Mistari ya Uendeshaji wa Inverters Zenye Kujihusisha na Mipango

I. Sifa za Kudhibiti wa Inverters zinazofanikiwa na Mtandao

Inverters zinazofanikiwa na mtandao ni vifaa vinavyoconvert umbo wa mawingu (DC) kwa umbo wa mawingu unaoabadilika (AC) na yanayotumiwa sana katika mifumo ya kuundaji nishati ya jua (PV). Sifa za kudhibiti hizi zinafaa kwa viwango vifuatavyo:

Mchakato wa Kutumia Nishati:Chini ya mto wa jua, vibao vya PV vinapata nishati ya DC. Kwa inverters ndogo na wazi, muundo wa viwango vitatu unatumika mara nyingi, ambapo nishati ya DC inayopatikana kutoka vibao vya PV huonekana kwanza kupitia converter wa DC/DC kwa maeneo ya awali, basi kupitia converter wa DC/AC kutoa AC. Inverters makubwa mara nyingi hutumia muundo wa viwango moja kwa uunganisho wa moja kwa moja. Wakati wa kudhibiti, inverter huongeza mudhibiti wa moduli wa inverter wa viwango vitatu kwa kutambua umbo wa DC, mzunguko, na umbo wa AC na mzunguko wa mtandao. Mfumo wa udhibiti wa kiitano hunipata ishara za PWM (Pulse Width Modulation) za kudhibiti, ikisaidia inverter kukua AC linalofanikiwa na mtandao. Kwa mfano, wakati nishati ya DC kutoka vibao vya PV iningia kwenye inverter wa kufanikiwa na mtandao, inafungua kwanza kupitia rectifier (ikiwa muundo wa viwango vitatu una faida ya kurektisha), kuanzisha kila AC iliyopo kwa DC, basi kupitia sehemu ya inverter ili kutumia DC kwa AC, ambayo mwishowe inapatikana kwa matumizi ya nyumba au nguvu za kiuchumi au kutumika kwenye mtandao.

Vifaa Vikumu na Azima Zao:

• Rectifier: Katika baadhi ya muundo, inachukua kusaidia kutumia AC kuwa DC, husu hii ni ili kuhakikisha kuwa ingizo cha sehemu ifuatayo ya inverter ni DC.

• Inverter: Hii ni vifaa vikuu, linatumia viambatanavyo vya elektroniki (kama vile vifaa vya semiconductors) kutumia DC kuwa AC.

• • Msimamizi: Huusimamizi kwa kimaanisha kuu ya mzunguko wa kutumia, ikifuati kwenye upatikanaji na matumizi ya umeme wa kiwango na mikabili, na kubadilisha ishara za PWM kulingana na viwango hivi ili kuhakikisha kuwa AC ya chaguo inafanana na viwango vilivyotakikana.

  • Kituo cha Chaguo: Kinatoa AC iliyobadilishwa kwenye mtandao au gari.

  II. Uhusiano wa Inverter zinazokabiliana na Mtandao na Mtandao

  Upelelezi na Mawasiliano:Fungo la muhimu la inverter zinazokabiliana na mtandao ni kubadilisha DC kwenye AC na kuingia kwenye mtandao, kuboresha upelelezi wa umeme. Inaweza kupatia umeme uliojengwa na mfumo wa PV kwenye mtandao, kutekeleza mahitaji ya umeme wa watumiaji wengine. Katika mchakato huu, mtandao hutumika kama chumba kikubwa cha kuhifadhi na kutumia umeme, na inverter zinazokabiliana na mtandao hutumika kama silaha ya kuunganisha umeme wa PV unaojengwa kwenye chumba hiki. Kwa mfano, katika mipango ya PV yasiyofaa, nyumbani nyingi yenye mfumo wa PV huuzini umeme zaidi kwenye mtandao kwa njia ya inverter zinazokabiliana na mtandao, kufanya utaratibu wa umeme wa pande mbili—kupokea na kupatia umeme kwenye mtandao.

