Zabránenie spätnému toku energie v rezidenčných solárnych systémoch: Prečo je to dôležité a ako to kontrolovať

Úvod: Prečo sa spätný tok energie stal skutočným problémom

Keďže sa rezidenčné solárne fotovoltaické systémy stávajú čoraz bežnejšími, mnohí majitelia domov predpokladajú, že export prebytočnej elektriny späť do siete je vždy prijateľný. V skutočnostispätný tok energie– keď elektrina prúdi zo solárneho systému domu späť do verejnej siete – sa stala rastúcim problémom pre energetické spoločnosti na celom svete.

V mnohých regiónoch, najmä tam, kde nízkonapäťové distribučné siete neboli pôvodne navrhnuté pre obojsmerný tok energie, môže nekontrolované vstrekovanie energie do siete spôsobiť nestabilitu napätia, poruchy ochran a bezpečnostné riziká. V dôsledku toho energetické spoločnosti zavádzajúpožiadavky na nulový export alebo zabránenie spätnému toku energiepre rezidenčné a malé komerčné fotovoltaické inštalácie.

To viedlo majiteľov domov, inštalatérov a projektantov systémov k tomu, aby si položili kritickú otázku:
Ako je možné presne detegovať a riadiť spätný tok energie v reálnom čase bez toho, aby sa obetovala vlastná spotreba solárnej energie?

Čo je spätný tok energie v rezidenčnom fotovoltaickom systéme?

K spätnému toku energie dochádza, keď okamžitá solárna výroba prevyšuje miestnu spotrebu domácností, čo spôsobuje, že prebytočná elektrina prúdi späť do rozvodnej siete.

Medzi typické situácie patria:

Poludňajšie solárne špičky s nízkym zaťažením domácností
Domy vybavené nadrozmernými fotovoltaickými panelmi
Systémy bez skladovania energie alebo kontroly exportu

Z pohľadu siete môže tento obojsmerný tok narušiť reguláciu napätia a zaťaženie transformátora. Z pohľadu majiteľa domu môže spätný tok energie viesť k:

Problémy so súladom siete
Nútené vypnutia meniča
Znížené schválenie systému alebo sankcie na regulovaných trhoch

Prečo energetické spoločnosti vyžadujú reguláciu toku energie proti spätnému toku

Dodávatelia energií presadzujú zásady proti spätnému toku energie z niekoľkých technických dôvodov:

Regulácia napätiaNadmerná výroba môže zvýšiť napätie v sieti za bezpečné limity.
Koordinácia ochranyStaršie ochranné zariadenia predpokladajú jednosmerný tok.
Stabilita sieteVysoká penetrácia nekontrolovaného FV môže destabilizovať nízkonapäťové napájače.

V dôsledku toho teraz mnohí prevádzkovatelia sietí vyžadujú, aby rezidenčné fotovoltaické systémy fungovali za podmienok:

Režim nulového exportu
Dynamické obmedzenie výkonu
Podmienené vývozné prahy

Všetky tieto prístupy sa opierajú o jeden kľúčový prvok:presné meranie toku energie v reálnom čase v bode pripojenia k sieti.

Ako sa v praxi zisťuje spätný tok energie

Spätný tok výkonu sa neurčuje iba vo vnútri meniča. Musí sa merať.v mieste, kde sa budova pripája k rozvodnej sieti.

Toto sa zvyčajne dosiahne inštaláciouinteligentný merač energie na báze klieštína hlavnom prívodnom elektrickom vedení. Merací prístroj nepretržite monitoruje:

Smer činného výkonu (import vs. export)
Okamžité zmeny zaťaženia
Interakcia sieťovej siete

Keď sa zistí export, merač odošle spätnú väzbu v reálnom čase do meniča alebo riadiacej jednotky riadenia energie, čo umožňuje okamžité nápravné opatrenia.

Úloha inteligentného merača energie v antireverznej regulácii toku energie

V rezidenčnom systéme proti spätnému toku energie funguje merač energie akoreferenčné číslo rozhodnutiaa nie samotné ovládacie zariadenie.

