การไม่ส่งออกพลังงานกับการจำกัดพลังงาน: อธิบายกลยุทธ์ป้องกันการไหลย้อนกลับของพลังงานที่แตกต่างกัน

บทนำ: การป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าย้อนกลับ ไม่เหมือนกับการปิดระบบโซลาร์เซลล์

เนื่องจากการติดตั้งโซลาร์เซลล์ในที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ขนาดเล็กยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่องการควบคุมการไหลของพลังงานแบบป้องกันย้อนกลับได้กลายเป็นข้อกำหนดที่สำคัญในหลายภูมิภาค ผู้ให้บริการโครงข่ายไฟฟ้าจำกัดหรือห้ามการส่งออกพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) ส่วนเกินไปยังโครงข่ายไฟฟ้าสาธารณะมากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้นักออกแบบระบบต้องนำสิ่งที่เรียกว่า การควบคุมแบบอัตโนมัติ (Self-Reduced Control: การควบคุมแบบอัตโนมัติ) มาใช้ต่อต้านการย้อนกลับ or การส่งออกเป็นศูนย์วิธีแก้ปัญหา

อย่างไรก็ตาม ความเข้าใจผิดที่พบได้ทั่วไปยังคงมีอยู่:
การป้องกันการไหลของพลังงานย้อนกลับไม่ได้หมายความว่าจะต้องปิดระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด

ในทางปฏิบัติมีอยู่กลยุทธ์ทางเทคนิคหลายประการเพื่อควบคุมการไหลของพลังงานย้อนกลับ แต่ละระบบมีสถาปัตยกรรมระบบ พฤติกรรมการตอบสนอง และข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์ที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกโซลูชันที่เหมาะสมสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์เฉพาะเจาะจง

บทความนี้อธิบายถึงประเด็นสำคัญกลยุทธ์ป้องกันการไหลของพลังงานย้อนกลับเปรียบเทียบการส่งออกเป็นศูนย์และการจำกัดกำลังไฟฟ้าแบบไดนามิกและชี้แจงให้ชัดเจนเมื่อมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะกลายเป็นสิ่งจำเป็นในวงจรควบคุม

Zero Export ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์หมายความว่าอย่างไร?

การส่งออกเป็นศูนย์หมายถึงกลยุทธ์การควบคุมที่ไม่อนุญาตให้มีการปล่อยพลังงานส่วนเกินจากระบบโซลาร์เซลล์กลับไปยังโครงข่ายไฟฟ้าพลังงานที่ผลิตได้ทั้งหมดจะต้องนำไปใช้ในพื้นที่หรือลดปริมาณการใช้ลง

ในการกำหนดค่าแบบไม่มีการส่งออก:

• การไหลของพลังงานไฟฟ้า ณ จุดเชื่อมต่อร่วม (PCC) จะถูกรักษาไว้ที่ระดับศูนย์หรือใกล้เคียงศูนย์

• กำลังการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์จะลดลงเมื่อใดก็ตามที่การใช้พลังงานในสถานที่ลดลง

• มีการป้องกันการส่งออกพลังงานอย่างแข็งขัน แทนที่จะจำกัดโดยทางอ้อม

วิธีการนี้มักจำเป็นในภูมิภาคที่บริษัทสาธารณูปโภคห้ามการส่งไฟฟ้าเข้าสู่ระบบสายส่ง หรือในกรณีที่ไม่มีอัตราค่าไฟฟ้าแบบรับซื้อคืน (feed-in tariffs)

การจำกัดกำลังไฟฟ้าแบบไดนามิกคืออะไร?

การจำกัดกำลังไฟฟ้าแบบไดนามิก(หรือเรียกว่าการควบคุมการส่งออกแบบไดนามิก) เป็นกลยุทธ์ที่มีความยืดหยุ่นมากกว่า แทนที่จะบังคับใช้เงื่อนไขห้ามส่งออกโดยเด็ดขาดตลอดเวลา ระบบนี้จะปรับเปลี่ยนไปตามสถานการณ์ปรับกำลังการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์อย่างต่อเนื่องตามการวัดกำลังไฟฟ้าจากโครงข่ายแบบเรียลไทม์.

