Chống dòng điện ngược trong hệ thống năng lượng mặt trời dân dụng: Tại sao điều này quan trọng và cách kiểm soát nó

Giới thiệu: Tại sao dòng điện ngược chiều lại trở thành một vấn đề thực sự

Khi hệ thống điện mặt trời dân dụng ngày càng phổ biến, nhiều chủ nhà cho rằng việc xuất khẩu điện năng dư thừa trở lại lưới điện luôn được chấp nhận. Trên thực tế,dòng điện ngược—khi dòng điện chảy từ hệ thống năng lượng mặt trời của một hộ gia đình trở lại lưới điện công cộng—đã trở thành mối lo ngại ngày càng lớn đối với các công ty điện lực trên toàn thế giới.

Tại nhiều khu vực, đặc biệt là những nơi mạng lưới phân phối điện hạ thế ban đầu không được thiết kế cho dòng điện hai chiều, việc bơm điện không kiểm soát vào lưới có thể gây ra mất ổn định điện áp, trục trặc hệ thống bảo vệ và rủi ro an toàn. Do đó, các công ty điện lực đang giới thiệuyêu cầu không xuất khẩu hoặc chống dòng điện ngượcDành cho các hệ thống điện mặt trời dân dụng và thương mại quy mô nhỏ.

Điều này đã khiến các chủ nhà, người lắp đặt và nhà thiết kế hệ thống đặt ra một câu hỏi quan trọng:
Làm thế nào để phát hiện và kiểm soát chính xác dòng điện ngược trong thời gian thực mà không làm giảm lượng điện mặt trời tự tiêu thụ?

Hiện tượng dòng điện ngược trong hệ thống quang điện dân dụng là gì?

Hiện tượng dòng điện ngược xảy ra khi lượng điện mặt trời tạo ra tức thời vượt quá mức tiêu thụ của hộ gia đình tại địa phương, khiến lượng điện dư thừa chảy ngược trở lại lưới điện quốc gia.

Các tình huống điển hình bao gồm:

• Đỉnh điểm của mặt trời vào giữa trưa khi lượng điện tiêu thụ trong hộ gia đình thấp.

• Những ngôi nhà được trang bị hệ thống pin mặt trời cỡ lớn.

• Các hệ thống không có chức năng lưu trữ năng lượng hoặc kiểm soát xuất khẩu.

Từ góc độ lưới điện, dòng điện hai chiều này có thể gây gián đoạn việc điều chỉnh điện áp và tải máy biến áp. Từ góc độ chủ nhà, dòng điện ngược chiều có thể dẫn đến:

• Các vấn đề tuân thủ lưới điện

• Tắt biến tần cưỡng chế

• Giảm thiểu việc phê duyệt hệ thống hoặc các hình phạt tại các thị trường được quản lý.

Vì sao các công ty điện lực cần điều khiển chống dòng điện ngược

Các công ty điện lực thực thi các chính sách chống dòng điện ngược chiều vì một số lý do kỹ thuật:

• Điều chỉnh điện ápViệc sản xuất điện dư thừa có thể đẩy điện áp lưới vượt quá giới hạn an toàn.

• Điều phối bảo vệCác thiết bị bảo vệ kiểu cũ giả định dòng chảy một chiều.

• Tính ổn định của mạngViệc lắp đặt hệ thống quang điện (PV) không kiểm soát với số lượng lớn có thể gây mất ổn định đường dây điện hạ thế.

Do đó, nhiều nhà điều hành lưới điện hiện nay yêu cầu các hệ thống điện mặt trời dân dụng phải hoạt động theo các điều kiện sau:

• Chế độ không xuất khẩu

• Giới hạn công suất động

• Ngưỡng xuất khẩu có điều kiện

Tất cả các phương pháp này đều dựa trên một yếu tố then chốt:Đo lường chính xác, thời gian thực lưu lượng điện tại điểm kết nối lưới điện..

Cách phát hiện dòng điện ngược trong thực tế

Dòng điện ngược không chỉ được xác định bên trong bộ biến tần. Thay vào đó, nó phải được đo đạc.tại điểm mà tòa nhà kết nối với lưới điện..

Điều này thường được thực hiện bằng cách lắp đặt mộtđồng hồ đo năng lượng thông minh dạng kẹpTrên đường dây điện chính. Đồng hồ đo liên tục giám sát:

• Hướng công suất chủ động (nhập khẩu so với xuất khẩu)

• Thay đổi tải tức thời

• Tương tác lưới điện tổng thể

Khi phát hiện xuất khẩu, đồng hồ đo sẽ gửi phản hồi theo thời gian thực đến bộ biến tần hoặc bộ điều khiển quản lý năng lượng, cho phép thực hiện các biện pháp khắc phục ngay lập tức.

Vai trò của đồng hồ đo điện thông minh trong việc kiểm soát dòng điện ngược chiều.

Trong hệ thống chống dòng điện ngược chiều dân dụng, đồng hồ đo năng lượng đóng vai trò là...tài liệu tham khảo quyết địnhchứ không phải chính thiết bị điều khiển.

