Практичный метод расчета мощности, учитывающий данные о потреблении за 15 минут, выработку солнечной энергии, ограничения на экспорт, распределение энергии в батареях, конструкцию стрингов и данные о вводе в эксплуатацию, — вместо выбора инвертора только на основе номинальной мощности.

Преобразуйте кривую коммерческой нагрузки в основу расчета размеров.

Начните с данных за определенные интервалы, а не с одного показателя «максимальной нагрузки». Полезный набор данных EPC включает в себя данные о потреблении электроэнергии за 15 минут в течение всего года (данные за 5 минут еще лучше, если они доступны), а также часы работы, тарифные периоды, плановые увеличения нагрузки и любые известные сезонные отключения. Цель состоит в том, чтобы понять, когда используется электроэнергия, а не только сколько энергии потребляется.

Из этого набора данных выделите четыре кривые: типичный будний день, типичные выходные, день с самым высоким спросом и день с самой низкой дневной нагрузкой. Отметьте дневную базовую нагрузку, 95-й/99-й процентиль спроса, абсолютный пик, продолжительность каждого пика, а также вечерние или ранние утренние нагрузки, которые не могут быть обеспечены фотоэлектрическими системами без накопителей энергии.

Выберите мощность инвертора переменного тока в разделе «Цель эксплуатации».

Для проекта автономного потребления, подключенного к сети, полезная мощность переменного тока — это количество энергии, вырабатываемой фотоэлектрическими системами, которое может быть потреблено, экспортировано в пределах допустимого лимита или одновременно передано в аккумулятор. Простая схема оценки выглядит следующим образом: полезная мощность переменного тока фотоэлектрических систем в момент времени t ≈ нагрузка на месте (t) + разрешенный экспорт (t) + доступная мощность зарядки аккумулятора (t). Оцените это значение за весь год и изучите значения в верхнем процентиле, а не используйте единственное наибольшее значение.

Такая конструкция предотвращает две распространенные ошибки. Во-первых, расчет мощности инвертора на основе абсолютной пиковой нагрузки здания, даже если эта пиковая нагрузка приходится на 19:00. Во-вторых, максимизацию мощности переменного тока инвертора на объекте, где дневная нагрузка и лимит экспорта невелики. В обоих случаях дополнительная номинальная мощность может увеличить стоимость без существенного увеличения полезной энергии.

Также следует различать кВт и кВА. Если предполагается, что инвертор будет обеспечивать поддержку реактивной мощности, работать с коэффициентом мощности, отличным от единицы, или поддерживать определенные функции сети, необходимо подтвердить предел в кВА и любое снижение номинальной мощности активной мощности. Для трехфазных объектов следует проверить напряжение, конфигурацию фаз, допустимый дисбаланс, координацию защиты и местные правила электросетей, действующие в точке подключения.

Оптимизация соотношения постоянного и переменного тока с учетом ограничений и тарифных значений.

Солнечные батареи часто проектируются с расчетной мощностью постоянного тока выше номинальной мощности инвертора переменного тока, но оптимальное соотношение зависит от местоположения. Крыши, ориентированные с востока на запад, тепло, затенение, загрязнение и частое снижение уровня солнечной радиации могут способствовать более высокому соотношению постоянного и переменного тока, поскольку все цепочки редко достигают номинальной мощности одновременно. Для батареи, обращенной на юг, с высокой интенсивностью солнечной радиации в полдень и жесткими ограничениями по экспорту электроэнергии, оптимальный вариант может быть иным.

Смоделируйте как минимум три случая преобразования постоянного/переменного тока. Сравните годовой объем выработки энергии, ограниченный объем выработки энергии, собственное потребление энергии, экспортируемую энергию, зарядку аккумуляторов и стоимость каждого кВт·ч в рамках тарифа. Проект, теряющий 1% годовой выработки из-за ограничения объема, все еще может превзойти по эффективности более крупный инвертор, если этот более крупный инвертор в основном производит низкоценную или запрещенную экспортную продукцию; и наоборот, производственное предприятие с высокой нагрузкой в ​​середине дня может получить выгоду от большего запаса мощности переменного тока.

Не следует оценивать сокращение производства изолированно. Необходимо отслеживать, когда именно оно происходит. Пятипроцентное сокращение производства, сосредоточенное на экспорте продукции низкой стоимости в выходные дни, оказывает иное коммерческое воздействие, чем сокращение производства в будние дни, когда действуют высокие тарифы.

Перед блокировкой модели проверьте напряжение, ток и распределение MPPT для всей цепочки резисторов.

Согласование кривой нагрузки может быть нарушено, если конструкция фотоэлектрической цепочки выходит за пределы электрического диапазона инвертора. Для каждого модуля и длины цепочки необходимо проверить максимальное напряжение холостого хода при минимальной расчетной температуре объекта, минимальное рабочее напряжение при самой высокой ожидаемой температуре ячейки, максимальный входной ток, запас по току короткого замыкания и допустимое количество цепочек на один MPPT/вход.

