Perché i controllori del fattore di potenza a bassa tensione utilizzati negli scenari fotovoltaici devono essere dotati di funzionalità di funzionamento a quattro quadranti?

Nell'era attuale del settore fotovoltaico distribuito in forte espansione, un diffuso malinteso tecnico sta compromettendo silenziosamente la stabilità e la redditività delle centrali fotovoltaiche. Molti proprietari di impianti fotovoltaici distribuiti adottano ancora le tradizionali soluzioni di compensazione della potenza reattiva a bassa tensione utilizzate negli scenari industriali. Alla fine, scopriranno senza dubbio che le centrali fotovoltaiche incontrano spesso problemi come multe per la valutazione del fattore di potenza, superamento del limite di tensione e persino intervento anomalo delle apparecchiature. In qualità di produttore leader nel campo della compensazione della potenza reattiva a bassa tensione, Geyue Electric, con anni di esperienza nella compensazione della potenza reattiva in loco, può chiaramente sottolineare che la causa principale di questi problemi risiede nel fatto che i normali controllori del fattore di potenza non possono adattarsi alla logica operativa unica della generazione di energia fotovoltaica. La chiave per eliminare questa causa principale è dotare le centrali fotovoltaiche di regolatori dedicati del fattore di potenza a bassa tensione con capacità di funzionamento a quattro quadranti.

Un sistema fotovoltaico che ha rotto il tradizionale schema del flusso di energia

Nelle fabbriche tradizionali, il flusso di elettricità è unidirezionale e stabile, con l’energia elettrica che fluisce dalla rete elettrica ai carichi. L’obiettivo della compensazione della potenza reattiva nelle fabbriche tradizionali è semplice: compensare la potenza reattiva consumata da un singolo tipo di carico induttivo. In questo caso, il tradizionale sistema di distribuzione dell’energia industriale è come una strada a senso unico, e il tradizionale regolatore del fattore di potenza che controlla la potenza reattiva da una direzione è come un agente della polizia stradale che può solo osservare e dirigere i veicoli provenienti da una direzione. Tuttavia, una centrale fotovoltaica è essenzialmente un sistema di generazione di energia attiva. La direzione del flusso di energia nel suo punto di connessione cambia in tempo reale con l'intensità della luce solare e può spesso passare da "consumo di energia" a "produzione di energia". Questo flusso di potenza bidirezionale e variabile rende estremamente complessa la natura e la direzione della domanda di potenza reattiva. Pertanto, un tradizionale regolatore del fattore di potenza, equivalente a un normale agente della polizia stradale, può effettuare solo una compensazione unidirezionale della potenza reattiva, mancando la capacità di un potente centro di comando del traffico che può osservare e dirigere contemporaneamente il "sistema di traffico tridimensionale bidirezionale" della centrale fotovoltaica.

Un'analisi approfondita del valore fondamentale della capacità operativa dei quattro quadranti

La capacità di funzionamento a quattro quadranti del regolatore del fattore di potenza è una tecnologia chiave appositamente progettata per affrontare il complesso intreccio e il flusso dinamico di potenza attiva e reattiva nel punto di connessione alla rete nei sistemi fotovoltaici. La capacità di funzionamento a quattro quadranti si basa sulle direzioni positiva e negativa della potenza attiva (P) e della potenza reattiva (Q), dividendo lo stato del flusso dell'energia elettrica in quattro aree di lavoro. Per le centrali fotovoltaiche ciascuno di questi quattro quadranti corrisponde allo stato operativo complessivo dell'intero punto di connessione alla rete della centrale fotovoltaica e ai requisiti di compensazione complessivi previsti da tale stato.

Quando l'impianto fotovoltaico non produce energia elettrica durante le ore notturne o nelle giornate nuvolose, si comporta come un normale utente elettrico, consumando potenza attiva ed eventualmente assorbendo potenza reattiva induttiva dalla rete. Il regolatore del fattore di potenza deve dirigere il dispositivo di commutazione del condensatore per iniettare un carico di potenza reattiva accendendo un gruppo di condensatori shunt a bassa tensione. Quando invece l’impianto fotovoltaico genera elettricità in condizioni di luce sufficiente, l’inverter fotovoltaico fornisce potenza attiva alla rete e la situazione è completamente diversa. In questo momento, l'effetto di carica capacitiva generato dai cavi a lunga distanza può far sì che l'impianto fotovoltaico restituisca potenza reattiva capacitiva alla rete, con conseguente aumento della tensione nel punto di connessione alla rete. Il regolatore del fattore di potenza deve essere in grado di dirigere SVG o un dispositivo di compensazione ibrido con capacità di uscita di potenza reattiva induttiva per assorbire questa potenza reattiva capacitiva in eccesso. Ancora più importante, le moderne normative sulla rete richiedono che le centrali fotovoltaiche non solo non reagiscano con potenza reattiva per interferire con la rete, ma debbano anche avere la capacità di fornire dinamicamente potenza reattiva induttiva o capacitiva secondo le istruzioni di dispacciamento per supportare la tensione. Ciò implica che il regolatore del fattore di potenza sia in grado di gestire il flusso di potenza reattiva in tutti e quattro i quadranti e di realizzare la transizione dalla "compensazione passiva" al "supporto attivo".

