Con el rápido desarrollo de energías limpias como la eólica y la fotovoltaica, la capacidad instalada también está aumentando. Sin embargo, la energía eólica y la fotovoltaica son generación de energía inestable y se ven muy afectadas por factores ambientales externos. La capacidad de producción ascendente de la industria fotovoltaica presenta un grave exceso de capacidad y exceso de oferta, y su razón fundamental es que la red eléctrica no puede absorber tanta energía inestable. Superar el límite superior afectará gravemente a la estabilidad de la red eléctrica. Entonces, ¿no se desarrollarán energías limpias como la fotovoltaica? Eso es imposible. Como país energético importante, el desarrollo de energías limpias es una estrategia nacional, y el desarrollo de la energía fotovoltaica sólo ha llegado a un período de cuello de botella. La modernización y transformación de la red eléctrica ya está en marcha de manera ordenada y ya se está construyendo un nuevo tipo de sistema eléctrico que se adapta al desarrollo de la electricidad distribuida. Además, cómo controlar con precisión el impacto de la energía activa y reactiva en la calidad de la energía también forma parte del desarrollo de la tecnología fotovoltaica.
1 Control de potencia activa
1. ¿Qué es la potencia activa?
La potencia activa se refiere a la cantidad de electricidad que realmente puede realizar trabajo, medida en vatios (W). En las centrales fotovoltaicas, la potencia activa está determinada principalmente por la capacidad de generación de energía de los módulos fotovoltaicos y está influenciada por factores como la intensidad de la luz y la temperatura.
2. Métodos de control
2.1. Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT)
El seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) es una técnica de control comúnmente utilizada que ajusta dinámicamente el punto de funcionamiento del inversor monitoreando el voltaje de salida y la corriente de los módulos fotovoltaicos en tiempo real para garantizar que el sistema fotovoltaico siempre funcione en su punto de máxima potencia. El algoritmo de control MPPT puede mejorar eficazmente la eficiencia de generación de energía de las centrales fotovoltaicas.
2.2. Control de inversores conectados a la red
El inversor es un equipo clave para conectar plantas de energía fotovoltaica a la red eléctrica. Controlando el inversor es posible regular la potencia activa. Los inversores pueden controlar la salida de potencia activa ajustando la corriente y el voltaje de salida según las necesidades de la red eléctrica.
2.3. Estrategia de limitación de poder
En algunos casos, la red eléctrica puede experimentar una carga excesiva y las plantas de energía fotovoltaica necesitan reducir la potencia de salida mediante estrategias de limitación de energía para garantizar el funcionamiento seguro de la red eléctrica. Esto se puede lograr configurando la función de límite de salida de potencia del inversor.
2 Control de potencia reactiva
1. El concepto de potencia reactiva.
La potencia reactiva se refiere a la energía eléctrica utilizada para establecer campos eléctricos y magnéticos, medida en energía reactiva (VAR). La potencia reactiva es crucial para el control de voltaje y la mejora del factor de potencia en los sistemas de energía.
2. Métodos de control
2.1. Equipos de compensación de potencia reactiva.
Las centrales fotovoltaicas pueden equiparse con equipos de compensación de potencia reactiva, como dispositivos de compensación de potencia reactiva estática (SVG) y compensadores estáticos síncronos (STATCOM). Estos dispositivos pueden responder rápidamente a la demanda de la red, regular la producción de potencia reactiva y mejorar la estabilidad del voltaje de la red.
2.2. Control de potencia reactiva del inversor.
Los inversores modernos suelen tener capacidades de regulación de potencia reactiva. Al ajustar la fase de corriente de salida del inversor, las plantas de energía fotovoltaica pueden lograr un ajuste dinámico de la potencia reactiva para satisfacer las necesidades de la red eléctrica. El inversor se puede configurar en "modo de respuesta de potencia reactiva" para ajustar automáticamente la salida de potencia reactiva de acuerdo con los cambios en el voltaje de la red.
2.3. Control dinámico de voltaje
Durante el funcionamiento conectado a la red, las centrales fotovoltaicas pueden monitorear el voltaje de la red en tiempo real y ajustar la potencia reactiva a través de estrategias dinámicas de control de voltaje. Aumentar la salida de potencia reactiva cuando el voltaje es bajo; Reduzca la salida de potencia reactiva cuando el voltaje sea demasiado alto para mantener el voltaje de la red dentro de un rango seguro.
3 Dificultades en la tecnología de control de centrales fotovoltaicas
Estándares de interconexión:Diferentes regiones y países tienen diferentes estándares y requisitos de conexión a la red para plantas de energía fotovoltaica. Las plantas de energía fotovoltaica deben cumplir con los estándares de interconexión de la red local al controlar la energía activa y reactiva, lo que puede traer ciertos desafíos técnicos.
Fluctuaciones de la red:Las fluctuaciones en la carga y la tensión de la red afectan directamente a la estrategia de control de potencia de las centrales fotovoltaicas. Durante las horas pico, las plantas de energía fotovoltaica pueden enfrentar el desafío de una mayor demanda de energía activa, mientras que durante los períodos de menor actividad, es posible que necesiten reducir la producción.
Madurez tecnológica:Aunque los inversores fotovoltaicos modernos tienen fuertes capacidades de control, la madurez de sus algoritmos y tecnologías de control aún necesita mejorarse continuamente en aplicaciones prácticas para hacer frente al entorno cada vez más complejo de la red eléctrica.
Control inteligente:Con el desarrollo del Internet de las cosas y la tecnología de inteligencia artificial, las centrales fotovoltaicas avanzarán gradualmente hacia el control inteligente. Mediante el análisis de datos y el aprendizaje automático, las plantas de energía fotovoltaica pueden optimizar las estrategias de control en tiempo real de la energía activa y reactiva, mejorando la eficiencia de la generación de energía y la estabilidad de la red.
Gestión de energía distribuida:Las plantas de energía fotovoltaica serán un componente importante de la energía distribuida y funcionarán en sinergia con otros sistemas de energía renovable. Al establecer un sistema de gestión de energía distribuida, se puede lograr la programación colaborativa de múltiples fuentes de energía, mejorando aún más la flexibilidad y confiabilidad de la red eléctrica.