По возможности, размещайте электрически разные подмассивы на отдельных MPPT-контроллерах: не следует объединять модули с различной ориентацией, углами наклона, схемами затенения или типами модулей просто для удобства подсчета количества модулей. Цель состоит в том, чтобы каждый трекер работал в соответствии с одним согласованным поведением IV-параметра.

Если в комплектацию входит хранилище, размер батареи (мощность и энергопотребление) выбирается отдельно.

Гибридный инвертор порождает два отдельных вопроса: сколько энергии от батареи требуется и как долго. Для сглаживания пиковых нагрузок обычно требуется достаточное количество кВт, чтобы удерживать импорт электроэнергии из сети ниже целевого уровня в течение ограниченного периода времени; для резервного питания требуется достаточное количество кВт для критически важных нагрузок и достаточное количество кВт·ч для необходимой продолжительности отключения. Это не один и тот же рабочий цикл.

Для определения целевого уровня спроса полезным первоначальным расчетом мощности батареи является положительная разница между нагрузкой и желаемым пределом импорта в сеть после учета вклада фотоэлектрических систем. Затем эту разницу следует проинтегрировать по пиковому диапазону для оценки полезной энергии. В детальной модели следует учесть ограничения по уровню заряда батареи, потери при обратном прохождении тока, требования к резерву, ограничения по температуре батареи и любые ограничения по заряду/разряду инвертора.

Для резервного питания составьте отдельный график критических нагрузок. Определите нагрузки, которые должны оставаться под напряжением, нагрузки, которые можно отключить, и нагрузки с высоким пусковым током. Не следует предполагать, что «инвертор на 50 кВт» означает, что любая комбинация двигателей, компрессоров, лифтов или оборудования ОВК мощностью 50 кВт может запускаться в автономном режиме. Подтвердите поведение при скачках напряжения/перегрузках и архитектуру переключения с поставщиком и инженером-электриком проекта.

Пример продукта: Трехфазный гибридный инвертор мощностью 50 кВт для коммерческого объекта.

Для средних коммерческих или легких промышленных проектов подходящим вариантом Soonest является... Конфигурация 50 кВт гибридного солнечного инвертора SOONEST 10-50 kW IP65 трехфазного 380V высокого напряженияНа официальной странице это семейство позиционируется как система для коммерческого и промышленного энергоснабжения и указаны варианты мощностью 10, 12, 15, 20, 30, 40 и 50 кВт.

Почему это соответствует теме данной статьи: на опубликованной странице указаны трехфазный выход 380 В, совместимость с высоковольтными батареями, управление MPPT, режимы сглаживания пиковых нагрузок и учета времени использования, корпус IP65, а также возможности мониторинга и связи. Эти функции напрямую связаны с вопросами, возникающими при анализе кривой коммерческой нагрузки: как фотоэлектрические системы удовлетворяют дневной спрос, как системы хранения энергии перераспределяют энергию и как система ведет себя при преднамеренном ограничении импорта из сети.

Перед выпуском проекта необходимо подтвердить следующие параметры: точный диапазон напряжения MPPT для модели мощностью 50 кВт, количество входов MPPT, максимальный ток фотоэлектрической системы, допустимое превышение мощности постоянного тока, диапазон напряжения батареи, протокол BMS батареи, мощность заряда/разряда, возможность резервного питания/перегрузки, поддержка параллельного подключения, сертификация в соответствии с сетевыми нормами, функции защиты и коммуникационное оборудование. На странице продукта прямо указано, что некоторые из этих деталей различаются в зависимости от модели или конфигурации.

Пример решения: Как кривая нагрузки влияет на принятие решения.

Предположим, что коммерческое предприятие имеет дневную нагрузку 32-42 кВт, пик спроса в 68 кВт около 16:30, базовую ночную нагрузку 10 кВт и ограничение экспорта в 5 кВт. Модель фотоэлектрической системы показывает, что в ясные дни около полудня доступно примерно 55-56 кВт электроэнергии. Проект также направлен на снижение пиковой нагрузки в сети в конце дня и сохранение 25 кВт критически важных нагрузок во время отключений электроэнергии.

1. Проверка собственного потребления: около полудня инвертор мощностью 50 кВт может обеспечить нагрузку здания в 40 кВт и при этом иметь запас мощности примерно в 10 кВт для зарядки аккумулятора или экспорта, в зависимости от фактических ограничений системы управления. Более мощный инвертор может принести незначительную пользу, если аккумулятор не способен потреблять больше энергии или не разрешен экспорт электроэнергии.
2. Проверка на ограничение мощности: если, например, мощность массива составляет 60 кВт постоянного тока, номинальное соотношение постоянного и переменного тока равно 1,20. Проект EPC должен смоделировать, как часто достигается предельная мощность переменного тока в 50 кВт и была ли бы ограниченная мощность результатом высокоэффективного собственного потребления, зарядки аккумуляторов или низкоэффективного экспорта.
3. Проверка сглаживания пиковых нагрузок: пик нагрузки в 16:30 происходит, когда мощность фотоэлектрических систем падает. Если целевая мощность сети составляет 50 кВт, а фотоэлектрические системы в это время обеспечивают 8 кВт, то батарея должна покрыть примерно 10 кВт (68 – 50 – 8) в течение всего пика, плюс потери и запас по мощности.
4. Дополнительная проверка: необходимо проверить критическую нагрузку в 25 кВт независимо от пиковой нагрузки, подключенной к сети. Подтвердите непрерывную автономную выходную мощность, устойчивость к импульсным перенапряжениям, предел разряда батареи, режим переключения и фактический список критически важных цепей.

