SolarEdge Smart Energy Management - Úvod
Za účelem větší stability sítě požadují často distributoři elektrické energie (nebo místní legislativa) omezenou nebo dokonce
žádnou dodávku fotovoltaické elektřiny do sítě, přitom použití FV elektřiny pro vlastní spotřebu je povoleno. Z důvodu těchto
požadavků vyvinula firma SolarEdge řešení Smart Energy Managment (SEM), které mimo jiné umožňuje limitovat dodávku do
veřejné sítě.
Střídač SolarEdge jako řídící jednotka výroby energie
Zařízení SolarEdge, tj. střídač anebo CCG (Control and Communication Gateway), dynamicky upravuje výrobu fotovoltaické
elektrárny tak, aby dodávka do sítě nepřekročila nastavený limit. Jestliže je potřeba snížit výrobu energie, aby limit nebyl
překročen, střídač omezí výrobu energie z panelů. Kromě (dodatečného) elektroměru není potřeba instalovat žádný kontrolní
hardware nebo elektro-mechanické odpojovače.
Obrázek 1a – Typická instalace s měřením dodávky do sítě
Obrázek 1b – Typická instalace s měřením spotřeby
Limit dodávky do sítě se nastavuje v uživatelském rozhraní střídače: nastavení může být uzamčeno, aby se předcházelo změnám
konfigurace neoprávněnou osobou. Střídač dostává informace o energii z elektroměru, který je instalován v místě připojení se sítí
nebo čte spotřebu z elektroměru instalovaného v místě spotřeby, a upravuje množství vyrobené FV energie podle nastaveného
limitu. Reakční doba střídače je 2 sekundy.
V souladu s německým zákonem EEG2012 a technickými doporučeními FNN (("Hinweise zur technisch/ betrieblichen Umsetzung
des Einspeisemanagements", FNN, June 2012) je splněna podmínka průměrné 10min hodnoty.
Je-li v systému více střídačů, jeden z nich slouží jako SEM master a zajišťuje, že celková dodávka systému do sítě nepřekračuje
přednastavený limit.
Jednofázové a třífázové střídače SolarEdge mohou fungovat jako řídící jednotky výroby energie. Střídače prodané nebo
instalované před uvedením SEM mohou být touto funkcí dovybaveny aktualizací firmwaru.
1
Dokument odkazuje na zařízení SolarEdge jako na střídač, ale výše uvedené lze aplikovat i na CCG (kontrolní a komunikační brána).
1
Udržování dodávky do sítě pod limitem
Rychlá reakční doba
SEM pracuje s velice rychlou reakční dobou a ikdyž jsou změny ve spotřebě nebo ve výrobě FVE rychlé, dodávka do sítě nepřekročí
limit. Střídač čte data z elektroměru a v případě potřeby upraví pracovní bod panelů během 2 sekund. Je tak zajištěno, že dodávka
do sítě není překročena déle než po dobu 2 sekund od okamžiku zvýšení dodávky nad uvedený limit. Střídač udržuje limit
výstupního výkonu s přesností, která odpovídá přesnosti použitého elektroměru.
Selhání vyloučeno
Funkce SEM eliminuje selhání a lze garantovat, že ikdyž dojde např. k chybě komunikace, dodávka do sítě stanovený limit
nepřekročí. Příklady:
Jestliže selže komunikace mezi SEM masterem a elektroměrem, systém bude limitovat FV výrobu do výše
nastaveného limitu, a to nezávisle na “chování” spotřeby.
-
Jestliže selže komunikace mezi SEM masterem a dalším střídačem, tak tento střídač bude limitovat výrobu podle jeho
relativního podílu na stanoveném limitu, zatímco SEM master bude udržovat dodávku energie celého systému na úrovni
anebo pod stanoveným limitem.
Podporované elektroměry
Mohou být použity 2 typy elektroměrů: elektroměry s rozhraním S0 a elektroměry s rozhraním RS485.
Elektroměry s rozhraním S0
Elektroměry s rozhraním S0 odesílají data o měřené energii pomocí pulsů, využívají relé s bezpotenciálovými kontakty. Pulsy
jsou poté sečteny a přepočítány na kWh.
Lze použít jakýkoli elektroměr s rozhraním S0. Spojení se střídačem SolarEdge je realizováno pomocí “interface kabelu”, který
dodává firma SolarEdge. V případě systému s více střídači jsou tyto navzájem propojeny pomocí sběrnice RS485 a pouze jeden z
nich, který slouží jako master, je připojen k elektroměru pomocí interface kabelu.
Obrázek 21 – připojení systému s více střídači k elektroměru s rozhraním S0
1
Obrázek ukazuje systém s elektroměrem měřícím dodávku do sítě, platí ale také pro systémy s elektroměrem měřícím spotřebu.
2
Elektroměry s rozhraním RS485
Elektroměry s rozhraním RS485 se připojují ke svorkovnici RS485 střídače SolarEdge nebo CCG. Elektroměry s RS485, které
podporují funkci SEM, jsou detailně popsány v Application Note “Connecting a Revenue Grade Meter to SolarEdge Devices
ROW” – dostupné zde.
