Vědci v Česku navrhli použití paralelních střídačů ve FV systémech nejen ke snížení nestability, ale také ke zvýšení energetického výnosu. Navrhovaný přístup údajně vede k vyššímu výkonu sledování bodu maximálního výkonu (MPPT).
Skupina vědců z Univerzity Hradec Králové v České republice vyvinula řídicí systém master-slave pro řízení paralelních měničů připojených k FV systému.
Výzkumná skupina vysvětlila, že používání paralelních střídačů ve fotovoltaických systémech je strategií pro optimalizaci výroby energie při zachování účinnosti a spolehlivosti systému. Přičemž poznamenala, že architektury master-slave, což je dobře známý koncept pro řízení a regulaci sdílených zdrojů, se běžně používají v mimosíťové fotovoltaické systémy propojené se skladováním.
V systémech master-slave přijímá hlavní entita jeden nebo více vstupů. A poté vytváří podřízené entity, aby je provedla. Master také řídí počet slave a co každý slave dělá.
„Automatické ovládání master-slave je implementováno pro dosažení rychlé dynamické odezvy a přesné distribuce výkonu zátěže,“ uvedli akademici s tím, že hlavní výzvou této konfigurace je však minimalizace cirkulujícího proudu mezi paralelními jednotkami.
Vysvětlili také, že předchozí přístupy k paralelním invertorům upřednostňovaly otázky stabilizace. „Tato struktura master-slave umožňuje fotovoltaice dodávat maximální energii do mikrosítě,“ dodali. ,,Úložiště poskytuje podporu napětí a frekvence systému tím, že funguje jako hlavní zdroje napětí.“
Tým uvedl, že navrhovaná řídicí technika se opírá o čtyři pilíře. A to o efektivní snížení cirkulačního proudu; přesný MPPT kombinující poruchu a pozorování (P&O) metodu s algoritmem proporcionálně-integrální-derivace (PID); rychlá odezva na změny zatížení a záření za méně než 50 milisekund; a doba návratnosti 3,6 roku.
Technika pro nasazení paralelních střídačů ve FV systémech
Vědci využili zejména PID regulátor os d-q-0, hlavní jednotku založenou na PID regulaci napěťovou smyčkou a podřízené jednotky využívající dvousmyčkové PID řízení proudu. „Otrocké jednotky‘ vnější smyčka je zodpovědná za sledování maximálního výkonu FV jednotek. Zatímco vnitřní smyčka je zodpovědná za sdílení požadovaného množství energie s proudem, který je ve fázi se zátěžovým proudem,“ vysvětlili.
Prostřednictvím série simulací vědci zjistili, že hlavní střídač připojený k bateriím udržoval konstantní napětí systému. A zároveň umožňuje kompenzovat deficity ve výrobě FV. Také se zjistilo, že navrhovaný přístup účinně omezuje cirkulační proudy mezi měniči.
Dále zjistili, že MPPT provozuje všechny solární panely na jejich přesných MPP se 100 % účinností a zanedbatelnými výkyvy. A to bez ohledu na zatížení a radiační podmínky. Řídicí systém reaguje na jakékoli změny zátěže nebo záření za méně než 50 milisekund. Což zajišťuje rychlý a efektivní provoz systému, uzavřeli.
Nová řídicí strategie se představila v dokumentu „Maximalizace výkonu fotovoltaického systému pomocí strategie master-slave pro paralelní invertory.“ Ten se publikoval ve Zprávy o energii.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
