Зошто реактивната моќност е важна и точна - и нема проблем со технологијата SMA SMA Solar
Зошто реактивната моќност е важна и точна - и нема проблем со технологијата SMA
Реактивната моќност секогаш се јавува кога енергијата се пренесува со употреба на наизменична струја. Нивната важност за соларни инсталатери и оператори на системи се зголемува, и за големите и за малите системи. Најважно откритие: реактивната моќност воопшто не претставува проблем. За некои проблеми, тоа е дури и решението.
На 1 јули 2010 година, работите ќе станат сериозни: Соларните системи што се хранат на среднонапонско ниво мора да бидат во можност да обезбедат реактивна моќност од оваа точка - ова е она што го наведува ревидираната директива на среден напон на Германското здружение за управување со енергија и вода (BDEW) од 2008 година. Се дискутира за уште пообемни барања за нисконапонската мрежа. Доволно причина да ја разгледаме подетално темата: Што е реактивна моќност? За што е добро? Што се бара од PV системите? И какви решенија нуди СМА?
Реактивната моќност едноставно се објасни
Како модел на објаснување за реактивната моќност, може да се разгледаат приходите и трошоците на измислена компанија: во јануари потребни се 10.000 евра, а во февруари се направени трошоци од 10.000 евра. Целата работа се повторува во следните месеци. И покрај месечниот промет на сметката од 10.000 евра, просечната добивка е нула - чиста реактивна моќност, може да се каже. Но, како дојде до вакво нешто во мрежата на наизменична струја?
Како се создава реактивна моќност?
Со директна струја, односите се сè уште едноставни: напојувањето е производ на напон и струја. Со наизменична струја, работите се покомплицирани затоа што силата и насоката на протокот на струјата и напонот редовно се менуваат. Во јавната електрична мрежа, обајцата имаат синусоидална крива со фреквенција од 50 или 60 херци. Сè додека струјата и напонот се „во фаза“, што е да се каже, осцилираат во чекор, производот на двете пулсирачки величини резултира со пулсирачка моќност со позитивна просечна вредност - чиста активна моќност (слика 1а).
Сл. 1а: Без фазно поместување, производот на струја i и напон u резултира со пулсирачка, но секогаш позитивна моќност - чиста активна моќност.
Но, штом синусоидалните криви на струјата и напонот се префрлат едни на други, нивниот производ резултира со излез со наизменични позитивни и негативни знаци. Во екстремни случаи, струјата и напонот се поместуваат за една четвртина од периодот: Јачината на струјата секогаш ја достигнува својата максимална вредност кога напонот е нула - и обратно. Резултат: чиста реактивна моќност, позитивните и негативните компоненти на моќноста се откажуваат целосно (Слика 1б).
Сл. 1б: Фазно поместување од 90 степени помеѓу струјата i и напонот u резултира со наизменична позитивна и негативна моќност со просечна вредност на нула - чиста реактивна моќност.
Споменатата смена се нарекува и фазна смена, иако природно може да има две насоки. Се појавува кога има намотки или кондензатори во колото на наизменична струја - и тоа всушност е секогаш така: Сите мотори или трансформатори содржат калеми (обезбедете индуктивно поместување), кондензатори (обезбедете капацитивно поместување) исто така често се наоѓаат.
Но, повеќејадрените кабли за напојување исто така делуваат како кондензатор, додека високонапонските надземни водови може да се гледаат како крајно издолжени калеми. Затоа е јасно: Одредена количина на фазно поместување и со тоа реактивната моќност тешко може да се избегне во наизменичните мрежи. Измерената променлива на фазното поместување е факторот на поместување cos (φ), кој може да претпостави вредности помеѓу 0 и 1. Со негова помош, различните вредности на перформансите можат многу лесно да се конвертираат една во друга (видете го полето за информации).
Како реактивната моќност влијае на електричната мрежа?
Само вистинската моќ е употреблива моќ. Може да се користи за возење машини, осветлување светилки или ракување со грејачи на зрачење. Работите се различни со реактивна моќност: тој не е потрошен и не може да заврши никаква работа. Само шатлови напред и назад во електричната мрежа - и дополнително го оптеретува. Бидејќи сите линии, прекинувачи, трансформатори и други компоненти мора да ја земат предвид дополнителната реактивна моќност.
Поточно: Тие треба да бидат дизајнирани за привидната моќност, т.е. за геометриската сума на активна и реактивна моќност. Омските загуби во енергетскиот транспорт исто така се јавуваат врз основа на очигледна моќност, дополнителната реактивна моќност доведува до поголеми загуби во транспортот.
Олеснување на електричните мрежи и регулирање на напонот
За среќа, постојната фаза промена може да се компензира. Сè што е потребно е соодветно спротивно фазно поместување со помош на калеми за компензација или кондензатори за компензација - или со помош на инвертори. Од една страна, ова ги намалува загубите во транспортот, од друга страна, мрежата е натоварена само со активна моќност. Ослободените ресурси на линијата можат да се користат за пренос на дополнителна активна моќност.
