Резюме
Този технически документ изследва критичната роля на текущите трансформатори (CTS) във фотоволтаичните (PV) системи за ограничаване на изходната мощност. Тъй като свързаните с GRID PV инсталации са изправени пред увеличаващите се регулаторни изисквания за управление на инжектирането на енергия, решения, базирани на CT, се очертават като надежден подход за мониторинг на тока в реално време и активно ограничаване на мощността. Настоящият документ разглежда принципите на работа, методите за внедряване, монтажното окабеляване и техническите предимства на CT приложенията в сценариите за ограничаване на мощността на PV.
1. Въведение
Бързият растеж на свързаните с мрежата фотоволтаични системи въведе нови предизвикателства за управлението на стабилността на мрежата. Много комунални услуги сега изискват PV системи да включват възможности за ограничаване на изходната мощност, за да се предотвратят условията на пренапрежение, да спазват споразуменията за взаимосвързаност и да участват в програми за реагиране на търсенето. Настоящите трансформатори служат като основни компоненти в тези системи за ограничаване на мощността, като осигуряват точни, изолирани измервания на ток за алгоритми за управление.
2. Фундаменти за работа на CT в PV системи
Настоящите трансформатори са инструментални трансформатори, предназначени да произвеждат променлив ток във вторичната си намотка, който е пропорционален на тока, измерен в основния му проводник. В PV приложения:
Принцип на измерване: CTS използва електромагнитна индукция, за да намали високите стойности на тока към стандартизирани, измерими нива (обикновено 0-5 A или 1-5 V изходи)
Изолация: Осигурява галванична изолация между силовите вериги и електрониката за измерване/управление
Клас за точност: PV приложенията обикновено изискват 0. 5% до 1% CTS CLT за ефективен контрол на мощността
Честотна характеристика: Трябва да се побере пълният спектър от хармоници, присъстващи в изхода на инвертора
3. Изпълнение на ограничаването на властта с помощта на CTS
3.1System Архитектура
Типичната система за ограничаване на мощността, базирана на CT, се състои от:
CT сензори: Инсталирани на всеки изход на инвертора или в точката на общо свързване (PCC)
Кондициониране на сигнала: резистори на натоварване и филтриращи вериги
Обратен блок: Микроконтролер или PLC, който изчислява реалната мощност
Контролен интерфейс: Комуникация с PV инвертори за регулиране на мощността
3.2 Контролни стратегии
1. Абсолутно ограничение на мощността:
Задава фиксиран максимален праг на мощност
CT измервания задействат съкращаването, когато мощността надвишава предварително определени граници
2. Динамично ограничение на мощността:
Реализира контрола на скоростта на рампата
Отговаря на отклоненията на честотата на мрежата
Участва в схемите за активна мощност
3. Пропорционално споделяне на мощността:
В много инверторни системи използва CT измервания за пропорционално разпределение на съкращаването
4. Насоки за инсталиране и окабеляване за CTS в PV системи
Правилната инсталация и окабеляване на ток трансформатори (CTS) са от решаващо значение за осигуряване на точно измерване на тока и надеждно ограничаване на мощността във фотоволтаичните (PV) системи. Неправилната инсталация може да доведе до грешки в измерването, опасности за безопасност или дори повреда на системата.
Физическа инсталация
Ориентация: Уверете се, че CTS е монтиран в правилната посока (първичен проводник, преминаващ през маркираната страна).
Избягвайте насищането: Дръжте CTS далеч от силните магнитни полета (напр. Трансформатори, големи двигатели), за да предотвратите измерването на измерването.
Диаграма на свързване на един CT
L линията на захранващата мрежа е свързана към L порта в мрежовия терминал на инвертора през КТ, N линията на захранващата мрежа е свързана към N порта в решетъчния терминал на инвертора, а двата изходни проводници от вторичната страна на КТ са съответно свързани към функционалния терминал на инвертора.
Забележка: Когато отчитането на захранването на LCD не е правилно, моля, обърнете стрелката на CT.
Диаграма на свързване на множество CTS
Множество CT са свързани към инвертора по същия начин, както един CT е свързан към инвертора, а предпазните мерки са еднакви, но множество CTS трябва да бъдат заземени, когато са свързани към инвертора, и един CT може да бъде заземен или незаземен, когато е свързан към инвертора.
5. Технически предимства на базирани на CT решения
В сравнение с алтернативните подходи за измерване на мощността, CT реализациите предлагат:
Висока надеждност: Няма движещи се части или активни компоненти в пътя на измерване
Широк динамичен диапазон: Може да измери точно от 1% до 150% от номиналния ток
Бърза реакция: Типично време за реакция<100ms for power limitation control loops
Мащабируемост: Лесно за добавяне на точки за измерване при разширяване на PV системите
Ефективност на разходите: По-ниска цена на внедряване от сензорите за ефект на залата за приложения с висок ток
6. Намаляване на съображения
6.1 Критерии за избор на CT
Текуща оценка: трябва да надвишава максималния очакван ток с 20-30%
Точност: Клас 0. 5 Препоръчва се за прецизно управление на мощността
Фазова грешка: Критична за трифазните изчисления на мощността
Характеристики на насищане: Не трябва да се насища при условия на повреда
6.2Интеграция със системи за управление
Съвременните реализации често комбинират CT измервания с:
SCADA системи за дистанционно наблюдение
PLC базирана контролна логика
Облачни базирани платформи за анализи
Интелигентни инверторни комуникационни протоколи (Sunspec, Modbus и др.)
7.Конклузия
Настоящите трансформатори осигуряват стабилно, точно и рентабилно решение за изискванията за ограничаване на фотоволтаичната изходна мощност. Техните присъщи характеристики ги правят идеално подходящи за взискателните условия на работата на PV системата. Тъй като изискванията за интеграция на мрежата стават по-строги, системите за контрол на енергията, базирани на CT, ще продължат да играят жизненоважна роля за поддържането на баланса между производството на възобновяема енергия и стабилността на мрежата. Правилният избор, инсталиране и поддръжка на CT оборудване гарантира надеждна дългосрочна ефективност в приложенията за ограничаване на мощността.