Utilitas nasional saat ini diberi mandat untuk memasang basis beli PV 6,8 GW pada tahun 2020. Namun, banyak klik disini utilitas merangkul portofolio energi terbarukan klik karena berbagai alasan di luar mandat negara. Saat kami meluncurkan sisi pasokan Smart Grid, utilitas menghadapi tantangan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk masing-masing segmen bisnis mereka (generasi, transmisi, cek disini dan distribusi). Inverter PV pintar dapat memberikan kontribusi di semua bidang ini, dengan memperluas fitur mereka dengan fungsi perangkat lunak tambahan dan tanpa modifikasi perangkat keras utama.Gambar 1. 2-Operasi kuadran dari PVinverter pintar.
Di sisi generasi, semua pembangkit listrik yang menua dan mencemari harus dihapus atau ditingkatkan utilities secara dramatis selama empat puluh tahun ke depan untuk menghasilkan daya yang baik dan dapat diandalkan. Utilitas tidak dapat mengandalkan teknologi penangkapan dan penyerapan karbon atau energi nuklir murah untuk siap pada waktunya. Pabrik siklus gabungan Naturalgas ekonomis pada $ 0,05 / kWhr hari ini, tetapi pasokan gas alam yang stabil dan stabil tidak pasti di masa depan. Sumber daya generasi terbarukan, cek termasuk penyebaran PV skala besar, memiliki banyak manfaat, termasuk prediktabilitas ekonomi, biaya pemeliharaan dan waktu henti yang lebih rendah, nol pengisian bahan bakar dan waktu konstruksi yang lebih cepat. PV skala utilitas telah melompat ke arah paritas selama tiga tahun terakhir, saat ini duduk sekitar 40 persen dari tujuan akhir ini untuk pabrik skala utilitas di AS.
Sistem prediksi produksi PV sedang dikembangkan yang menggunakan metode statistik serta prakiraan cuaca dan data waktu nyata dari agrid situs PV perumahan kecil yang berdekatan untuk memungkinkan komitmen, penjadwalan dan pengiriman sumber generasi tradisional dengan cara yang lebih ekonomis.
Secara tradisional, inverter PV sengaja dirancang untuk memberi makan daya P (kW) sebanyak yang tersedia dari array tools surya pada faktor daya kesatuan ke titik kopling umum (PCC). Baru-baru ini, utilitas dan penyedia daya yang bergantung telah menunjukkan minat yang luar biasa pada kemampuan tiga faseinverter untuk juga menyerap dan menyediakan daya beli disini reaktif Q (kVAR) dari dan ke grid.
Lebih dari 95% dari waktu inverter PV berjalan di bawah arus output yang dinilai ketika mengubah tenaga surya DC menjadi daya aktif AC. Kapasitas theinverter yang tidak terpakai kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan daya reaktif. Output inverter smartPV memiliki arus AC reaktif dan aktif yang menambahkan secara geometris ke daya S yang jelas, yang akan dibatasi oleh peringkat saat ini dari theinverter (Gambar 1).
Aliran daya aktif P dan daya reaktif Q dalam grid dapat dianggap independen satu sama lain dan sebagian besar membutuhkan kontrol yang berbeda. Kontrol daya aktif terkait dengan alat mengendalikan frekuensi jaringan, sedangkan kontrol daya reaktif terkait dengan mengendalikan tegangan grid.
Kontrol daya aktif (kW) dan frekuensi
Dalam jaringan transmisi, penting untuk menjaga frekuensi stabil karena sumber daya pembangkit terbesar, yang semuanya adalah mesin sinkron, bekerja pada titik paling efisien tepat pada 60Hz. Juga, speedgovernors pada mesin ini harus beroperasi dalam langkah kunci untuk berbagi generationload antara mesin dengan jadwal yang ditentukan. Agar frekuensi tetap dapat dilakukan, daya aktif yang dihasilkan harus sesuai dengan permintaan daya setiap saat.
Beban konsumsi daya reaktif yang khas.
Pencahayaan fluorescent
Pompa panas dan A /C
Motor industri
Mengontrol daya aktif dalam inverter pintar hanya dapat membantu menurunkan frekuensi, karena mereka tidak dapat menyerap energi. Pembatasan daya aktif dan tingkat jalan biasanya digunakan di pabrik PV besar untuk mengurangi kekhawatiran khusus lokasi dan membantu meningkatkan stabilitas jaringan.
