Dyness Knowledge | Sistema acoplado a CC + acoplado a CA

‍Prólogo

Los sistemas de acoplamiento de CC y acoplamiento de CA son métodos comunes de conversión de energía en los nuevos escenarios de aplicación de energía. Tienen sus ventajas en escenarios de aplicación práctica para satisfacer diferentes necesidades de aplicación práctica. En las soluciones de sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica actuales, se ha derivado una solución de "sistema de acoplamiento de CC + acoplamiento de CA" según los requisitos y las demandas.

Los inversores híbridos son un nuevo tipo de tecnología solar que combina las ventajas de los inversores solares tradicionales con la flexibilidad de los inversores de batería en un solo dispositivo de hardware. Para los nuevos clientes que desean instalar un sistema de generación de energía solar con futuras capacidades de actualización y expansión, los inversores híbridos son una solución emergente y que sigue las tendencias (solar). Sin embargo, el alto costo de reemplazo del sistema general y los altos costos de compra de hardware y modificación del sistema de combinación con el sistema fotovoltaico existente (panel fotovoltaico + inversor conectado a la red) hacen que los clientes existentes en el nuevo mercado de energía estén ansiosos por una solución más rentable en comparación con el inversor híbrido integrado. Por lo tanto, ha surgido la solución de "sistema de acoplamiento de CC + acoplamiento de CA", que brinda una nueva forma para que los clientes existentes en el mercado disfruten de energía limpia.

< Diagrama del sistema de acoplamiento de CC + acoplamiento de CA >

En el sistema de solución, el sistema híbrido de almacenamiento de energía fotovoltaica acoplado a CC tiene la función de acoplamiento de CA, integrando el sistema conectado a la red y el sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica a través de un control lógico. La generación de energía del inversor fotovoltaico puede cargar la batería a través de la conversión de CA a CC, lo que permite lograr un modo de aplicación de "autoconsumo" general.

El "sistema de acoplamiento de CC + CA" logra un cierto equilibrio entre el costo del sistema y los requisitos específicos de capacidad de almacenamiento/luz, y es adecuado para la expansión y transformación del almacenamiento de energía de los sistemas fotovoltaicos existentes o la instalación de nuevos sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica. El escenario de aplicación no solo mejora la tasa de autoconsumo fotovoltaico, sino que también aumenta la tasa de utilización del sistema de almacenamiento de energía. Por ejemplo, el 70% de la carga de CA del hogar puede ser proporcionada directamente por el sistema fotovoltaico, y el 30% restante de la carga de energía puede ser complementada por el sistema de almacenamiento de energía.

Este tipo de método de combinación y emparejamiento no solo es muy flexible, sino también más "jugable" que un sistema de acoplamiento simple. Por ejemplo, el usuario no es muy sensible a la capacidad del sistema de batería de almacenamiento de energía, por lo que puede elegir una batería de almacenamiento de energía de pequeña capacidad para ahorrar dinero. Si la familia del cliente tiene más equipos eléctricos y está dispuesta a comprar una batería de almacenamiento de energía de gran capacidad para almacenar el excedente de energía fotovoltaica para lograr el propósito económico de "afeitar picos y llenar valles", entonces el cliente puede comprar un sistema de batería de almacenamiento de energía de gran capacidad. O la familia del cliente compró recientemente vehículos de nueva energía y agregó pilas de carga, y la familia compró recientemente una gran cantidad de equipos eléctricos de alta potencia. El sistema fotovoltaico original no es suficiente para soportar la potencia de la carga eléctrica actual. En este momento, el usuario no solo puede expandir la capacidad del sistema fotovoltaico, sino también agregar un sistema de batería de almacenamiento de energía para coordinarse con el sistema fotovoltaico para satisfacer la demanda de "corte". "Valle de llenado de picos" y garantizar la estabilidad y confiabilidad de las cargas eléctricas domésticas.