Капацитивната или индуктивната фазна промена има уште еден ефект: го зголемува или намалува напонот во мрежата. На пример, во големите електрани, енергијата се генерира со капацитивно фаза, со цел да се компензира влијанието на намалување на напонот на индуктивните надземни водови и трансформатори. Контролата на фазната смена или реактивната моќност е исклучително важна за контрола на мрежата - ова се однесува не само на големите електрани, туку и на ФВ системите во средно или нисконапонски мрежи.
Ова го бара директивата за среден напон
Според директивата за среден напон BDEW, мрежните оператори можат да бараат повлекување на индуктивна или капацитивна реактивна моќност со фактор на поместување од 0,95 од јули 2010 година. Всушност, некои од нив веќе бараат повлекување на реактивна моќност така што системите сè уште можат да бидат поврзани со дадените мрежни точки за поврзување - понекогаш дури и со фактор на поместување од 0,90. Соодветното упатство за нисконапонската мрежа веќе се работи; студија на Техничкиот универзитет во Минхен, исто така, сугерира фактор на поместување од 0,90.
Позадина: Од физички причини, активното напојување доведува до зголемување на напонот, особено во нисконапонската мрежа, што може да биде проблематично под одредени околности (види слика 3). Во исто време, сепак, тука е потребна особено голема количина на реактивна моќност со цел повторно да се намали напонот.
Решенија за производи од СМА
SMA веќе нуди низа производи од реактивна моќност: Сите нови централни инвертори, SunnyMini Central инвертори со контрола на реактивна моќност и исто така новиот Sunny Tripower се дизајнирани за испорака на реактивна моќност. Тековните централни инвертори на серијата HE веќе ги исполнуваат сите барања на директивата за среден напон што ќе се применуваат од средината на 2010 година и нудат фактори на поместување до 0,90, другите уреди дури и до 0,80.
Сеопфатна кутија за намалување на моќноста
Со SMA Power Reducer Box има и комуникациско решение за одредување на факторот на поместување: Покрај далечинско контролирано ограничување на напојувањето, уредот овозможува далечински избор на максимум 16 слободно дефинирани смени фактори или вредности на реактивна моќност (мора да се почитуваат максималните вредности на употребените инвертори).
Висока технологија со дополнителни придобивки
Иновативните комплети Сончеви резерви од SMA одат дури и чекор напред: Ако мрежата за снабдување не успее, резервниот систем мора да користи батерија и соларна енергија за да постави полноправна островска мрежа - таа е наменета за овој „резервен случај“. Инверторот на батеријата ја презема функцијата на мрежниот генератор и е одговорен за напон, фреквенција, компензација на реактивната моќност и филтрирање на хармониците. Тој е во состојба да ја испорача целата своја номинална моќност како реактивна моќност и со тоа да ја регулира фазната промена во мрежата на островот до која било вредност. Со модификација на софтвер, инверторот Sunny Backup може да го направи ова дури и кога е достапен напонот на мрежата и соодветно да ја ослободи нисконапонската мрежа.
Вака планирате со реактивна моќност
Се разбира, реактивната моќност мора да се земе предвид при дизајнирање на PV систем. Посакуваниот или потребниот фактор на менување игра одлучувачка улога: Ја одредува количината на очигледна моќност, а со тоа и дополнително потребната моќност на инверторот. Со кос (φ) 0,95 се произведува очигледна моќност од 105,26 проценти од понудената ФВ реална моќност. За да се напојува активна моќност од 100 kW со оваа фазна смена, потребен е инвертер со најмалку 105 kVA номинална очигледна моќност (види слика 2). Важно: Активната моќност потрошена од инверторот се задржува во целост. Соодветната реактивна моќност се јавува и во инверторот, поради што тој мора да биде димензиониран соодветно поголем. Со бесплатниот софтвер за планирање на СМА „Сончев дизајн“ од верзијата 1.50 наваму, исто така, може да се пресметаат сите опции за напојување со реактивна моќ.
Сл. 2: Во инверторот се генерира посакуваната реактивна моќност - покрај потрошената активна PV моќност. Геометриската сума на двете е очигледна моќност, таа е одлучувачка за дизајнот на инверторот
Решавање проблеми со реактивна моќност
Сл. 3: Процентуално зголемување на напонот при напојување на активната моќност од 27 kW, во зависност од аголот на импедансата на мрежата и факторот на поместување
Заклучок: Не плашете се од реактивната моќност
Снабдувањето со реактивна моќност од соларни инвертори е важен чекор за интеграција на фотоволтаиците во мрежната контрола, но може да биде и привлечен за операторите. Добра вест: Поради начинот на работа, инвертерите се идеални за ова.