ลักษณะสำคัญได้แก่:

• กำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงโซลาร์เซลล์จะเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงของโหลดอย่างไดนามิก

• สามารถอนุญาตหรือยกเลิกอัตรากำไรส่งออกเล็กน้อยได้ตามความจำเป็น

• ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของภาระได้เร็วกว่าเมื่อเทียบกับข้อจำกัดแบบคงที่

การควบคุมแบบไดนามิกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบโซลาร์เซลล์ในที่อยู่อาศัยที่มีโหลดผันผวน ระบบจัดเก็บพลังงาน หรือเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า

การจำกัดกำลังไฟฟ้าเป็นศูนย์ (Zero Export Limiting) กับการจำกัดกำลังไฟฟ้าแบบไดนามิก (Dynamic Power Limiting): ความแตกต่างที่สำคัญ

การเปรียบเทียบนี้เน้นให้เห็นถึงความแตกต่างที่สำคัญ:
การควบคุมกำลังไฟฟ้าแบบไดนามิกต้องอาศัยการตอบรับแบบเรียลไทม์ในขณะที่ระบบส่งออกพลังงานเป็นศูนย์ขั้นพื้นฐานอาจอาศัยการตั้งค่าอินเวอร์เตอร์แบบคงที่

กลยุทธ์ป้องกันการย้อนกลับแบบใดที่ต้องใช้มิเตอร์วัดพลังงาน?

นี่คือจุดที่การออกแบบระบบหลายๆ อย่างล้มเหลว

ระบบอินเวอร์เตอร์ไร้การปล่อยมลพิษ (โดยไม่ต้องใช้มิเตอร์ภายนอก)

อินเวอร์เตอร์บางรุ่นรองรับฟังก์ชันการส่งออกเป็นศูนย์ภายในโดยใช้:

• เซ็นเซอร์วัดกระแสไฟฟ้าในตัว

• เกณฑ์จำกัดกำลังไฟฟ้าคงที่

แม้ว่าวิธีการแก้ปัญหาเหล่านี้จะดูเรียบง่าย แต่ก็มักมีข้อเสียดังนี้:

• เวลาตอบสนองช้าลง

• ความแม่นยำต่ำเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงภาระอย่างรวดเร็ว

• ความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีโหลดหลายประเภทมีจำกัด

อาจใช้งานได้ดีในสภาพแวดล้อมที่คงที่ แต่จะประสบปัญหาในการใช้งานจริงในบ้านพักอาศัย

เหตุใดการควบคุมพลังงานแบบไดนามิกจึงต้องใช้มิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะ

In การควบคุมพลังงานแบบไดนามิก, ข้อมูลป้อนกลับด้านกำลังไฟฟ้าจากโครงข่ายแบบเรียลไทม์จากมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะมีความสำคัญอย่างยิ่ง.

หากไม่มีการวัดค่าที่แม่นยำและแบบเรียลไทม์ ณ จุดเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า ระบบควบคุมจะไม่สามารถระบุได้ว่า:

• ไม่ว่าจะเป็นการนำเข้าหรือส่งออกพลังงาน

• ต้องปรับกำลังการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์เร็วแค่ไหน

• มีการละเมิดขีดจำกัดการส่งออกในช่วงเหตุการณ์ชั่วคราวหรือไม่

มิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะให้ข้อมูลดังต่อไปนี้:

• การวัดปริมาณการนำเข้า/ส่งออกของโครงข่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง

• ข้อมูลพลังงานความละเอียดสูง

• สัญญาณควบคุมที่เชื่อถือได้สำหรับอินเวอร์เตอร์หรือลอจิก EMS

บทบาทของ Owon's PC321 ในการควบคุมการไหลของพลังงานย้อนกลับ

ในระบบป้องกันการไหลย้อนกลับของกำลังไฟฟ้าแบบไดนามิกมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะ PC321 ทำหน้าที่เป็นชั้นการตรวจจับแบบเรียลไทม์ณ จุดเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้า

