Index of /rozprawy2/11699

Przepięcie spowodowane przekroczeniem mocy sieci jest jednym z najpilniejszych problemów związanych z integracją rozproszonych źródeł energii fotowoltaicznej na dużą skalę. Może on powodować znaczne straty zasilania z powodu częstego odłączania falownika przez jego system ochrony przed przepięciami. W systemie fotowoltaicznym o mocy 6 kW straty zasilania mogą wynosić 0-12,5% rocznie. Termin "inteligentny mikro-inwerter" oznacza wprowadzenie nowych funkcji sterowania falownika, które mogą optymalnie równoważyć wymagania eksploatacyjne sieci i maksymalizację mocy wejściowej. Teza ta pokazuje, w jaki sposób aktywne ograniczenie mocy może być zastosowane do mikro-inwerterów solarnych, aby zapewnić wysoką penetrację PV w otoczeniu, przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa sieci i wsparciu niezawodności falownika. Aktywne ograniczenie mocy jest realizowane jako sekwencyjne odłączanie na poziomie modułu (SMT). Taki system sterowania, osiąga ograniczenie mocy na poziomie systemu, bez modyfikowania funkcjonalności poszczególnych mikroinwerterów. Dzięki temu nadaje się on do zastosowania w rozwiązaniach modernizacyjnych. Algorytm SMT jest stosowany w sieci mieszkaniowej niskiego napięcia i symulowany pod kątem wpływu na straty napięcia i zasilania. Udany wzrost penetracji PV w sieci z 5A do 8A na dom jest osiągany bez zmiany infrastruktury sieciowej. Po przeprowadzeniu symulacji następuje analiza techniczno-ekonomiczna z naciskiem na badanie rocznych strat zasilania oraz badanie prognozowania niezawodności falownika. Teza kończy się studium walidacji hardware-in-the-loop.

Improved grid interaction of photovoltaics using smart micro-inverters

The overvoltage due to exceeded grid hosting capacity is one of the most immediate problems in large-scale grid integration of solar photovoltaics. It can cause significant feed-in losses due to inverter being frequently disconnected by its overvoltage protection system. A 6 kW PV system can experience 0-12.5% feed-in loss annually. The term "smart micro-inverter" signifies the introduction of new control functionalities that can optimally balance between grid operational requirements and feed-in power maximization. This thesis reveals how an active power curtailment can be applied to solar micro-inverters, in order to deliver high PV penetration neighborhoods, while keeping the grid safe and supporting the inverter reliability. The active power curtailment is implemented as the Sequential Module-level Tripping (SMT), a control scheme that achieves curtailment on a system level, without modifying the functionality of an individual micro-inverter unit. This makes it suitable for a retrofit solution. The SMT algorithm is applied in a LV residential feeder and simulated for effects on voltage and feed-in losses. A successful PV penetration increase from 5A to 8A per house is achieved without changing the grid infrastructure. Simulations are followed by a techno-economic analysis with emphasis on annual feed-in loss study and the feed-inverter reliability prediction study. The thesis concludes with a hardware-in-the-loop validation study.