Ponieważ sieci w krajach WNP, na Bliskim Wschodzie i w Azji Południowo-Wschodniej pochłaniają coraz więcej energii słonecznej i BESS, badania połączeń wzajemnych coraz częściej zadają pytanie, które ledwie istniało pięć lat temu: czy falownik może tworzyć sieć, czy tylko za nią podążać? Błędna odpowiedź na etapie projektowania może oznaczać nieudane badanie kodu sieci i przeprojektowanie instalacji na kilka miesięcy przed oddaniem do eksploatacji.
Co sprawia, że falownik „tworzy siatkę”?
A falownik tworzący siatkę (GFM). reguluje swoją moc wyjściową jako źródło napięcia o stałym wewnętrznym kącie fazowym i wielkości, tę samą rolę, jaką zawsze odgrywał wirujący generator synchroniczny. Może niezależnie ustawiać napięcie i częstotliwość, radzić sobie z zakłóceniami, wprowadzając szybki prąd zwarciowy i – w odpowiedniej konfiguracji – zasilać pozbawioną napięcia magistralę bez zewnętrznego źródła odniesienia. Konwencjonalny falownik podążający za siecią (GFL)., natomiast jest źródłem prądu: mierzy istniejące napięcie i częstotliwość sieci za pomocą pętli synchronizacji fazowej i synchronizuje z nim prąd. Usuń odniesienie do sieci, a czysty falownik GFL nie będzie miał nic do naśladowania.
Falowniki sieciowe: obecny standard
Sterowanie podążaniem za siatką było ustawieniem domyślnym falowniki fotowoltaiczne na skalę użytkową od dwóch dekad, ponieważ jest prosty, tani i dobrze sprawdza się w sieciach z dużą liczbą generacji synchronicznej w celu ustawienia napięcia i częstotliwości odniesienia. Zdecydowana większość mocy zainstalowanych ciągów i falowników centralnych na całym świecie jest zgodna z siecią, a w przypadku silnie połączonej sieci o niskim stopniu penetracji odnawialnych źródeł energii pozostaje to właściwym wyborem ekonomicznym. Ograniczenia pojawiają się wraz ze wzrostem penetracji odnawialnych źródeł energii: sieć ze zbyt małą liczbą wirówek i zbyt dużą liczbą falowników GFL może utracić stabilność częstotliwości w przypadku awarii, ponieważ nic aktywnie nie utrzymuje wartości odniesienia, od której zależy flota GFL.
Dlaczego tworzenie siatki ma znaczenie w przypadku słabych sieci i witryn o wysokim BESS
Właśnie taki scenariusz planuje wielu klientów Econo Solar: odległe segmenty sieci w Azji Środkowej, mikrosieci wyspiarskie i górnicze w Azji Południowo-Wschodniej oraz sieci przesyłowe na Bliskim Wschodzie, które dodają gigawaty energii słonecznej i magazynów szybciej, niż można zbudować nowe zdolności przesyłowe i synchroniczne. W tych systemach operatorzy sieci zaczynają zapisywać wymagania GFM bezpośrednio w kodach połączeń wzajemnych, w szczególności dla magazynowanie energii akumulatora aktywa, które mogą zapewnić prąd zwarciowy i reakcję na bezwładność, której potrzebuje słaba sieć. Możliwość obsługi GFM ST255CS-2H Na przykład PCS może stabilizować lokalne napięcie i częstotliwość podczas zwarcia na odcinku sieci, które w przeciwnym razie spowodowałoby wyłączenie elektrowni słonecznej GFL w trybie offline.
Platformy firmy Sungrow z możliwością formowania siatki
Firma Sungrow wprowadziła kontrolę formowania siatki jako tryb wybierany przez oprogramowanie sprzętowe na kilku platformach narzędziowych i pamięci masowych, a nie w osobnej linii produktów. Po stronie przechowywania jednostki PCS w Rodziny MGL060 i ST255CS-2H obsługuje działanie GFM w zastosowaniach mikrosieci i słabych sieci, w tym sekwencjonowanie czarnego startu w połączeniu z odpowiednim sterownikiem instalacji. Po stronie energii słonecznej platformy inwerterów centralnych firmy Sungrow wykorzystywane są na dużą skalę falownik sieciowy Wdrożenia są certyfikowane pod kątem zgodności z kodeksami sieci obejmującymi GFM na wybranych rynkach w miarę opracowywania tych kodeksów. Ponieważ GFM to raczej oprogramowanie układowe i pętla sterująca niż sprzętowa jednostka SKU, dokładna dostępność zależy od modelu, wersji oprogramowania sprzętowego i docelowego kodu sieci — przed sfinalizowaniem wyposażenia na schemacie jednokreskowym należy zawsze potwierdzić aktualny status certyfikacji u inżyniera sprzedaży Econo Solar.