  Kutoka kwenye grid, wakati inverter zinazokuwa na mtambuzi wa grid zinazunguka zaidi, vyanzo vya nguvu za grid vinavyoongezeka. Hata hivyo, hii pia huweka maombi mapya kwa ustawi wa grid na ubora wa nguvu.

  Mawasilisho na Mabadiliko:Sasa, inverter zinazokuwa na mtambuzi wa grid zinafanya kazi katika mbinu mbili muhimu za mawasilisho: mawasilisho ya kiwango na mawasilisho ya umbo. Katika mawasilisho ya kiwango, inverter inajaribu kuendeleza kiwango cha kutolewa na lazima iweze kubadilika kulingana na mabadiliko ya umbo wa grid na vituingine. Kwa mfano, katika grids duni (kwa uwiano mkubwa, framework mdogo, upweke mdogo kwa mafuta), inverter inahitaji kuwa na uwezo mkubwa wa kubadilika kwa grids zenye uwiano mkubwa ili kupunguza matukio ya mzunguko ambayo yanaweza kusababisha matukio ya majanga kujaribu kushuka. Wanachama wengine wanaotumia inverter wanatumia mbinu tofauti na mikakati ya mawasilisho kubadilika kwa mabadiliko ya grid, kama vile mbinu za mzunguko ya aktiva ya akili, mikakati kama mawasilisho mara kwa mara, paramita ya PI yenye mabadiliko, ukung'ara ya harmoniki maalum, na ushauri wa muda wa kifo.

  Katika mawasilisho ya umbo, inverter inajaribu kuendeleza umbo, ikifanya tabia nje ya inverter zinazokuwa na mtambuzi wa grid zikae kama chanzo cha umbo kilichowasilishwa, chenye uwezo wa kukusanya umbo na kasi. Hii ni rahisi sana kwa grid zinazokuwa na penyeti ya nishati yenye mabadiliko, maana inverter inaweza, kwa kidogo, kudhibiti umbo na kasi ya grid ili kuendeleza kazi sahihi.

  III. Je Inverter za Ushirikiano unaweza Kufanya Kazi Bila Mipango ya Umeme?

  Kwa Mazingira Sahihi, Kufanya Kazi Haipatikani:Kulingana na vyanzo vya kuhusu na sheria za usalama, inverter za ushirikiano mara nyingi hupewa zana za kupambana na ukuaji wa eneo. Wakati umeme ni sifuri, inverter itastahimili kufanya kazi. Hii ni kwa sababu ikiwa inverter itafanya kazi wakati kuna matumizi ya umeme, inaweza kuwa na hatari kwa wafanyikazi wa utaratibu. Kwa mfano, ikiwa mifumo ya PV yanaweza kuendesha umeme kwa mipango ya umeme kupitia inverter wakati kuna matumizi ya umeme, inaweza kuwa na hatari kama kuvutia chenji na hatari nyingine. Kwa hivyo, maoni ya taifa yametolea kwamba inverter za ushirikiano ya PV lazima yuwe na ujuzi wa kutambua na kudhibiti ukuaji wa eneo, na lazima yastahimili kufanya kazi wakati mipango ya umeme haijawahi.

  Uchumi wa Kazi Kwa Mabadiliko Maalum:Teoritikini, bila kubadilisha programu au vifaa, inverter yasiyo na mtandao unaweza kutumika kufanya "utaratibu" wa mtandao, kufanya inverter ya PV kuamini kuwa mtandao ni sahihi, kwa hivyo kukusaidia kupata nguvu kwa huu "mtandao." Hata hivyo, njia hii ina hatari na haiji na mafanikio ya usalama na kanuni zinazotarajiwa. Pia, ikiwa inverter yasiyo na mtandao imebadilishwa ili kufanya kazi bila mtandao, kama katika baadhi ya inverter za hybrid za grid-tied na off-grid, inaweza kubadala kwenye moja ya off-grid wakati mtandao umekwama. Hii, haitakuwa kazi ya inverter asili wa grid-tied bali ni matokeo ya ubunifu na mabadiliko maalum.