Một ví dụ tiêu biểu làCủa OWONĐồng hồ đo điện thông minh WiFi PC321Được thiết kế để đo lường bằng phương pháp kẹp tại điểm kết nối lưới điện. Bằng cách giám sát cả cường độ và hướng dòng điện, đồng hồ đo cung cấp dữ liệu cần thiết cho logic điều khiển xuất khẩu.

Các đặc điểm chính cần thiết cho vị trí này bao gồm:

• Lấy mẫu và báo cáo nhanh chóng

• Phát hiện hướng đáng tin cậy

• Giao tiếp linh hoạt để tích hợp biến tần

• Hỗ trợ cho hệ thống điện dân dụng một pha và hai pha.

Thay vì hạn chế sản lượng điện mặt trời một cách mù quáng, phương pháp này cho phépđiều chỉnh độngDựa trên nhu cầu thực tế của các hộ gia đình.

Các chiến lược kiểm soát dòng điện ngược phổ biến

Kiểm soát xuất khẩu bằng không

Công suất đầu ra của biến tần được điều chỉnh sao cho lượng điện xuất ra lưới điện luôn ở mức bằng hoặc gần bằng không. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi ở những khu vực có chính sách lưới điện nghiêm ngặt.

Giới hạn công suất động

Thay vì một giới hạn cố định, công suất đầu ra của biến tần được điều chỉnh liên tục dựa trên các phép đo lưới điện theo thời gian thực, giúp nâng cao hiệu quả tự tiêu thụ điện năng.

Phối hợp giữa hệ thống quang điện lai và hệ thống lưu trữ

Trong các hệ thống sử dụng pin, năng lượng dư thừa có thể được chuyển hướng vào kho lưu trữ trước khi xuất khẩu, với đồng hồ đo năng lượng đóng vai trò là điểm kích hoạt.

Trong mọi trường hợp,phản hồi thời gian thực từ điểm kết nối lưới điệnĐiều này rất cần thiết cho hoạt động ổn định và tuân thủ các quy định.

Những lưu ý khi lắp đặt: Vị trí đặt đồng hồ đo điện.

Để kiểm soát dòng điện ngược chính xác:

• Cần phải lắp đặt đồng hồ đo năng lượng.ở phía thượng nguồn của tất cả các thiết bị tiêu thụ điện gia dụng.

• Việc đo lường phải được thực hiện trênPhía ACtại giao diện lưới

• Kẹp CT phải bao kín hoàn toàn dây dẫn chính.

Việc bố trí không chính xác—chẳng hạn như chỉ đo công suất đầu ra của biến tần hoặc từng tải riêng lẻ—sẽ dẫn đến việc phát hiện tín hiệu xuất khẩu không đáng tin cậy và hành vi điều khiển không ổn định.

Những yếu tố cần cân nhắc khi triển khai dành cho các nhà tích hợp hệ thống và các dự án năng lượng

Trong các dự án phát triển nhà ở quy mô lớn hoặc các công trình lắp đặt theo dự án, việc kiểm soát dòng điện ngược chiều trở thành một phần của thiết kế hệ thống tổng thể.

Các yếu tố cần cân nhắc chính bao gồm:

• Độ ổn định giao tiếp giữa đồng hồ đo và biến tần

• Khả năng điều khiển cục bộ độc lập với kết nối đám mây

• Khả năng mở rộng trên nhiều hệ thống lắp đặt

• Tương thích với nhiều thương hiệu biến tần khác nhau

Các nhà sản xuất nhưOWONVới các sản phẩm đo năng lượng thông minh chuyên dụng như PC321, cung cấp phần cứng đo lường có thể được điều chỉnh cho các hệ thống năng lượng dân dụng, thương mại và dự án yêu cầu kiểm soát xuất khẩu đáng tin cậy.

Kết luận: Đo lường chính xác là nền tảng của việc chống dòng điện ngược

Chức năng điều khiển chống dòng điện ngược không còn là tùy chọn trong nhiều thị trường điện mặt trời dân dụng. Trong khi bộ biến tần thực hiện các thao tác điều khiển,Các đồng hồ đo năng lượng thông minh cung cấp nền tảng đo lường quan trọng.Điều đó cho phép vận hành an toàn, tuân thủ quy định và hiệu quả.

Bằng cách hiểu rõ vị trí và cách thức phát hiện dòng điện ngược—và bằng cách lựa chọn các thiết bị đo phù hợp—chủ nhà và các nhà thiết kế hệ thống có thể duy trì sự tuân thủ quy định của lưới điện mà không ảnh hưởng đến việc tự tiêu thụ điện năng từ năng lượng mặt trời.

Lời kêu gọi hành động

Nếu bạn đang thiết kế hoặc triển khai các hệ thống năng lượng mặt trời dân dụng yêu cầu kiểm soát dòng điện ngược, thì việc hiểu rõ lớp đo lường là điều thiết yếu.
Khám phá cách các đồng hồ đo năng lượng thông minh dạng kẹp như PC321 của OWON có thể hỗ trợ giám sát lưới điện chính xác và điều khiển thời gian thực trong các hệ thống quang điện hiện đại.

Bài đọc liên quan:

[Bộ kẹp biến dòng không dây cho biến tần năng lượng mặt trời: Điều khiển không xuất điện và giám sát thông minh cho hệ thống quang điện + lưu trữ.]