjere.

Uloga pametnog brojila energije u antireverznoj kontroli toka snage

U stambenom sustavu protiv povratnog toka energije, brojilo energije djeluje kaoreferenca odlukea ne sam upravljački uređaj.

Reprezentativan primjer jeOWON-oviPC321 WiFi pametno brojilo energije, koji je dizajniran za mjerenje pomoću stezaljki na točki priključka na mrežu. Praćenjem veličine i smjera protoka snage, brojilo pruža bitne podatke potrebne za logiku kontrole izvoza.

Ključne karakteristike potrebne za ovu ulogu uključuju:

Brzo uzorkovanje i izvještavanje
Pouzdano otkrivanje smjera
Fleksibilna komunikacija za integraciju invertera
Podrška za jednofazne i split-fazne stambene sustave

Umjesto slijepog ograničavanja proizvodnje solarne energije, ovaj pristup omogućujedinamičko podešavanjena temelju stvarne potražnje kućanstava.

Uobičajene strategije kontrole protoka snage protiv povratnog smjera

Kontrola nultog izvoza

Izlaz pretvarača se podešava tako da izvoz mreže ostane na ili blizu nule. Ova se metoda široko koristi u regijama sa strogim mrežnim pravilima.

Dinamičko ograničavanje snage

Umjesto fiksnog ograničenja, izlaz pretvarača se kontinuirano podešava na temelju mjerenja mreže u stvarnom vremenu, poboljšavajući učinkovitost vlastite potrošnje.

Koordinacija hibridnog fotonaponskog sustava i skladištenja

U sustavima s baterijama, višak energije može se preusmjeriti u skladište prije izvoza, pri čemu brojilo energije djeluje kao okidač.

U svim slučajevima,povratne informacije u stvarnom vremenu s točke priključka na mrežuje ključan za stabilan i usklađen rad.

Razmatranja za instalaciju: Gdje treba postaviti mjerač

Za preciznu kontrolu protoka snage protiv povratnog toka:

Mjerač energije mora biti instaliranuzvodno od svih kućanskih opterećenja
Mjerenje se mora provesti naAC stranana mrežnom sučelju
CT stezaljke moraju u potpunosti obuhvatiti glavni vodič

Nepravilno postavljanje - poput mjerenja samo izlaza pretvarača ili pojedinačnih opterećenja - rezultirat će nepouzdanim otkrivanjem izvoza i nestabilnim ponašanjem upravljanja.

Razmatranja implementacije za integratore i energetske projekte

U većim stambenim objektima ili instalacijama temeljenim na projektima, kontrola protoka snage protiv povratnog toka postaje dio šireg dizajna sustava.

Ključna razmatranja uključuju:

Stabilnost komunikacije između brojila i pretvarača
Mogućnost lokalnog upravljanja neovisno o povezivosti s oblakom
Skalabilnost na više instalacija
Kompatibilnost s različitim markama invertera

Proizvođači poputOWON, s namjenskim pametnim proizvodima za mjerenje energije kao što je PC321, pružaju mjerni hardver koji se može prilagoditi za stambene, komercijalne i projektne energetske sustave koji zahtijevaju pouzdanu kontrolu izvoza.

Zaključak: Točno mjerenje je temelj antireverznog toka snage

Regulacija protoka snage protiv povratnog toka više nije opcionalna na mnogim stambenim solarnim tržištima. Dok pretvarači izvršavaju kontrolne radnje,pametna brojila energije pružaju ključnu osnovu za mjerenjekoji omogućuje siguran, usklađen i učinkovit rad.

Razumijevanjem gdje i kako se detektira obrnuti tok snage - i odabirom odgovarajućih mjernih uređaja - vlasnici kuća i dizajneri sustava mogu održavati usklađenost mreže bez ugrožavanja vlastite potrošnje solarne energije.

Poziv na akciju

Ako projektirate ili implementirate stambene solarne sustave koji zahtijevaju kontrolu protoka energije protiv povratnog toka, razumijevanje mjernog sloja je ključno.
Istražite kako pametna brojila energije temeljena na stezaljkama, poput OWON-ovog PC321, mogu podržati točno praćenje mreže i kontrolu u stvarnom vremenu u modernim fotonaponskim instalacijama.