  IV. Masharti Msingi ya Kuzingatia Inverter ya Grid

  Masharti Teknolojia:

  • Usimamizi wa Kasi: Kasi ya grid mara nyingi ni 50Hz au 60Hz katika eneo zingine. Tofauti za AC kutoka kwa inverter lazima ziwe sawa na hii. Hii huwagenuliwa kwa kutumia teknolojia kama vile Phase-Locked Loops (PLLs) ili kuhakikisha kuwa kasi ya AC kutoka kwa inverter inasawa na kasi ya grid, vinginevyo, haiwezi kufanya kazi kwa kutosha.

  • Usimamizi wa Fasi: Zaidi ya usimamizi wa kasi, tofauti za AC kutoka kwa inverter lazima ziwe sawa na umbo la umeme wa grid. Usimamizi wa fasi huwagenuliwa kwa kutumia teknolojia za kudhibiti. Tu wakati umbo linalotoka kutoka kwa inverter linasawa na umbo la umeme wa grid, inaweza kusambazwa kwa urahisi kwa grid bila kusababisha matatizo kama vile maendeleo ya nguvu na ubora wa nguvu unachopungua.

  • Msimbo wa Harmonics: Wakati wa kutumia DC kwa AC, inverter anaweza kutengeneza harmonics, ambayo zinaweza kuathiri grid, kama vile kusababisha upungufu wa voltage na kutokoselezea uchumi wa vifaa viwili vingine. Kwa hivyo, inverter lazima yafanikiwe kwa miundombinu ya msimbo wa harmonics maalum ili kuhakikisha ubora wa umeme. Kwa mfano, mto wa current wa inverter usio na componenti ya DC, na harmonics za juu zenye current wa inverter lazima zigeuze chache sana ili kupunguza utambuzi wa grid.

  • Ukendelezaji wa Reactive Power: Inverter lazima awe na uwezo wa kukendeleza reactive power ili kusaidia ustawi wa voltage wa grid. Katika grids zenye kiwango kikubwa cha nishati yenye marudio, ukendelezaji wa reactive power ni muhimu sana. Kwa kukendeleza reactive power, kiwango cha voltage cha grid kinaweza kuratibiwa, kuboresha ustawi wa grid na ubora wa umeme.

  • Ulinzi wa Mfumo wa Islanding: Wakati grid imekuwa imedondoka, inverter lazima isisite haraka kutoka grid ili kuzuia ifunguliwe kwa grid iliyodondoka, kwa hivyo kuhakikisha ulinzi wa wataalamu wa huduma. Hii ni moja ya mahitaji muhimu ya ulinzi wa inverters wenye grid.

  Masharti ya Ulinzi:

  • Usalama wa Umeme: Inverter na upatikanaji wake lazima kufuata vigezo vya usalama wa umeme vilivyohusika, ikiwa ni ufanisi, uzalishaji wa kinga dhidi ya ongezeko la muda, na kinga dhidi ya njia ndogo. Kwa mfano, ufanisi wa inverter kuwa mzuri kudhibiti kutokwenda kwenye zile sio sahihi; ikifika ongezeko la muda au njia ndogo, inverter inapaswa kuanza mekanizmo wa kinga kudhibiti kutokwenda kwenye zile sio sahihi na moto.

  • Daraja la Kinga: Inverter haina daraja la kinga chenye kutokana na majukumu kama vile chochote na maji. Inverter za nje mara nyingi yanahitaji daraja la kinga kubwa, kama vile IP65. Daraja hili linalinda inverter ili isafanyike kazi vizuri katika mahali mbalimbali na kudhulumi mtandaoni wao.