โดยเฉพาะ PC321:

• วัดกำลังไฟฟ้าจากโครงข่ายแบบเรียลไทม์ (ทั้งการนำเข้าและส่งออก) ที่จุดเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้า (PCC)

• ให้ผลตอบรับที่รวดเร็ว เหมาะสำหรับวงจรควบคุมแบบไดนามิก

• รองรับWiFi, MQTT และ Zigbeeตัวเลือกการสื่อสาร

• ช่วยให้ระบบควบคุมสามารถตอบสนองได้ภายในรอบการปรับแต่งต่ำกว่า 2 วินาทีตรงตามข้อกำหนดการควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับที่อยู่อาศัยทั่วไป

ด้วยการให้ข้อมูลพลังงานไฟฟ้าจากโครงข่ายที่แม่นยำและทันเวลา PC321 ช่วยให้อินเวอร์เตอร์หรือระบบจัดการพลังงาน to ควบคุมกำลังไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์อย่างต่อเนื่องป้องกันการไหลย้อนกลับของกระแสไฟฟ้าโดยไม่ต้องปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยไม่จำเป็น

ที่สำคัญคือ PC321 ไม่ได้ทำการควบคุมด้วยตัวเอง—มันช่วยให้สามารถควบคุมได้โดยการให้การวัดที่เชื่อถือได้ซึ่งเป็นพื้นฐานของกลยุทธ์การจำกัดพลังงานแบบไดนามิกที่มีประสิทธิภาพใดๆ ก็ตาม

การเลือกกลยุทธ์ป้องกันการย้อนกลับที่เหมาะสม

การเลือกสารละลายป้องกันการไหลย้อนกลับที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:

• ข้อบังคับโครงข่ายไฟฟ้าในท้องถิ่นและกฎการส่งออก

• ความผันแปรของปริมาณการใช้ไฟฟ้าและรูปแบบการบริโภคในครัวเรือน

• การมีระบบจัดเก็บพลังงานหรือสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า

• ความเร็วในการตอบสนองที่ต้องการและความซับซ้อนของระบบ

สำหรับสถานการณ์การปฏิบัติตามข้อกำหนดที่ไม่ซับซ้อน การปล่อยกระแสไฟฟ้าเป็นศูนย์โดยใช้อินเวอร์เตอร์อาจเพียงพอแล้ว
สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ที่อยู่อาศัยสมัยใหม่ที่มีโหลดเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาการควบคุมกำลังไฟฟ้าแบบไดนามิกโดยใช้มิเตอร์ช่วยให้ประสิทธิภาพและการใช้พลังงานดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด.

สรุป: การป้องกันการไหลย้อนกลับของกระแสไฟฟ้าเป็นกลยุทธ์การควบคุม ไม่ใช่การปิดระบบ

การป้องกันการไหลของกระแสไฟฟ้าย้อนกลับไม่ได้หมายความว่าต้องปิดการใช้งานการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ แต่เป็นการแสดงให้เห็นว่า...ปรัชญาการควบคุม—การปรับสมดุลระหว่างกำลังการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์กับปริมาณการใช้ไฟฟ้าแบบเรียลไทม์และข้อจำกัดของระบบไฟฟ้า

ทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างการส่งออกเป็นศูนย์และการจำกัดกำลังไฟฟ้าแบบไดนามิกช่วยให้นักออกแบบระบบหลีกเลี่ยงการติดตั้งที่ทำงานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ และเลือกสถาปัตยกรรมที่ให้ทั้งการปฏิบัติตามข้อกำหนดและประสิทธิภาพ

เมื่อระบบ PV มีความชาญฉลาดและเชื่อมต่อกันมากขึ้นการวัดค่าแบบเรียลไทม์ ณ จุดเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งเป็นไปได้ด้วยมิเตอร์วัดพลังงานอัจฉริยะ ได้กลายเป็นข้อกำหนดพื้นฐานที่สำคัญสำหรับระบบควบคุมการไหลของพลังงานแบบป้องกันการไหลย้อนกลับขั้นสูง