Система с постоянным током + система с переменным током

‍Предисловие

Системы с постоянным током и переменным током являются распространенными методами преобразования энергии в новых сценариях применения энергии. Они имеют свои преимущества в практических сценариях применения для удовлетворения различных практических потребностей. В текущих решениях для систем хранения фотоэлектрической энергии в соответствии с требованиями и потребностями было разработано решение «система с постоянным током + система с переменным током».

Гибридные инверторы — это новый тип солнечной технологии, который сочетает в себе преимущества традиционных солнечных инверторов и гибкость аккумуляторных инверторов в одном аппаратном устройстве. Для новых клиентов, которые хотят установить систему солнечной энергетики с возможностью будущего обновления и расширения, гибридные инверторы являются новым и актуальным решением (Solar). Однако высокая стоимость замены всей системы и дорогостоящая покупка оборудования и модификация системы при объединении с существующей фотоэлектрической системой (фотоэлектрическая панель + инвертор, подключенный к сети) заставляют существующих клиентов на рынке новой энергии искать более экономичное решение по сравнению с интегрированным гибридным инвертором. Поэтому появилось решение «DC coupling + AC coupling system», которое предоставляет существующим клиентам на рынке новый способ пользоваться чистой энергией.

Схема системы постоянного тока + переменного тока

В системе решений гибридная система хранения фотоэлектрической энергии с постоянным током имеет функцию переменного тока, интегрируя систему, подключенную к сети, и систему хранения фотоэлектрической энергии посредством логического управления. Фотоэлектрический инвертор может заряжать аккумулятор посредством преобразования переменного тока в постоянный, реализуя общий режим применения «самостоятельного использования».

«Система соединения постоянного и переменного тока» достигает определенного баланса между стоимостью системы и конкретными требованиями к освещению/емкости хранения и подходит для расширения и преобразования систем хранения энергии существующих фотоэлектрических систем или установки новых систем хранения фотоэлектрической энергии. Сценарий применения не только повышает коэффициент самопотребления фотоэлектрической энергии, но и увеличивает коэффициент использования системы хранения энергии. Например, 70 % нагрузки переменного тока в домохозяйстве может быть непосредственно обеспечено фотоэлектрической системой, а остальные 30 % нагрузки могут быть дополнены системой хранения энергии.

Такой метод комбинирования и подбора не только отличается высокой гибкостью, но и более «гибкий» по сравнению с простой системой соединения. Например, если пользователь не очень чувствителен к емкости системы аккумуляторных батарей, он может выбрать аккумуляторную батарею небольшой емкости, чтобы сэкономить деньги. Если в семье клиента имеется больше электрооборудования и он готов приобрести аккумуляторную батарею большой емкости для хранения избыточной энергии фотоэлектрических систем с целью достижения экономической цели «сглаживания пиков и заполнения впадин», то клиент может приобрести систему аккумуляторных батарей большой емкости. Или же семья клиента недавно приобрела новые энергоэффективные автомобили, добавила зарядные устройства и приобрела большое количество электрооборудования высокой мощности. Исходная фотоэлектрическая система не способна обеспечить питание текущей электрической нагрузки. В этом случае пользователь может не только расширить мощность фотоэлектрической системы, но и добавить систему аккумуляторных батарей для хранения энергии, которая будет взаимодействовать с фотоэлектрической системой, чтобы удовлетворить потребность в «сглаживании пиков и заполнении впадин» и обеспечить стабильность и надежность бытовых электрических нагрузок.

Однако в этой системе есть и некоторые моменты, вызывающие озабоченность, такие как реализация схемы защиты от обратного потока, мониторинг нагрузки и потеря фотоэлектрической энергии в автономных системах. Эти проблемы обычно решаются следующим образом:

Решения для автономных систем

Когда фотоэлектрический инвертор работает, сетевая система служит стабильным источником напряжения, обеспечивающим питание для его нормальной работы. Поэтому в режиме автономной работы фотоэлектрический инвертор не может нормально функционировать. В «системе соединения постоянного тока + соединения переменного тока», если вы хотите обеспечить нормальную работу фотоэлектрического инвертора в автономном режиме, обычно используется автономная функция инвертора накопления энергии для имитации источника напряжения (источник тока переключается на источник напряжения), чтобы обеспечить нормальную работу солнечного инвертора.

Производители инверторов, чтобы реализовать взаимосвязь между аккумуляторными батареями, бытовыми/промышленными и коммерческими нагрузками, а также «спросом и предложением» электроэнергии в фотоэлектрических системах. Обычно для управления выходной мощностью солнечного инвертора используется стратегия управления P/F, которая регулирует выходную частоту устройства хранения энергии.

Диаграмма регулирования частоты

Примечание: «P» обозначает мощность, «F» — частоту. Стратегия управления P/F обеспечивает стабильность мощности, подаваемой на нагрузку, даже при изменении нагрузки, что позволяет достичь эффективного и точного управления нагрузкой.

Схема предотвращения обратного потока

В сценарии применения системного решения, состоящего из гибридной машины и подключенной к сети машины, для предотвращения обратного потока необходимо не только контролировать фотоэлектрическую энергию, поступающую через гибридный инвертор накопления энергии, но и контролировать электрическую энергию, генерируемую фотоэлектрическим инвертором. Как правило, этой цели можно достичь с помощью трех логических схем и методов управления, широко используемых на рынке.

1. Прямая связь между фотоэлектрическим инвертором и инвертором накопителя энергии. Как правило, инвертор накопителя энергии используется в качестве хоста для связи, а фотоэлектрический инвертор управляется для систематического контроля заряда и разряда аккумуляторной батареи накопителя энергии и питания нагрузки.

2. Внешнее подключение дополнительного унифицированного оборудования общего управления. Использование дополнительных внешних устройств управления в качестве общей логики управления всей системой накопления энергии. Однако такие входные затраты относительно высоки, и для достижения этой цели требуется специальная настройка связи.

3. Фотоэлектрический инвертор и инвертор накопления энергии управляются отдельно. Это решение относительно простое и грубое и требует согласованности пороговых значений противотока. Кроме того, существуют неконтролируемые различия в скорости отклика и точности выборки данных различных моделей, которые, как правило, необходимо проверить с помощью сопоставительных испытаний, прежде чем применять их на практике.

Решение для мониторинга нагрузки

Схема мониторинга нагрузки и схема противотока дополняют друг друга. Вышеуказанные три решения по предотвращению обратного потока также могут реализовывать функцию мониторинга нагрузки.

Примечание: когда инвертор накопления энергии (с добавлением нескольких датчиков тока) и фотоэлектрический инвертор (для мониторинга и визуализации программного обеспечения, а также обработки данных требуется один и тот же производитель) управляются отдельно, это обычно реализуется путем интеграции данных в облаке или мониторинга нагрузки терминалов мониторинга. Поэтому, как правило, это может быть реализовано только при совместимости с инверторами одной марки.

Цитата

SolarPalmetto. (No date). What is a Hybrid Inverter? Retrieved: July 19, 2023, Source: Palmetto Solar Blog: https://palmetto.com/learning-center/blog/hybrid-inverter-for-solar -guide-pros-cons