| Charakterystyczne | Śledzenie siatki | Tworzenie siatki |
|---|---|---|
| Odniesienie kontrolne | Podąża za zmierzonym napięciem/częstotliwością sieci (źródło prądu) | Ustawia własne napięcie/częstotliwość (źródło napięcia) |
| Zaciemnienie / początek wyspy | Nie można rozpocząć bez odniesienia zewnętrznego | Może uruchomić sekcję wyspową na czarno |
| Przejazd z usterką | Ograniczony udział szybkiego prądu zwarciowego | Wyższy, kontrolowany wtrysk prądu zwarciowego |
| Najlepsze dopasowanie | Silne sieci, niska penetracja odnawialnych źródeł energii | Słabe sieci, mikrosieci, duża penetracja BESS/słoneczna |
| Typowa premia kosztowa | Linia bazowa | Niski jednocyfrowy procent kosztów szt./inwertera |
Określanie falowników tworzących siatkę: lista kontrolna zamówień
Jeżeli badanie połączeń wzajemnych lub kodeks sieci wskazują na wymaganie GFM, zespoły zakupowe powinny potwierdzić pięć rzeczy przed wydaniem zamówienia:
- Która konkretna wersja oprogramowania sprzętowego i tryb sterowania zapewnia certyfikowane zachowanie GFM w proponowanym modelu
- Czy dostępna jest funkcja czarnego rozruchu, czy wymagana jest oddzielna licencja i sterownik instalacji
- Wielokrotność prądu zwarciowego, jaki urządzenie może wytrzymać podczas zwarcia (zwykle 1,1–1,5 x prąd znamionowy przez kilka cykli)
- Raporty z testów typu lub zgodności z przepisami sieciowymi sporządzone przez akredytowane laboratorium dla przepisów kraju docelowego
- Czy tryb GFM jest zgodny z wybraną instalacją falownik hybrydowy lub topologia PCS i istniejący sterownik SCADA/instalacji
Kodeksy sieciowe i zgodność w krajach WNP, na Bliskim Wschodzie i w Azji Południowo-Wschodniej
Wymagania dotyczące kodów sieci dotyczące tworzenia sieci szybko się zmieniają i różnią się znacznie w zależności od kraju — niektórzy operatorzy systemów przesyłowych w Zatoce Perskiej i Azji Środkowej odwołują się obecnie do IEEE 2800 lub podobnych standardów zasobów opartych na falownikach bezpośrednio w umowach o połączeniach wzajemnych, podczas gdy inni nadal działają zgodnie ze starszymi kodami, bez żadnego języka GFM. Ponieważ wymagania te mogą ulec zmianie pomiędzy studium wykonalności a oddaniem do użytku wieloletniego projektu, firmy EPC powinny zapewnić elastyczność umowną w celu aktualizacji oprogramowania sprzętowego falownika lub, w rzadkich przypadkach, wymiany modeli PCS bez pełnego cyklu przeprojektowania. Econo Solar śledzi aktualizacje kodów sieci na naszych aktywnych rynkach i sygnalizuje wymagania GFM na etapie wstępnej wyceny sprzętu, aby uniknąć tego rodzaju przeróbek na późniejszym etapie.
W przypadku firm EPC biorących udział w przetargach w tych regionach praktycznym wnioskiem jest traktowanie możliwości formowania siatki jako elementu specyfikacji technicznej, a nie przyjętej wartości domyślnej. Zapytaj bezpośrednio zespół ds. połączeń wzajemnych operatora sieci, czy wymagane jest zachowanie GFM, poproś na piśmie o odpowiednią klauzulę IEEE 2800 lub lokalnego kodeksu sieci i uzyskaj potwierdzenie zgodności sprzętu od producenta przed zablokowaniem cen. Dzięki temu pojedynczemu krokowi można uniknąć najczęstszego źródła przekroczeń kosztów na późnym etapie współczesnych projektów fotowoltaicznych i magazynowych o słabej sieci.