Rischi reali che l’assenza della capacità operativa dei quattro quadranti innescherà

Se viene adottato un tradizionale regolatore del fattore di potenza senza la capacità di operare in quattro quadranti, il sistema di potenza reattiva a bassa tensione non sarà in grado di identificare con precisione la domanda effettiva di potenza reattiva durante la generazione di energia. Il tradizionale regolatore del fattore di potenza è soggetto a valutazioni errate e a operazioni errate. Il problema più tipico è che durante il periodo di generazione di energia di una centrale fotovoltaica, il sistema di compensazione della potenza reattiva all'interno della stazione non è in grado di gestire la potenza reattiva capacitiva, con conseguente intervento per sovratensione e perdita di generazione di energia. Allo stesso tempo, a causa dell’incapacità del sistema di compensazione della potenza reattiva a bassa tensione della centrale fotovoltaica di controllare con precisione la direzione della potenza reattiva in uscita, la centrale fotovoltaica rischia di dover affrontare sanzioni economiche da parte della società di rete elettrica per non aver soddisfatto gli standard del fattore di potenza. Nel lungo periodo, l’utilizzo di un tradizionale regolatore del fattore di potenza senza la possibilità di operare in quattro quadranti e delle apparecchiature di compensazione da esso controllate per far fronte alle complesse e dinamiche richieste di potenza reattiva della generazione di energia fotovoltaica, aggraverà anche l’usura delle apparecchiature e influenzerà il funzionamento stabile dell’intero sistema di distribuzione fotovoltaico.

Serie Geyue Electric JKFG: soluzioni intelligenti su misura per scenari fotovoltaici

Una comprensione approfondita del punto critico del settore secondo cui "le centrali fotovoltaiche, a causa dell'uso di controller di compensazione unidirezionali tradizionali, non possono adattarsi alla commutazione tra generazione di energia e consumo di energia, con conseguente compensazione imprecisa della potenza reattiva, rischio di multe, intervento delle apparecchiature e instabilità del sistema" ha consentito a Geyue Electric di sfruttare la nostra potente piattaforma di ricerca e sviluppo e la base di produzione automatizzata per introdurre la serie JKFG di controller del fattore di potenza a bassa tensione appositamente progettati per scenari fotovoltaici. Questa serie di regolatori del fattore di potenza aderisce rigorosamente agli standard internazionali e nazionali e la sua funzione principale risiede nel raggiungimento di precise capacità operative a quattro quadranti. Questa serie di controllori del fattore di potenza è in grado di rilevare con precisione i cambiamenti nella generazione di energia fotovoltaica, determinare con precisione la direzione effettiva della domanda di potenza reattiva e l'entità del carico e quindi comandare al banco di condensatori o al dispositivo di compensazione mista di fornire risposte precise in millisecondi. La nostra azienda sottolinea in particolare che, al fine di garantire l'accuratezza dell'analisi a quattro quadranti, la polarità dei trasformatori di corrente nel sito fotovoltaico deve essere collegata correttamente secondo la direzione della corrente (o direzione di misurazione della potenza) specificata dalla serie JKFG di regolatori del fattore di potenza a bassa tensione, che è la pietra angolare per sfruttare appieno la piena efficacia della serie JKFG di regolatori del fattore di potenza a bassa tensione.

NostroJKFG-12 regolatori del fattore di potenza specifici per il fotovoltaicoEJKFG-24 regolatori del fattore di potenza specifici per il fotovoltaicosono i guardiani intelligenti che salvaguardano la connessione amichevole alla rete, il funzionamento stabile e l'aumento delle entrate complessive delle centrali fotovoltaiche. Da un singolo controller del fattore di potenza a una soluzione completa di compensazione della potenza reattiva a bassa tensione, Geyue Electric è sempre impegnata a fornire ai clienti un valore ad alta affidabilità. Vi preghiamo di inviare liberamente i vostri requisiti di compensazione della potenza reattiva a bassa tensione per la vostra centrale fotovoltaica ainfo@gyele.com.cn. Saremo lieti di fornirti una soluzione di compensazione personalizzata per il tuo progetto. Scegliere Geyue Electric significa scegliere di affrontare con calma le sfide della trasformazione energetica con una tecnologia all'avanguardia.