Reprezentatívnym príkladom jeOWONInteligentný merač energie PC321 s WiFi, ktorý je určený na meranie pomocou klieští v bode pripojenia k sieti. Monitorovaním veľkosti aj smeru toku energie poskytuje merač základné údaje potrebné pre logiku riadenia exportu.

Medzi kľúčové vlastnosti požadované pre túto pozíciu patria:

Rýchle vzorkovanie a podávanie správ
Spoľahlivá detekcia smeru
Flexibilná komunikácia pre integráciu meničov
Podpora pre jednofázové a deleno-fázové rezidenčné systémy

Namiesto slepého obmedzovania výroby slnečnej energie tento prístup umožňujedynamické nastaveniena základe skutočného dopytu domácností.

Bežné stratégie regulácie toku energie proti spätnému toku

Kontrola nulového exportu

Výstup meniča sa upravuje tak, aby export do siete zostal na nule alebo blízko nej. Táto metóda sa široko používa v regiónoch s prísnymi sieťovými pravidlami.

Dynamické obmedzenie výkonu

Namiesto pevného limitu sa výkon meniča priebežne upravuje na základe meraní zo siete v reálnom čase, čím sa zlepšuje účinnosť vlastnej spotreby.

Koordinácia hybridnej fotovoltaiky a úložiska

V systémoch s batériami je možné prebytočnú energiu presmerovať do úložiska pred exportom, pričom merač energie slúži ako spúšťací bod.

Vo všetkých prípadoch,spätná väzba v reálnom čase z bodu pripojenia k sietije nevyhnutný pre stabilnú a vyhovujúcu prevádzku.

Úvahy o inštalácii: Kam by mal byť merač umiestnený

Pre presnú reguláciu toku energie proti spätnému chodu:

Merač energie musí byť nainštalovanýpred všetkými domácimi spotrebičmi
Meranie sa musí vykonať naStrana striedavého prúduna rozhraní mriežky
Svorky CT musia úplne uzatvárať hlavný vodič

Nesprávne umiestnenie – napríklad meranie iba výstupu meniča alebo jednotlivých záťaží – bude mať za následok nespoľahlivú detekciu exportu a nestabilné správanie regulácie.

Úvahy o nasadení pre integrátorov a energetické projekty

Vo väčších rezidenčných projektoch alebo projektových inštaláciách sa regulácia toku energie proti spätnému toku stáva súčasťou širšieho návrhu systému.

Medzi kľúčové faktory patria:

Stabilita komunikácie medzi meračom a meničom
Možnosť lokálneho ovládania nezávisle od pripojenia ku cloudu
Škálovateľnosť naprieč viacerými inštaláciami
Kompatibilita s rôznymi značkami meničov

Výrobcovia akoOWON, so špecializovanými inteligentnými produktmi na meranie energie, ako je PC321, poskytujú merací hardvér, ktorý je možné prispôsobiť pre rezidenčné, komerčné a projektové energetické systémy vyžadujúce spoľahlivú kontrolu exportu.

Záver: Presné meranie je základom proti spätnému toku energie

Regulácia toku energie proti spätnému toku už nie je na mnohých trhoch s rezidenčnou solárnou energiou voliteľná. Zatiaľ čo invertory vykonávajú regulačné činnosti,inteligentné merače energie poskytujú kritický základ meraniaktorý umožňuje bezpečnú, vyhovujúcu a efektívnu prevádzku.

Pochopením toho, kde a ako sa deteguje spätný tok energie – a výberom vhodných meracích zariadení – môžu majitelia domov a projektanti systémov udržiavať súlad siete s predpismi bez toho, aby ohrozili vlastnú spotrebu solárnej energie.

Výzva na akciu

Ak navrhujete alebo zavádzate rezidenčné solárne systémy, ktoré vyžadujú reguláciu toku energie proti spätnému toku, je nevyhnutné pochopenie meracej vrstvy.
Preskúmajte, ako môžu inteligentné merače energie založené na svorkách, ako napríklad PC321 od spoločnosti OWON, podporiť presné monitorovanie siete a riadenie v reálnom čase v moderných fotovoltaických inštaláciách.