เหตุใดระบบป้องกันการไหลของพลังงานย้อนกลับจึงล้มเหลว: ปัญหาทั่วไปของการส่งออกพลังงานเป็นศูนย์และแนวทางแก้ไขที่ใช้งานได้จริง

บทนำ: เมื่อนโยบาย “ส่งออกเป็นศูนย์” ดูดีบนกระดาษ แต่ล้มเหลวในความเป็นจริง

ระบบโซลาร์เซลล์สำหรับที่อยู่อาศัยจำนวนมากได้รับการกำหนดค่าด้วยการส่งออกเป็นศูนย์ or ป้องกันการไหลของพลังงานย้อนกลับแม้จะมีการตั้งค่าต่างๆ ไว้แล้ว แต่การจ่ายไฟโดยไม่ตั้งใจเข้าสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้าก็ยังคงเกิดขึ้น ซึ่งมักทำให้ผู้ติดตั้งและเจ้าของระบบประหลาดใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพารามิเตอร์ของอินเวอร์เตอร์ดูเหมือนจะได้รับการกำหนดค่าอย่างถูกต้อง

ในความเป็นจริงระบบป้องกันกระแสไฟย้อนกลับไม่ใช่เพียงแค่การตั้งค่าหรือคุณสมบัติของอุปกรณ์เพียงอย่างเดียวเป็นฟังก์ชันระดับระบบที่ขึ้นอยู่กับความแม่นยำในการวัด ความเร็วในการตอบสนอง ความน่าเชื่อถือในการสื่อสาร และการออกแบบตรรกะควบคุม เมื่อส่วนใดส่วนหนึ่งของห่วงโซ่นี้ไม่สมบูรณ์ การไหลของกระแสไฟฟ้าย้อนกลับก็ยังสามารถเกิดขึ้นได้

บทความนี้อธิบายเหตุใดระบบที่ไม่ต้องการส่งออกของเสียจึงล้มเหลวในการใช้งานจริงระบุสาเหตุที่พบบ่อยที่สุด และสรุปแนวทางแก้ไขที่นำไปใช้ได้จริงในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับที่อยู่อาศัยในปัจจุบัน

คำถามที่พบบ่อยข้อที่ 1: เหตุใดจึงเกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าย้อนกลับ แม้ว่าจะเปิดใช้งานการส่งออกเป็นศูนย์แล้วก็ตาม?

หนึ่งในปัญหาที่พบบ่อยที่สุดคือความเร็วการผันผวนของโหลด.

อุปกรณ์ไฟฟ้าในครัวเรือน เช่น ระบบปรับอากาศ เครื่องทำน้ำอุ่น เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า และเครื่องใช้ในครัว สามารถเปิดหรือปิดได้ภายในไม่กี่วินาที หากอินเวอร์เตอร์อาศัยเพียงการประมาณค่าภายในหรือการสุ่มตัวอย่างที่ช้า อาจไม่สามารถตอบสนองได้เร็วพอ ทำให้เกิดการส่งออกพลังงานชั่วคราวได้

ข้อจำกัดที่สำคัญ:

• ฟังก์ชันการส่งกระแสไฟฟ้าออกสู่ภายนอกเป็นศูนย์โดยใช้อินเวอร์เตอร์เพียงอย่างเดียว มักขาดการตอบรับแบบเรียลไทม์จากจุดเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า (PCC)

วิธีแก้ปัญหาที่เป็นรูปธรรม:

• ใช้อุปกรณ์ภายนอกการวัดกำลังไฟฟ้าแบบเรียลไทม์เพื่อปิดวงจรควบคุม

คำถามที่พบบ่อยข้อที่ 2: เหตุใดระบบจึงลดกำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์มากเกินไปในบางครั้ง?

ระบบบางระบบลดกำลังการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ลงอย่างมากเพื่อหลีกเลี่ยงการส่งออก ซึ่งส่งผลให้เกิด:

• พฤติกรรมกำลังไฟฟ้าที่ไม่เสถียร

• สูญเสียการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์

• การใช้พลังงานอย่างไม่มีประสิทธิภาพ

โดยทั่วไปแล้ว เหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นเมื่อระบบควบคุมขาดข้อมูลพลังงานที่แม่นยำ และใช้ค่าจำกัดแบบอนุรักษ์นิยมเพื่อ "รักษาความปลอดภัย"

สาเหตุหลัก:

• การป้อนกลับพลังงานความละเอียดต่ำหรือล่าช้า

• เกณฑ์คงที่แทนการปรับแบบไดนามิก

แนวทางที่ดีกว่า:

• การจำกัดกำลังไฟฟ้าแบบไดนามิกโดยอาศัยการวัดอย่างต่อเนื่องมากกว่าการกำหนดขีดจำกัดตายตัว

คำถามที่พบบ่อยข้อที่ 3: ความล่าช้าในการสื่อสารอาจทำให้ระบบควบคุมป้องกันการกลับทิศทางทำงานล้มเหลวได้หรือไม่?

ใช่.ความล่าช้าและความไม่เสถียรของการสื่อสารสาเหตุที่มักถูกมองข้ามของการทำงานผิดพลาดของระบบป้องกันกระแสไฟย้อนกลับ

หากข้อมูลกำลังไฟฟ้าจากโครงข่ายส่งมาถึงระบบควบคุมช้าเกินไป อินเวอร์เตอร์จะตอบสนองต่อสภาวะที่ล้าสมัย ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการแกว่งตัว การตอบสนองล่าช้า หรือการส่งออกพลังงานในระยะสั้น

ปัญหาที่พบได้ทั่วไป ได้แก่:

• เครือข่าย WiFi ที่ไม่เสถียร

• วงจรควบคุมที่ขึ้นอยู่กับระบบคลาวด์

• การอัปเดตข้อมูลไม่บ่อยนัก

แนวทางปฏิบัติที่แนะนำ:

• ควรใช้ช่องทางการสื่อสารในพื้นที่หรือแบบเรียลไทม์ใกล้เคียงสำหรับการส่งข้อมูลป้อนกลับด้านพลังงานทุกครั้งที่เป็นไปได้

คำถามที่พบบ่อยข้อที่ 4: ตำแหน่งการติดตั้งมิเตอร์มีผลต่อประสิทธิภาพการส่งออกเป็นศูนย์หรือไม่?

แน่นอนตำแหน่งติดตั้งมิเตอร์วัดพลังงานมีความสำคัญอย่างยิ่ง

หากไม่ได้ติดตั้งมิเตอร์ที่...จุดเชื่อมต่อร่วม (PCC)นอกจากนี้ อาจวัดได้เพียงบางส่วนของปริมาณการใช้ไฟฟ้าหรือการผลิตไฟฟ้า ซึ่งอาจนำไปสู่การตัดสินใจควบคุมที่ไม่ถูกต้อง

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย:

• ติดตั้งมิเตอร์ไว้ด้านล่างของอุปกรณ์โหลดบางตัว

• มิเตอร์วัดเฉพาะเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์เท่านั้น

• การวางแนว CT ไม่ถูกต้อง

วิธีการที่ถูกต้อง:

• ติดตั้งมิเตอร์ ณ จุดเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า เพื่อให้สามารถวัดปริมาณการนำเข้าและส่งออกรวมได้

คำถามที่พบบ่อยข้อที่ 5: เหตุใดการจำกัดกำลังไฟแบบคงที่จึงไม่น่าเชื่อถือในบ้านจริง

การจำกัดกำลังไฟฟ้าแบบคงที่นั้นตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าพฤติกรรมของโหลดสามารถคาดเดาได้ แต่ในความเป็นจริง:

• ภาระเปลี่ยนแปลงอย่างไม่แน่นอน

• การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ผันผวนเนื่องจากเมฆ

• พฤติกรรมของผู้ใช้สามารถควบคุมได้

ดังนั้น ข้อจำกัดแบบคงที่จึงอาจอนุญาตให้ส่งออกได้ในระยะเวลาสั้นๆ หรือจำกัดผลผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์มากเกินไป

การควบคุมแบบไดนามิกในทางตรงกันข้าม ระบบจะปรับกำลังไฟอย่างต่อเนื่องตามสภาวะแบบเรียลไทม์

เมื่อใดที่มิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะมีความจำเป็นสำหรับการป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าย้อนกลับ?

