ชื่อผู้ติดต่อ : Dina Huang
หมายเลขโทรศัพท์ : 18761502682
WhatsApp : +8618761502682
January 10, 2024
บทคัดย่อ:การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ซึ่งเป็นวิธีการผลิตไฟฟ้าแบบใหม่ที่ปราศจากมลภาวะ ได้ช่วยลดความต้องการพลังงานไฟฟ้าแบบดั้งเดิมลงอย่างมากอย่างไรก็ตาม สำหรับระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริด เนื่องจากการสุ่ม ความผันผวน และลักษณะไม่ต่อเนื่องโดยธรรมชาติ และระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริดประกอบด้วยส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พลังงานไม่เชิงเส้นจำนวนมาก เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีผลิตไฟฟ้าแบบดั้งเดิม การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มีคุณภาพไฟฟ้าของโครงข่ายส่งผลกระทบอย่างมากบทความนี้วิเคราะห์ฮาร์โมนิค ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและการกะพริบ การฉีด DC ผลกระทบแบบเกาะ และปัญหาอื่นๆ ที่เกิดจากการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายบนโครงข่ายไฟฟ้า และศึกษาและอภิปรายมาตรการที่เป็นไปได้ในการปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า
0 บทนำ
ด้วยความเร่งของกระบวนการสากล การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเศรษฐกิจโลก การใช้พลังงานก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน และปัญหาพลังงานแบบดั้งเดิมและสิ่งแวดล้อมที่ค่อยๆ ลดลงก็ทวีความรุนแรงมากขึ้น พลังงานแสงอาทิตย์ในฐานะพลังงานหมุนเวียนที่สะอาดและปราศจากมลภาวะ ได้รับความสนใจจากผู้คนอย่างใกล้ชิดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา กำลังการผลิตติดตั้งของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และไฟฟ้าบนกริดก็เพิ่มขึ้นทุกปีเช่นกัน แต่เนื่องจากลักษณะของกำลังการผลิตติดตั้งโดยทั่วไปมีขนาดเล็ก เค้าโครงของไซต์จึงค่อนข้างกระจัดกระจาย และ ความผันผวนของกำลังไฟฟ้าขาออกมีขนาดใหญ่ และยังทำให้เกิดผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพไฟฟ้าของโครงข่ายอีกด้วยดังนั้นจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการศึกษาอิทธิพลของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่มีต่อคุณภาพไฟฟ้า เพื่อส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าและการดำเนินงานโครงข่ายไฟฟ้าที่ปลอดภัยและมั่นคง
1 หลักการพื้นฐานของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
การผลิตพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ใช้เอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ปรากฏบนพื้นผิวของเซมิคอนดักเตอร์เพื่อส่งกระแสตรงผ่านแสงที่ปลายทั้งสองด้านของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสงบนโหนด PN ของเซมิคอนดักเตอร์ คู่อิเล็กตรอนของรูใหม่จะเกิดขึ้น และหลังจากที่โฟตอนกระตุ้นอิเล็กตรอนจากพันธะโควาเลนต์ อิเล็กตรอนจะไหลไปยังบริเวณ N และรูจะไหลไปยังบริเวณ P ส่งผลให้ ความต่างศักย์ระหว่างปลายทั้งสองของเซมิคอนดักเตอร์เมื่อต่อวงจรที่ปลายทั้งสองด้านของจุดเชื่อมต่อ PN แล้ว กระแสไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้น โดยไหลจากโซน P ไปยังโซน N ผ่านวงจรภายนอก และพลังงานไฟฟ้าจะถูกส่งออกไปยังโหลด
2 โครงสร้างและการจำแนกประเภทของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริด
ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริดส่วนใหญ่ประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์ (โมดูล) ตัวควบคุมการติดตามพลังงานสูง (MPPT) อินเวอร์เตอร์ DC-AC หลายส่วน โดยใช้ทรานซิสเตอร์สองขั้วเกตแบบหุ้มฉนวน (IG-BT) เป็นองค์ประกอบสวิตชิ่งของอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เอาต์พุต DC ของเซลล์แสงอาทิตย์จะถูกยกขึ้นโดยตัวแปลง DC-DC เพื่อเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้า จากนั้น DC จะถูกแปลงเป็นกระแสสลับด้วยแอมพลิจูด ความถี่ และเฟสของแรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายไฟฟ้าผ่าน DC-AC ที่เท่ากัน อินเวอร์เตอร์เพื่อที่จะตระหนักถึงการรวมเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าหรือจ่ายพลังงานให้กับโหลด ACโครงสร้างของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1 โครงสร้างระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริด
ตามโหมดการทำงานที่เชื่อมต่อกับกริด ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สามารถแบ่งออกเป็นสามรูปแบบ: เชื่อมต่อกับกริดทวนกระแส, ไม่มีการเชื่อมต่อกับกริดทวนกระแส และเชื่อมต่อกริดแบบสลับระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริดเชื่อมต่อโดยตรงกับโครงข่ายไฟฟ้า ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่เก็บพลังงาน ช่วยประหยัดพื้นที่ ลดต้นทุนการกำหนดค่าได้อย่างมาก และเสริมการขาดดุลพลังงานโหลดด้วยโครงข่ายไฟฟ้าดังนั้น ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริดจึงเป็นทิศทางการพัฒนาหลักของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ และยังเป็นวิธีการผลิตพลังงานใหม่ที่มีศักยภาพในขั้นตอนนี้อีกด้วย
การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นการผลิตพลังงานใหม่ แสงสว่าง อุณหภูมิ และสภาวะภายนอกอื่นๆ ของการสุ่ม ความผันผวน การเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ เป็นปัจจัยหลักของผลกระทบจากการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์บนโครงข่ายไฟฟ้าในหมู่พวกเขา อินเวอร์เตอร์ DC-AC เป็นหนึ่งในอุปกรณ์หลักของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริด และคุณภาพของอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นตัวกำหนดว่าคุณภาพไฟฟ้าของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สามารถตอบสนองความต้องการของการเชื่อมต่อกับกริดในระดับหนึ่งหรือไม่เมื่อการผลิตพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เชื่อมต่อกับโครงข่าย ปัญหาต่างๆ เช่น ฮาร์โมนิค ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและการกะพริบ การฉีด DC และผลกระทบเกาะจะเกิดขึ้น ซึ่งจะลดคุณภาพไฟฟ้าของโครงข่ายและก่อให้เกิดผลเสียต่อโครงข่ายในกรณีที่ร้ายแรง มันจะรบกวนการทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของระบบจ่ายไฟและอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เอง
3.1อิทธิพลฮาร์มอนิก
การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์คือการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้ากระแสตรงผ่านโมดูลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ จากนั้นจึงแปลงผ่านอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายเพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อให้เชื่อมต่อกับโครงข่ายได้ในระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ อินเวอร์เตอร์เป็นอุปกรณ์หลักในการผลิตฮาร์โมนิกส์การใช้งานชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์กำลังจำนวนมากในอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดได้ปรับปรุงข้อมูลและการประมวลผลอัจฉริยะของระบบ แต่ยังเพิ่มโหลดแบบไม่เชิงเส้นจำนวนมาก ทำให้เกิดการบิดเบือนรูปคลื่นและนำฮาร์โมนิกจำนวนมากมาสู่ระบบการหน่วงเวลาของความเร็วในการสลับของอินเวอร์เตอร์ยังส่งผลต่อเอาท์พุตของประสิทธิภาพไดนามิกโดยรวมภายในระบบไฟฟ้า ส่งผลให้มีช่วงฮาร์โมนิคเพียงเล็กน้อยหากสภาพอากาศ (การฉายรังสี อุณหภูมิ) เปลี่ยนแปลงอย่างมาก ช่วงความผันผวนของฮาร์โมนิคก็จะกว้างขึ้นเช่นกันแม้ว่าฮาร์โมนิคกระแสเอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดตัวเดียวจะมีขนาดเล็ก แต่ฮาร์โมนิคกระแสเอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดหลายตัวจะถูกซ้อนทับหลังจากที่เชื่อมต่อแบบขนาน ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ฮาร์โมนิกกระแสเอาท์พุตเกินมาตรฐานนอกจากนี้ การเชื่อมต่อแบบขนานของอินเวอร์เตอร์ยังง่ายต่อการสร้างเรโซแนนซ์แบบขนาน ซึ่งนำไปสู่ปรากฏการณ์คัปปลิ้งเรโซแนนซ์ ส่งผลให้เกิดการขยายตัวของกระแสฮาร์มอนิกจำเพาะ และปัญหาปริมาณฮาร์มอนิกที่มากเกินไปของกระแสที่เชื่อมต่อกับกริด
