Preprečevanje povratnega toka energije v stanovanjskih sončnih sistemih: zakaj je pomembno in kako ga nadzorovati

Uvod: Zakaj je povratni pretok energije postal resničen problem

Ker stanovanjski sončni fotonapetostni sistemi postajajo vse bolj pogosti, mnogi lastniki domov domnevajo, da je izvoz presežne električne energije nazaj v omrežje vedno sprejemljiv. V resnici papovratni tok moči– ko se elektrika iz sončnega sistema doma vrne v javno omrežje – je postala vse večja skrb za komunalna podjetja po vsem svetu.

V mnogih regijah, zlasti tam, kjer nizkonapetostna distribucijska omrežja prvotno niso bila zasnovana za dvosmerni pretok energije, lahko nenadzorovano vnašanje energije v omrežje povzroči nestabilnost napetosti, okvare zaščit in varnostna tveganja. Posledično komunalna podjetja uvajajozahteve glede ničelnega izvoza ali preprečevanja povratnega pretoka močiza stanovanjske in manjše komercialne PV inštalacije.

Zaradi tega so lastniki domov, monterji in sistemski načrtovalci zastavili ključno vprašanje:
Kako je mogoče natančno zaznati in nadzorovati povratni tok energije v realnem času, ne da bi pri tem žrtvovali lastno porabo sončne energije?

Kaj je povratni pretok energije v stanovanjskem fotonapetostnem sistemu?

Do povratnega toka energije pride, ko trenutna sončna proizvodnja preseže lokalno porabo gospodinjstev, zaradi česar se presežna elektrika vrne v električno omrežje.

Tipične situacije vključujejo:

• Opoldanski sončni vrhovi z nizko obremenitvijo gospodinjstev

• Hiše, opremljene z velikimi sončnimi paneli

• Sistemi brez shranjevanja energije ali nadzora izvoza

Z vidika omrežja lahko ta dvosmerni tok moti regulacijo napetosti in obremenitev transformatorja. Z vidika lastnika stanovanja lahko povratni tok energije povzroči:

• Težave s skladnostjo omrežja

• Prisilne zaustavitve inverterja

• Znižano odobritev sistema ali kazni na reguliranih trgih

Zakaj komunalna podjetja potrebujejo nadzor pretoka energije proti povratnemu toku

Komunalna podjetja uveljavljajo politike preprečevanja povratnega pretoka energije iz več tehničnih razlogov:

• Regulacija napetostiPrekomerna proizvodnja lahko potisne napetost omrežja preko varnih meja.

• Usklajevanje zaščiteStarejše zaščitne naprave predvidevajo enosmerni pretok.

• Stabilnost omrežjaVisoka penetracija nenadzorovane fotonapetostne energije lahko destabilizira nizkonapetostne napajalnike.

Posledično mnogi upravljavci omrežja zdaj zahtevajo, da stanovanjski fotonapetostni sistemi delujejo pod naslednjimi pogoji:

• Način ničelnega izvoza

• Dinamična omejitev moči

• Pogojni izvozni pragovi

Vsi ti pristopi temeljijo na enem ključnem elementu:natančno merjenje pretoka moči v realnem času na točki priključitve na omrežje.

Kako se v praksi zazna povratni tok moči

Povratni tok moči se ne določa samo znotraj razsmernika. Namesto tega ga je treba izmeritina mestu, kjer se stavba priključi na omrežje.

To se običajno doseže z namestitvijopametni števec energije na osnovi kleščna glavnem dovodnem električnem vodu. Merilnik neprekinjeno spremlja:

• Smer aktivne moči (uvoz proti izvozu)

• Trenutne spremembe obremenitve

• Interakcija omrežja

Ko je zaznan izvoz, števec pošlje povratne informacije v realnem času razsmerniku ali krmilniku za upravljanje energije, kar omogoča takojšnje korektivne ukrepe.

Vloga pametnega števca energije pri nadzoru pretoka energije proti povratnemu toku

V stanovanjskem sistemu proti povratnemu toku energije števec energije deluje kotsklic na odločitevnamesto same krmilne naprave.