Sin embargo, también hay algunos puntos de preocupación en este sistema, como la realización del esquema anti-reflujo, el monitoreo de carga y el desperdicio de energía fotovoltaica en aplicaciones fuera de la red. Estos problemas generalmente se resuelven mediante:

Soluciones de aplicaciones fuera de la red

Cuando el inversor fotovoltaico está funcionando, el sistema de red sirve como una fuente de voltaje estable para proporcionar energía para su funcionamiento normal. Por lo tanto, en el escenario de funcionamiento fuera de la red, el inversor fotovoltaico no puede funcionar normalmente. En el "sistema de acoplamiento de CC + acoplamiento de CA", si desea realizar el funcionamiento normal del inversor fotovoltaico en la situación fuera de la red, generalmente usa la función fuera de la red del inversor de almacenamiento de energía para simular la fuente de voltaje (la fuente de corriente se cambia a fuente de voltaje), para garantizar el funcionamiento normal del inversor solar.

Fabricantes de inversores para realizar la relación entre las baterías de almacenamiento de energía, las cargas domésticas/industriales y comerciales, y la "oferta y demanda" de electricidad en los sistemas fotovoltaicos. Generalmente, se adopta una estrategia de control P/F para controlar la salida del inversor solar ajustando la frecuencia de salida de la máquina de almacenamiento de energía.

< Diagrama de control de frecuencia >

Nota: "P" se refiere a la potencia; "F" se refiere a la frecuencia. La estrategia de control P/F garantiza que la potencia suministrada a la carga se mantenga estable incluso cuando la carga cambia, logrando así un control de carga eficiente y preciso.

Esquema de prevención de reflujo

En el escenario de aplicación de la solución de sistema de una máquina híbrida más una máquina conectada a la red, para evitar el reflujo, es necesario no solo controlar la energía fotovoltaica intervenida por el inversor de almacenamiento de energía híbrido sino también controlar la energía eléctrica generada por el inversor fotovoltaico. Generalmente, tres métodos y lógicas de control comúnmente utilizados en el mercado pueden lograr este propósito.

1. Comunicación directa entre el inversor fotovoltaico y el inversor de almacenamiento de energía. Generalmente, el inversor de almacenamiento de energía se utiliza como host para la comunicación, y el inversor fotovoltaico se controla para controlar sistemáticamente la carga y descarga de la batería de almacenamiento de energía y la fuente de alimentación de carga.

2. Conecte externamente hardware de control total unificado adicional. Utilice dispositivos de hardware de control externo adicionales como el cerebro lógico de control general de todo el sistema de almacenamiento de energía. Sin embargo, este tipo de costo de entrada es relativamente alto y se necesita una depuración de comunicación especial para lograr este propósito.

3. El inversor fotovoltaico y el inversor de almacenamiento de energía se controlan por separado. Esta solución es relativamente simple y rudimentaria y requiere que los umbrales antirreflujo sean consistentes. Además, existen diferencias incontrolables en la velocidad de respuesta y la precisión del muestreo de datos de los diferentes modelos, que generalmente deben verificarse mediante pruebas de coincidencia antes de implementarse en la práctica.

Solución de monitoreo de carga

El esquema de monitoreo de carga y el esquema antirreflujo son complementarios entre sí. Las tres soluciones antirreflujo anteriores también pueden realizar la función de monitoreo de carga.

Nota: Cuando el inversor de almacenamiento de energía (agregando varias detecciones de CT) y el inversor fotovoltaico (se requiere el mismo fabricante para el monitoreo y visualización del software y el procesamiento de datos) se controlan por separado, generalmente se realiza integrando datos en la nube o monitoreando la carga de los terminales. Por lo tanto, generalmente, solo se puede realizar mediante la combinación con inversores de la misma marca.

Cotización

SolarPalmetto. (Sin fecha). ¿Qué es un inversor híbrido? Recuperado: 19 de julio de 2023, Fuente: Blog de Palmetto Solar: https://palmetto.com/learning-center/blog/hybrid-inverter-for-solar-guide-pros-cons