Этот пример показывает, почему утверждение «пиковая мощность здания составляет 68 кВт, поэтому покупайте инвертор на 68 кВт» является слабой логикой. Значение 68 кВт имеет отношение к распределению энергии от батарей и резервной архитектуре, в то время как номинальная мощность инвертора для подключения к сети переменного тока определяется одновременным режимом работы солнечных батарей, нагрузки, экспорта и зарядки.

Укажите предполагаемые размеры в заказе на закупку и плане ввода в эксплуатацию.

Обоснованный выбор EPC-партнера завершается проверкой документации и проведением испытаний. Включите в техническое задание следующие пункты, чтобы поставщик, EPC-партнер и группа ввода в эксплуатацию проверяли одну и ту же проектную основу:

• Точная модель инвертора и программное обеспечение/конфигурация; ограничения по мощности переменного тока в кВт и кВА; напряжение/частота сети; требуемый профиль сетевого кодекса и сертификаты.
• Планирование работы фотоэлектрической батареи с помощью MPPT: модель модуля, количество модулей в цепочке, количество цепочек на вход, напряжение холостого хода в холодном состоянии, пиковое напряжение пикового тока в горячем состоянии, расчетный ток и изоляция/защита от постоянного тока.
• Интерфейс батареи: номинальное/рабочее напряжение, протокол BMS, максимальная мощность заряда/разряда, полезная энергия, резерв SOC и требования к резервному питанию.
• Метод экспортного контроля и местоположение счетчика/компьютера; приемочные испытания на нулевой или предельный экспорт; реагирование на потерю связи.
• Целевой показатель сглаживания пиковых нагрузок и диапазон тарифов; ожидаемая загрузка батарей; поведение системы после пикового периода.
• Подтверждение ввода в эксплуатацию: освещенность/состояние массива, напряжение/ток постоянного тока, измеренные с помощью MPPT, мощность переменного тока в кВт/кВА/коэффициент мощности, напряжение/частота сети, уровень заряда/мощность батареи, сигналы тревоги, связь и зарегистрированные результаты проверки (пройдено/не пройдено).

Проведите тестирование как в обычном, так и в экстремальном сценарии. Как минимум, протестируйте запуск, ограничение экспорта при высокой нагрузке от солнечных батарей/низкой нагрузке, команды заряда/разряда батареи, потерю связи, отключение сети (если предусмотрено резервное питание), перезапуск и наиболее требовательные условия критической нагрузки. Сохраните полученный файл конфигурации, скриншоты настроек, тестовые листы и однолинейную схему вместе с пакетом документов для передачи объекта.

Для Скорее всего В качестве примера продукта, использованного здесь, ознакомьтесь с информацией. Официальная страница трехфазного высоковольтного гибридного инвертора мощностью 10-50 кВт и запросить точные технические характеристики мощности 50 кВт до окончательного утверждения проекта.

Часто задаваемые вопросы

Должна ли мощность инвертора соответствовать пиковой нагрузке здания? 

Не обязательно. Сравните инвертор с одновременным диапазоном работы фотоэлектрической системы, нагрузки, экспорта и батареи. Пик, возникающий после захода солнца, может иметь большее значение для емкости батареи или сети, чем для номинальной мощности инвертора фотоэлектрической системы в режиме переменного тока.

Какие данные о нагрузке наиболее полезны?Необходимо обеспечить по меньшей мере 12 месяцев потребления электроэнергии с 15-минутными интервалами, если таковые имеются, а также периоды действия тарифов и плановые изменения нагрузки. Ежемесячного объема электроэнергии в кВт·ч недостаточно для принятия решений по сглаживанию пиковых нагрузок и контролю экспорта.

Всегда ли более высокое соотношение постоянного и переменного тока лучше? 

Нет. Это может улучшить использование инвертора в некоторых климатических условиях и при определенной ориентации, но ценность зависит от ограничения мощности, тарифной стоимости, экспортных ограничений, тепловых/экологических условий и фактического профиля фотоэлектрической системы.

Что следует проверить в первую очередь в случае с цепочками солнечных панелей? 

Зависимость напряжения холостого хода (Voc) от максимального напряжения постоянного тока в холодную погоду, напряжения пикового давления (Vmp) от рабочего диапазона MPPT в жаркую погоду, пределов входного тока, а также распределения различных ориентаций крыши или схем затенения между MPPT.

Почему необходимо разделять сглаживание пиковых нагрузок и резервное копирование? 

Сглаживание пиковых нагрузок обычно является задачей управления энергопотреблением, подключенной к сети. Резервное питание представляет собой автономную задачу обеспечения качества электроэнергии и работы с критическими нагрузками, с отдельными требованиями к мощности в кВт, кВт·ч, защите от перенапряжений, переключению и защите.