Reprezentativen primer jeOWON-oviPametni števec energije PC321 WiFi, ki je zasnovan za merjenje s kleščami na točki priključitve na omrežje. Z nadzorom tako velikosti kot smeri pretoka moči merilnik zagotavlja bistvene podatke, potrebne za logiko nadzora izvoza.

Ključne lastnosti, potrebne za to vlogo, vključujejo:

• Hitro vzorčenje in poročanje

• Zanesljivo zaznavanje smeri

• Prilagodljiva komunikacija za integracijo inverterja

• Podpora za enofazne in deljenofazne stanovanjske sisteme

Namesto slepega omejevanja sončne proizvodnje ta pristop omogočadinamična prilagoditevna podlagi dejanskega povpraševanja gospodinjstev.

Pogoste strategije za nadzor pretoka moči proti povratnemu toku

Nadzor ničelnega izvoza

Izhodna moč razsmernika se prilagodi tako, da izvoz v omrežje ostane enak ali blizu nič. Ta metoda se pogosto uporablja v regijah s strogimi omrežnimi pravili.

Dinamično omejevanje moči

Namesto fiksne omejitve se izhodna moč razsmernika nenehno prilagaja na podlagi meritev omrežja v realnem času, kar izboljša učinkovitost lastne porabe.

Hibridna koordinacija fotonapetostnih sistemov in shranjevanja

V sistemih z baterijami se lahko presežna energija pred izvozom preusmeri v skladišče, pri čemer števec energije deluje kot sprožilna točka.

V vseh primerih,povratne informacije v realnem času s priključne točke omrežjaje bistvenega pomena za stabilno in skladno delovanje.

Premisleki glede namestitve: Kam naj bo nameščen merilnik

Za natančno krmiljenje pretoka moči proti povratnemu toku:

• Števec energije mora biti nameščenpred vsemi gospodinjskimi obremenitvami

• Meritev se mora izvajati naStran klimatske napravena vmesniku omrežja

• Sponke CT morajo popolnoma obdati glavni vodnik

Nepravilna postavitev – na primer merjenje samo izhoda pretvornika ali posameznih obremenitev – bo povzročila nezanesljivo zaznavanje izvoza in nestabilno delovanje krmiljenja.

Premisleki glede uvajanja za integratorje in energetske projekte

V večjih stanovanjskih objektih ali projektnih instalacijah postane nadzor pretoka energije proti povratnemu toku del širše zasnove sistema.

Ključni dejavniki vključujejo:

• Stabilnost komunikacije med števcem in razsmernikom

• Lokalna zmogljivost upravljanja, neodvisna od povezljivosti z oblakom

• Prilagodljivost na več namestitvah

• Združljivost z različnimi znamkami inverterjev

Proizvajalci, kot soOWON, z namenskimi pametnimi merilnimi izdelki za energijo, kot je PC321, zagotavljajo merilno strojno opremo, ki jo je mogoče prilagoditi za stanovanjske, poslovne in projektne energetske sisteme, ki zahtevajo zanesljiv nadzor izvoza.

Zaključek: Natančna meritev je temelj protipovratnega pretoka moči

Nadzor pretoka moči proti povratnemu toku ni več obvezen na mnogih stanovanjskih sončnih trgih. Medtem ko razsmerniki izvajajo krmilne ukrepe,pametni števci energije zagotavljajo ključno merilno osnovoki omogoča varno, skladno in učinkovito delovanje.

Z razumevanjem, kje in kako se zazna povratni tok energije – in z izbiro ustreznih merilnih naprav – lahko lastniki domov in načrtovalci sistemov ohranijo skladnost omrežja, ne da bi pri tem ogrozili lastno porabo sončne energije.

Poziv k dejanju

Če načrtujete ali uvajate stanovanjske sončne sisteme, ki zahtevajo nadzor pretoka energije proti povratnemu toku, je razumevanje merilne plasti bistvenega pomena.
Raziščite, kako lahko pametni števci energije na osnovi klešč, kot je OWON-ov PC321, podpirajo natančno spremljanje omrežja in krmiljenje v realnem času v sodobnih fotonapetostnih elektrarnah.

Povezano branje:

[Brezžična CT klešča za sončni inverter: Nadzor brez izvoza in pametno spremljanje za PV + shranjevanje]