ในระบบที่ต้องการพลวัตการควบคุมการไหลของพลังงานแบบป้องกันย้อนกลับ,
ข้อมูลป้อนกลับด้านกำลังไฟฟ้าจากโครงข่ายแบบเรียลไทม์จากมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะมีความสำคัญอย่างยิ่ง.

มิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะช่วยให้ระบบสามารถ:

• ตรวจจับการนำเข้าและส่งออกได้ทันที

• ระบุปริมาณการปรับเปลี่ยนที่จำเป็น

• รักษาระดับการไหลของพลังงานในระบบส่งไฟฟ้าให้อยู่ใกล้ศูนย์โดยไม่ลดทอนโดยไม่จำเป็น

หากไม่มีชั้นการวัดนี้ การควบคุมป้องกันการไหลย้อนกลับจะอาศัยการประมาณค่าแทนที่จะอาศัยสภาพกริดจริง

บทบาทของ PC321 ในการแก้ปัญหาการไหลของกระแสไฟฟ้าย้อนกลับ

ในระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับที่อยู่อาศัยในทางปฏิบัติมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะ PC311ใช้เป็นจุดอ้างอิงการวัดที่ PCC.

PC321 ให้บริการดังต่อไปนี้:

• การวัดปริมาณการนำเข้าและส่งออกของโครงข่ายไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ที่แม่นยำ

• รอบการอัปเดตที่รวดเร็วเหมาะสำหรับวงจรควบคุมแบบไดนามิก

• การสื่อสารผ่านWiFi, MQTT หรือ Zigbee

• การสนับสนุนสำหรับข้อกำหนดการตอบสนองภายใน 2 วินาทีนิยมใช้ในการควบคุมระบบโซลาร์เซลล์ในที่อยู่อาศัย

ด้วยการส่งข้อมูลพลังงานไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ PC311 ช่วยให้อินเวอร์เตอร์หรือระบบจัดการพลังงานสามารถควบคุมปริมาณพลังงานที่ส่งออกจากแผงโซลาร์เซลล์ได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นการแก้ไขสาเหตุหลักที่อยู่เบื้องหลังความล้มเหลวในการผลิตไฟฟ้าเป็นศูนย์ส่วนใหญ่

ที่สำคัญคือ PC311 ไม่ได้มาแทนที่วงจรควบคุมอินเวอร์เตอร์ แต่เป็นการ...ช่วยให้สามารถควบคุมได้อย่างมีเสถียรภาพโดยการให้ข้อมูลที่ระบบควบคุมต้องการ.

ข้อสรุปสำคัญ: การป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าย้อนกลับเป็นความท้าทายในการออกแบบระบบ

ความล้มเหลวในการป้องกันการไหลย้อนกลับของกระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจากฮาร์ดแวร์ที่ชำรุด แต่เกิดจากสาเหตุอื่นสถาปัตยกรรมระบบที่ไม่สมบูรณ์— การวัดที่ขาดหายไป การสื่อสารที่ล่าช้า หรือตรรกะการควบคุมแบบคงที่ที่นำมาใช้กับสภาพแวดล้อมแบบไดนามิก

การออกแบบระบบปลอดไอเสียที่เชื่อถือได้นั้นต้องอาศัย:

• การวัดกำลังไฟฟ้าในระบบโครงข่ายแบบเรียลไทม์

• การสื่อสารที่รวดเร็วและเสถียร

• ตรรกะควบคุมแบบวงปิด

• การติดตั้งอย่างถูกต้องที่ PCC

เมื่อองค์ประกอบเหล่านี้สอดคล้องกัน การไหลของกระแสไฟฟ้าแบบป้องกันย้อนกลับก็จะสามารถคาดการณ์ได้ มีเสถียรภาพ และเป็นไปตามข้อกำหนด

หมายเหตุปิดท้าย (ไม่บังคับ)

สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับที่อยู่อาศัยที่อยู่ภายใต้ข้อจำกัดการส่งออก การทำความเข้าใจเรื่องนี้เป็นสิ่งสำคัญเหตุใดการส่งออกเป็นศูนย์จึงล้มเหลวนับเป็นก้าวแรกสู่การสร้างระบบที่ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะการใช้งานจริง