  Sheria na Viwango:

  • Vitambulisho na Viwango vya Umma: Inaverters zinazokolekana na mtandao lazima zifanane viwango vya umma na viwango vya sekta, kama vile vitambulisho vya China GB/T 37408 - 2019 ambavyo vinavyotarajihiyo maagizo ya teknolojia kwa inaverters za solar zinazokolekana na mtandao. Viwango hivi vinajumuisha asili nyingi, ikiwa ni ufanisi, usalama, na ubora wa nguvu, ili kutimiza inaverters zinazokolekana na mtandao wakati wanayofanya kazi.

  • Leseni na Thibitisho: Uwekezaji na utendaji wa inaverters zinazokolekana na mtandao inaweza kuhitaji leseni na thibitisho kutoka kwa shirika la umeme ili kuhakikisha kuwa hayo haiathiri vibaya mtandao. Shirika la umeme litatathmini eneo la uwekezaji, uwezo, na parameta tekniki za inaverters, na tu baada ya thibitisho inaweza kuunganishwa na mtandao.

  Matawi ya Kiuchumi:

  • Ripoti ya Thamani (ROI): Watumiaji au kamakama zinazohesabu kuingia katika mtandao wa inverter zitathibitisha ROI, ambayo inajumuisha gharama za uwekezaji wa awali, gharama za matumizi na huduma, na mapato ya serikali au mapato kutokosa umeme. Ikiwa ROI haifai, inaweza kuathiri moyo wa watu kuhusu inverter zinazoweza kuingia katika mtandao. Kwa mfano, ikiwa gharama za uwekezaji wa awali ni juu na bei ya umeme ni chache bila sera za ushauri, wawekezaji wanaweza kupungua.

  • Sera za Usaidizi: Mkoa mbalimbali anaweza kuwa na sera tofauti, ambazo zinaweza kuathiri ufanisi wa kiuchumi wa majukumu ya inverter zinazoweza kuingia katika mtandao. Baadhi ya mikoa hupeleka usaidizi kudhulumi kuzingatia nyuklia yenye mabadiliko, ambayo huambatana na usaidizi wa kununua inverter na bei ya kutosha, ambayo husaidia kuboresha faida za kiuchumi ya majukumu ya inverter zinazoweza kuingia katika mtandao.

  Ufani wa Mfumo:

  • Uingizaji wa Mtandao: Inverter lazima uwe na ushauri wa mtandao wako wa sasa, kubwa kama ufumbuzi, ukubwa, na sifa za kazi. Mifumo tofauti ya mitandao (kama vile TT, IT, na TN) na ukubwa (kama vile mitandao madogo na makubwa) yanahitaji maegesho yasiyofanani kwa inverter, na inverter lazima aweze kusikiliza tofauti hizo ili kupata muunganisho wa mtandao wenye ustawi.

  • Ushauri wa Vifaa: Inverter lazima uwe na ushauri mzuri na vifaa vya kutengeneza nguvu (kama vile solar panels, wind turbines) ili kupata mabadiliko ya nguvu yenye ufanisi. Kwa mfano, nguvu na voltage zinazotoka kutoka kwa solar panels lazima ziwe sawa na maegesho ya inverter ili kuhakikisha ufanisi na uzoefu wa mfumo mzima wa kutengeneza nguvu.

  Vitendo vya Mazingira:

  • Ukubalikisha Kwa Mazingira: Inverter lazima aweze kubalikisha kwa mazingira ya eneo la upatikanaji, kama vile joto na umbele, ili kuhakikisha kuwa ina uendeshaji wa muda mrefu usio badilika. Kwa mfano, katika mazingira yenye joto kwa wingi, ufanisi wa inverter kuleta haraka lazima uwe mzuri kutokufanya kuvunjika kutokana na joto; katika mazingira yenye umbele mkubwa, inverter lazima iwe na sifa za kupambana na maji ili kuzuia kusimamishwa kati ya mistari ndani.