มุ่งเป้าไปที่ปัญหาคุณภาพไฟฟ้าหลังจากการเข้าถึงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ จึงได้หยิบยกวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการปราบปรามฮาร์โมนิกส์:
3.2 ความผันผวนและการกะพริบของแรงดันไฟฟ้า
ในเครือข่ายการจำหน่ายแบบดั้งเดิม การเปลี่ยนแปลงของพลังงานที่ใช้งานและพลังงานปฏิกิริยาตามเวลาจะทำให้เกิดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าของระบบสำหรับการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ การเปลี่ยนแปลงของพลังงานที่ใช้งานของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและการสั่นไหวของจุดเชื่อมต่อจุดพลังงานสูงของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเข้มของรังสี สภาพอากาศ ฤดูกาล อุณหภูมิ และปัจจัยอื่นๆ และการเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มของปัจจัยทางธรรมชาติเหล่านี้ทำให้กำลังไฟฟ้าเอาท์พุตเปลี่ยนแปลงอย่างมาก ส่งผลให้ ในการเปลี่ยนแปลงกำลังโหลดบ่อยครั้งภายในช่วงที่กำหนด ส่งผลให้เกิดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและการกะพริบที่ปลายโหลดของผู้ใช้ที่เชื่อมต่อกับโครงข่าย
ปัจจุบันแนวทางแก้ไขความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและปัญหาการสั่นไหวของแผงเซลล์แสงอาทิตย์มีดังนี้
2) เพิ่มความสามารถในการลัดวงจรของบัสสถานีย่อย
3) เมื่อกำหนดความจุของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แล้ว ตัวประกอบกำลังจะเพิ่มขึ้นเพื่อเพิ่มกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานทั้งหมด ซึ่งจะช่วยลดปริมาณการเปลี่ยนแปลงพลังงานปฏิกิริยา และเป็นไปตามข้อกำหนดขีดจำกัดของความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า
3.3 ปัญหาการฉีดดีซี
ปัญหาสำคัญอีกประการหนึ่งที่ต้องแก้ไขในระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริดคือการฉีดกระแสตรงการฉีด Dc ส่งผลต่อคุณภาพไฟฟ้าของโครงข่าย และยังส่งผลเสียต่ออุปกรณ์อื่นๆ ในโครงข่ายอีกด้วยIEEEStd929-2000 และ IEEEStd547-2000 กำหนดไว้อย่างชัดเจนว่าส่วนประกอบกระแส DC ที่ฉีดเข้าไปในกริดโดยอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกริดจะต้องไม่เกิน 0.5% ของกระแสไฟที่กำหนดของอุปกรณ์สาเหตุหลักของการฉีด DC คือ:
การกระจายตัวของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังและความไม่สอดคล้องกันและความไม่สมดุลของวงจรขับเคลื่อน2) การเคลื่อนตัวเป็นศูนย์และความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ตรวจวัดในตัวควบคุมกำลังสูง3) ความไม่สมมาตรของอิมพีแดนซ์ของเส้นของอุปกรณ์สวิตชิ่งแต่ละตัว อิทธิพลของพารามิเตอร์ปรสิตและสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของปรสิต ฯลฯ
ปัจจุบันวิธีการหลักในการปราบปรามการฉีด DC ได้แก่ 1) วิธีการชดเชยการตรวจจับ;2) ปรับให้เหมาะสมและออกแบบโครงสร้างเชื่อมต่อกริดของอินเวอร์เตอร์3) การแยกตัวเก็บประจุแบบตรง4) วิธีความจุเสมือน5) หม้อแปลงแยกอุปกรณ์
3.4 ผลกระทบของเอฟเฟกต์เกาะ
เอฟเฟกต์เกาะหมายถึงปรากฏการณ์ที่แหล่งจ่ายไฟกริดถูกขัดจังหวะเนื่องจากปัจจัยมนุษย์หรือปัจจัยทางธรรมชาติ แต่ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับกริดแต่ละระบบล้มเหลวในการตรวจจับสถานะไฟดับของกริดไฟฟ้าได้ทันเวลา ดังนั้นระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และ โหลดที่เชื่อมต่อยังคงทำงานอย่างอิสระด้วยการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของอัตราการเจาะการเข้าถึงของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่าย ความน่าจะเป็นของปรากฏการณ์เกาะจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นการก่อตัวของปรากฏการณ์เกาะมีผลกระทบเชิงลบต่อคุณภาพไฟฟ้าของเครือข่ายการจำหน่ายทั้งหมด ซึ่งส่วนใหญ่ได้แก่:
สำหรับผลกระทบจากเอฟเฟกต์เกาะ มีวิธีแก้ไขหลักๆ ดังต่อไปนี้:
4 วิธีแก้ปัญหา
4.1การตรวจสอบคุณภาพไฟฟ้าแบบออนไลน์
อุปกรณ์ตรวจสอบคุณภาพไฟฟ้าออนไลน์ APView500 ใช้แพลตฟอร์มแบบมัลติคอร์ประสิทธิภาพสูงและระบบปฏิบัติการแบบฝัง และวัดตัวบ่งชี้คุณภาพไฟฟ้าตามวิธีการวัดที่ระบุใน IEC61000-4-30 "เทคโนโลยีการทดสอบและการวัด - วิธีการวัดคุณภาพไฟฟ้า" .โดยผสานรวมการวิเคราะห์ฮาร์มอนิก การสุ่มตัวอย่างรูปคลื่น แรงดันตก/เพิ่มขึ้น/ขัดจังหวะ การตรวจสอบการสั่นไหว การตรวจสอบความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า การบันทึกเหตุการณ์ การควบคุมการวัด และฟังก์ชันอื่นๆอุปกรณ์ได้บรรลุมาตรฐาน IEC61000-4-30A-class ในด้านการกำหนดมาตรฐานของวิธีการวัดพารามิเตอร์ดัชนีคุณภาพไฟฟ้า ความแม่นยำในการวัดของพารามิเตอร์ดัชนี การซิงโครไนซ์นาฬิกา ฟังก์ชันการทำเครื่องหมายเหตุการณ์ และด้านอื่น ๆ และสามารถตอบสนองความต้องการของการตรวจสอบคุณภาพไฟฟ้าได้ ของระบบจ่ายไฟ 110kV และต่ำกว่า
4.2 อุปกรณ์ป้องกันเกาะ
เมื่ออุปกรณ์ป้องกันเกาะตรวจพบว่ามีข้อมูลผิดปกติ เช่น พลังงานย้อนกลับ การกลายพันธุ์ของความถี่ ฯลฯ นั่นคือเมื่อเกิดปรากฏการณ์เกาะ อุปกรณ์สามารถทำงานร่วมกับเซอร์กิตเบรกเกอร์เพื่อตัดโหนดได้อย่างรวดเร็ว เพื่อให้ สถานีไฟฟ้าและฝั่งโครงข่ายไฟฟ้าจะถูกแยกออกจากกันอย่างรวดเร็ว และรับประกันความปลอดภัยในชีวิตของสถานีไฟฟ้าทั้งหมดและเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงที่เกี่ยวข้อง
4.3 การแนะนำผลิตภัณฑ์
5. สรุป
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ของจีน กำลังการผลิตติดตั้งและปริมาณของไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายก็เพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพไฟฟ้าของโครงข่ายดังนั้นจึงจำเป็นต้องศึกษาอิทธิพลของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายต่อคุณภาพไฟฟ้าของโครงข่ายบทความนี้จะวิเคราะห์หลักการพื้นฐานและคุณลักษณะเชิงโครงสร้างของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ อธิบายสาเหตุของฮาร์มอนิก ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและการสั่นไหว การฉีด DC และผลกระทบของเกาะในการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่าย และนำเสนอมาตรการที่เป็นไปได้เพื่อปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า ซึ่งมี ความสำคัญในการอ้างอิงบางประการสำหรับการปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เพิ่มเติม
อ้างอิง
[1] Li Hailong, Huang Hongbin, Tan Xiaodon การวิเคราะห์อิทธิพลของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายต่อคุณภาพไฟฟ้า [J]เทคโนโลยีไฟฟ้ากับการประหยัด 2562:73-75
[2] Wang Yunguo การวิเคราะห์อิทธิพลของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายต่อคุณภาพไฟฟ้า [J]เทคโนโลยีและอุปกรณ์การเกษตร,2012,(08):53-54.
[3] Xu Wenli, Bao Wei, Wang Jubo.etc การทบทวนงานวิจัยเกี่ยวกับอิทธิพลของกำลังไฟฟ้าแบบกระจายที่เชื่อมต่อกับกริดต่อคุณภาพไฟฟ้า [J]เทคโนโลยีพาวเวอร์ซัพพลาย, 2016, (12):2799-2801.
[4] Ding Ming, Wang Weishen, Wang Xiuli.etc ภาพรวมของผลกระทบของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ต่อระบบไฟฟ้า [J]การดำเนินการของ CSEE,2014, (01):1-7.
[5] Bao Dangquan อิทธิพลและการตอบโต้ของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบกระจายที่เชื่อมต่อกับกริดบนเครือข่ายการกระจายสินค้า [J]เทคโนโลยีและผลิตภัณฑ์ใหม่ของจีน,2017, (06)71-72
[6] Guo Yuhang การอภิปรายเกี่ยวกับอิทธิพลและการตอบโต้ของ PV แบบกระจายที่เชื่อมต่อกับกริดบนเครือข่ายการกระจาย [J]คู่มือนวัตกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ปี 2017 (03): 27-29
[7] โจวซิงหยู่ภาพรวมผลกระทบของการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ต่อระบบไฟฟ้า [J]วิศวกรรมอุปกรณ์ของจีน, 2017, (01): 157-158
ป้อนข้อความของคุณ