Kontrol daya reaktif (kVAR) dan tegangan AC
Meskipun daya reaktif dapat dikontrol di stasiun pembangkit besar, tidak penting untuk mengontrol tegangan dengan menyuntikkan dan menyerap VAR di berbagai titik di seluruh jaringan transmisi dan distribusi. Tegangan yang berlebihan dapat mempengaruhi peralatan dan beban. Kontrol VAR juga sangat meningkatkan stabilitas jaringan dan mengurangi kehilangan transmisi saluran.
Saluran transmisi dapat, tergantung pada beban dan panjang, baik menyerap atau menggunakan daya reaktif. Yang cukup menarik, komponen kehilangan daya resistif seringkali tidak signifikan dibandingkan dengan komponen daya reaktif pada tingkat tegangan yang sangat tinggi.
Kapasitas daya reaktif dari inverter PV pintar dapat digunakan sebagai kompensator VAR (volt-amp-reaktif) statis yang bekerja paling cepat, dikendalikan baik melalui sistem kontrol pengawasan dan akuisisi data (SCADA) atau sebagai regulator tegangan astand-alone dan bertindak sebagai induktor yang dijauhi atau kapasitas yang menurun atau meningkatkan tegangan AC di sepanjang saluran. Greatbenefit dari implementasi ini adalah bahwa hal itu datang dengan biaya tambahan yang sangat sedikit. Di AS, penyebaran pertama sistem PV besar onlinealongside saluran transmisi pada tahun 2010, terhubung melalui kolektor khusus dan memberikan dukungan tegangan statis sesuai dengan jadwal tegangan yang disediakan oleh utilitas.
Kemampuan inverter PV pintar untuk memberi makan daya reaktif ke saluran juga dapat digunakan untuk membantu grid pulih dari kesalahan jauh yang menyebabkan gridvoltage melorot sejenak. Saat berkendara melalui transien tegangan rendah, inverter PV thesmart masuk ke mode overdrive daya reaktif untuk mendukung tegangan grid sampai kesalahan dibersihkan. Low voltage ride through (LVRT) adalah fitur standar di pabrik turbin angin saat ini dan akan diadopsi untuk PVsites besar di AS pada tahun 2011.
Di sisi distribusi, inverter PV pintar digunakan untuk memperbaiki powerfactor dengan menyediakan VAR dekat dengan tempat mereka digunakan, daripada menyimpannya dari jauh. Transformator dan sebagian besar beban listrik bersifat induktif dan karena itu mengkonsumsi daya reaktif seperti yang ditunjukkan dalam meja.
Secara tradisional, koreksi faktor daya dilakukan dengan menghubungkan bank kapasitor besar yang sejajar dengan banyak tingkat tegangan sistem distribusi. Kapasitor switched shunt ini ditempatkan secara strategis untuk menyesuaikanvoltage di sepanjang pengumpan, karena regulator tegangan yang berubah keran hanya mengontrolvoltage di awal cabang. Tidak hanya dapat kedua faktor daya dan regulasi tegangan AC dilakukan jauh lebih ekonomis dengan inverter PV pintar tiga fase di sepanjang pengumpan, tetapi mereka juga akan melakukannya secara terus menerus dan halus, tanpa perubahan langkah atau peristiwa yang terasa.Gambar 2. Kemampuan smart PV inverter untuk menyediakan arus induktif tanpa dari satu siklus.
Terakhir, karena kami sedang menunggu penyebaran skala besar smart meter, inverter PV pintar yang didistribusikan ke seluruh grid, dikombinasikan dengan sistem pemantauan data gridinverter pintar, menyediakan sejumlah besar fitur baru utilitas berorientasi pelanggan toprogressive saat ini. Pemantauan data real-time memungkinkan pelaporan masalah kualitas tegangan (baik besarnya dan harmonik) ke theutility sebelum peralatan rusak, sedangkan visibilitas kualitas tegangan ke theutility biasanya terbatas pada gardu induk dan pengumpan distribusi utama.
Michael Zuercher-Martinson adalah Chief Technology Officer di SolectriaRenewables, LLC, 360 Merrimack St., Bldg. 9, Lantai 2, Lawrence, MA 01843 USA;ph.: 978-683-9700; michael.zuercher@solren.com email