  • Mkataba wa Mtumiaji: Inverter inatafsiriwa kutoa mkataba wa mtumiaji wenye ubunifu kwa ajili ya uwasilishaji wa hali ya mfumo na kutatua mazingira muhimu. Kwa mfano, watumiaji wanaweza kuangalia parameta za uendeshaji za inverter (kama vile tena/kutoka kwa umbo, nguvu, nguvu) na taarifa za alama ya hitilafu kupitia mkataba, na kutatua mizingo muhimu (kama vile hati za nguvu, chaguo la nambari ya kufanya kazi).

  • Maagizo ya Huduma: Huduma ya inverter inapaswa kuzingatia rahisi ya huduma, gharama za huduma, na muda wa huduma. Inverter ambayo rahisi kuhudumia inaweza kupunguza gharama za huduma na umuhimu, na muda wa huduma unaoonekana kunaweza kukusaidia katika uendeshaji wa muda mrefu. Kwa mfano, muundo wa ndani wa inverter inapaswa kutengenezwa kwa njia inayoweza kusaidia wasifu wa huduma kutathmini, na muda wa uzima na gharama za kurudisha vifaa vyake vinapaswa kuwa wazi.

  V. Ulelezi wa Mtandao katika Ufanyikazi wa Inverter wa Kutambuliwa na Mtandao

  Kutoa Mfano wa Matumizi:Voliti, mafanikio na vipengele vingine vya grid huvipata viwango vya kijani kwa matumizi ya inverters vilivyotengenezwa kwenye grid. Inverter inahitaji kurudia uchageni wake kulingana na voliti na mafanikio vya grid ili kuwasilishane na vipengele hivi. Kwa mfano, inverter hutumia teknolojia kama PLL kusambaza mafanikio na fasi yake ya AC yenye kutoka nje na grid na kuwasiliana na voliti, kukubalika kwa usawa wa nguvu katika grid. Bila grid kukupa viwango hivi, inverter ingeweza kupata shida ya kubadilisha uchageni wake kwa uhakika, na uhusiano sahihi wa grid ingeweza kuwa isiyoweza.

  Kuboresha Uhamiaji na Utaratibu wa Nguvu:Grid hutoa eneo la uhamiaji na utaratibu wa nguvu kutoka kwa inverters vilivyotengenezwa kwenye grid. Baada ya inverter kukushiriki nguvu ya AC yenye kutokana na mifumo ya PV kwenye grid, grid inaweza kutuma nguvu hii kwenye mahitaji, kufanya utaratibu wa ukaribu. Hii huchukua nguvu ya PV kwenye mfumo mkubwa wa nguvu, kukipa umeme wengi zaidi wa wateja. Ukubwa na muundo wa grid pia huathiri njia za uhusiano na matarajio ya inverter. Kwa mfano, katika grids tofauti za kiwango cha voliti (kama vile grids zenye voliti chache na ambavyo ni juu), inverter lazima aweze kutekeleza viwango vya kuingia na maalum tekniki ili kuhakikisha kwamba uhamiaji wa nguvu unafanyika kwa usalama na kwa urahisi.

  Kuhakikisha Uendeshaji Wastani:Katika grid, vifaa vingi vya kutengeneza namba na kutumia umeme vimeunganishwa, kufanya mfumo mkubwa wa umeme. Mfumo huu una ustawi na inerti ya chache, ambayo inasaidia kuwastania uendeshaji wa inverters zenye grid. Kwa mfano, wakati nguvu zinazotokana na mfumo wa PV yanavyovunjika, grid inaweza kuzingatia mabadiliko haya kupitia mekanizimu yake za kujihusisha (kama kubadilisha nguvu zinazotokana na vifaa vingine vya kutengeneza), kubwa kurekebisha athari kwa inverter. Pia, grid hutumaini usalama na maegesho ya ukosefu wa circuit. Ikiwa tukio la ukosefu la circuit litokee katika matumizi ya inverter, vifaa vinavyohusika na usalama kutoka kwenye grid itafanya kisasi cha kutaharisha tukio hilo, kujifunza inverter na vifaa vingine.