V případě FVE s jedním střídačem je elektroměr připojen přímo ke konektoru RS485 střídače. Střídač a elektroměr lze také
připojit k CCG (kontrolní a komunikační brána), která v tomto případě slouží jako SEM master místo střídače.
Má-li FVE více střídačů, jsou připojeny pomocí RS485 k CCG a elektroměr je připojen k CCG na druhé sběrnici RS485 (RS485-2).
Obrázek 3 – připojení pomocí RS485 - FVE s jedním střídačem
Obrázek 4 – připojení pomocí RS485 a CCG - FVE s více střídači
3
SEM – Praktický příklad 1
Následující příklad ilustruje chování systému se SEM, kdy je maximální AC výstup střídače 6kW.
Limit dodávky do sítě je stanoven na 0W – žádná dodávka do sítě.
Potenciální výroba FVE
Výroba
energie
Spotřeba
(zatížení)
Dodávka do sítě*
0kW
0kW
3kW
-3kW
1kW
1kW
4.5kW
-3.5kW
3.5kW
3.5kW
3.5kW
0kW
6kW
4kW
4kW
0kW
6:00
Žádná výroba FVE
Spotřeba kryta ze sítě
8:00
Výroba FVE nižší než spotřeba
Spotřeba kryta z FVE a ze sítě
9:00
Výroba FVE se rovná
spotřebě
Žádná energie do/ze sítě
12:00
Potenciál výroby FVE vyšší než
spotřeba
Výroba FVE omezena do výše
limitu dodávky do sítě (0)
Žádná energie do/ze sítě
* Znaménko mínus znamená, že se energie nakupuje ze sítě
Chování systému během dne lze vidět v následujícím grafu:
4
SEM – Praktický příklad 2
Následující příklad ilustruje chování SEM v systému se 3 střídači. Každý ze střídačů má maximální AC výstup 10kW a systém má
30kW na DC straně. Systém je nastaven na maximálně 70% DC výkonu, tzn. 70% x 30kW = 21kW.
Potenciální výroba FVE
Spotřeba
(zatížení)
Výroba energie
3kW
3kW
3kW
Dodávka do
sítě*
11kW
-2kW
5kW
13kW
6kW
21kW
8:00
Výroba FVE nižší než spotřeba
Spotřeba kryta z FVE a ze sítě
3kW
6kW
3kW
6kW
3kW
6kW
9:00
Potenciální výroba FVE větší
než spotřeba
Spotřeba kryta z FVE
FVE dodává do sítě
6kW
6kW
6kW
10kW
10kW
10kW
9kW
9kW
9kW
12:00
Potenciální výroba FVE větší
než spotřeba
Produkce FVE limitována tak, aby
nebyl překročen limit dodávky do
sítě
5
3kW
3kW
3kW
3kW
3kW
3kW
16:00
Potenciální výroba FVE větší
než spotřeba
Spotřeba kryta z FVE
FVE dodává do sítě
* Znaménko mínus znamená, že se energie nakupuje ze sítě.
Chování systému během dne lze vidět v následujícím grafu:
6
6kW
3kW
SEM – Praktický příklad 3 – Selhání vyloučeno
Následující příklad ilustruje chování stejného systému jako v příkladu č.2, a to při chybě komunikace. V takovém případě bude
střídač bez komunikace limitovat svoji výrobu podle nastaveného limitu, tedy na 70% z jeho maximálního výstupu.
Potenciální výroba FVE
Spotřeba
(zatížení)
Výroba energie
6kW
6kW
6kW
6kW
6kW
6kW
9kW
9kW
9kW
7kW
9kW
Dodávka do sítě
11kW
7kW
5kW
20kW
8:00
Potenciální výroba FVE
větší než spotřeba
Spotřeba kryta z FVE
FVE dodává do sítě
9:00
1 střídač ztratil komunikaci
a vyrábí do výše svého
podílu na nastaveném
limitu
Potenciální výroba FVE
větší než spotřeba
Spotřeba kryta z FVE
FVE dodává do sítě
9kW
7
9kW
9kW
9kW
7kW
7kW
9kW
3kW
3kW
3kW
3kW
3kW
3kW
6kW
17kW
12:00
2 střídače ztratily komunikaci
a vyrábí do výše svého podílu
na nastaveném limitu
Potenciální výroba FVE
větší než spotřeba
Spotřeba kryta z FVE
FVE dodává do sítě
6kW
3kW
16:00
2 střídače ztratily komunikaci,
ale vyrábějí méně než je
nastavený limit, a proto
nedochází ke ztrátě energie
Potenciální výroba FVE
větší než spotřeba
Spotřeba kryta z FVE
FVE dodává do sítě
Chování systému během dne lze vidět v následujícím grafu. Výroba energie bez chyby komunikace (jako např.v příkladu č.2) je
ukázána pro srovnání. Je možné pozorovat, že během ztráty komunikace dochází ke ztrátě velmi malého množství energie, ale
přednastavený limit dodávky do sítě není nikdy překročen:
8
Download

dokument se sem intro