Wprowadzenie falownika sieciowego

System inwertera sieciowego przekształca prąd stały emitowany przez panel fotowoltaiczny w prąd przemienny o tej samej częstotliwości i fazie co napięcie sieci publicznej, dzięki czemu system może nie tylko zaspokoić zapotrzebowanie lokalnego obciążenia, ale także wysyłać energię elektryczną do sieci publicznej. Z reguły publiczna sieć energetyczna może być traktowana jako źródło napięcia przemiennego o nieskończonej pojemności. Gdy moc generowana przez panel fotowoltaiczny w podłączonym do sieci systemie fotowoltaicznym jest mniejsza niż zużycie energii elektrycznej przez lokalne obciążenie, niewystarczająca część mocy lokalnego obciążenia jest dostarczana przez publiczną sieć energetyczną; Gdy moc generowana przez panel ogniw fotowoltaicznych jest większa niż zużycie energii elektrycznej przez lokalne obciążenie, system fotowoltaiczny przekaże nadmiar energii elektrycznej do sieci publicznej, aby zrealizować wytwarzanie energii elektrycznej podłączonej do sieci.

Struktura systemu wytwarzania energii fotowoltaicznej w sieci energetycznej

System wytwarzania energii fotowoltaicznej w sieci składa się zazwyczaj z ogniw fotowoltaicznych, układu sterowania MPPT, konwertera Prąd stały/Prąd stały, obwodu sterującego i kontrolera, w którym konwerter przekształca prąd stały generowany przez ogniwa fotowoltaiczne w sinusoidalny prąd przemienny oraz łączy go z publiczną siecią energetyczną. Sterownik przede wszystkim kontroluje kształt fali i moc prądu podłączonego do sieci falownika oraz śledzi maksymalny punkt mocy ogniw fotowoltaicznych. W ten sposób moc przesyłana do sieci energetycznej jest zgodna z maksymalną mocą generowaną przez układ ogniw fotowoltaicznych.

Tryb sterowania systemem fotowoltaicznym podłączonym do sieci energetycznej

Jeśli wyjście falownika sieciowego jest sterowane napięciem - odpowiada to źródłu napięcia pracującemu równolegle ze źródłem napięcia. Jeśli wyjście falownika sieciowego jest sterowane prądem - odpowiada to pracy równoległej źródła prądu oraz źródła napięcia. Jeżeli falownik wykorzystuje sterowanie prądem, wymaga on jedynie sterowania prądem wyjściowym falownika w celu śledzenia napięcia sieciowego i sterowania prądem wyjściowym w celu uzyskania tej samej częstotliwości i fazy z napięciem sieciowym, tak aby współczynnik mocy systemu wynosił 1. Obecnie falowniki sieciowe przyjmują zazwyczaj tryb sterowania wejściem źródła napięcia oraz wyjściem źródła prądu. Falownik systemu fotowoltaicznego podłączonego do sieci zwykle przyjmuje tryb sterowania prądem, dzięki czemu cały system jest w rzeczywistości systemem ze źródłem napięcia i źródłem prądu połączonymi równolegle.

Głównym celem sterowania pracą falownika sieciowego jest zapewnienie, aby prąd wyjściowy falownika posiadał tę samą częstotliwość i fazę z napięciem sieci publicznej. Ponadto, może on również śledzić napięcie sieci w czasie rzeczywistym, aby zrealizować kontrolę śledzenia maksymalnej mocy. Technologia sterowania z blokadą fazową została przyjęta w celu realizacji synchronizacji fazowej między prądem wyjściowym podłączonym do sieci przez system fotowoltaiczny podłączony do sieci a napięciem sieci publicznej, aby zapewnić, że współczynnik mocy wyjściowej systemu wynosi 1. Podczas pracy falownika sieciowego należy kontrolować całkowite zniekształcenie prądu podłączonego do sieci, aby zmniejszyć wpływ harmonicznych na sieć energetyczną i zmaksymalizować moc czynną systemu podłączonego do sieci.