sterowanie systemÓw fotowoltaicznych … · sterowanie systemu fotowoltaicznego fotowoltaicznych...
TRANSCRIPT
Dr hab inż Robert Stala
Akademia Goacuterniczo-Hutnicza
im Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Elektrotechniki Automatyki Informatyki i Elektroniki
Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych E-mail stalaaghedupl
STEROWANIE SYSTEMOacuteW FOTOWOLTAICZNYCH
DOŁĄCZONYCH DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ
PLAN PREZENTACJI
- Specyfika fotowoltaicznego (PV) źroacutedła energii
- Energoelektroniczny system przekształcania energii PV
- Wymagania dla systemu PV wg ndash normy efektywność energetyczna
i bezpieczeństwo
- Algorytmy sterowania systemoacutew PV ndash wyniki badań autora (i zespołu)
zrealizowane w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych
Akademii Goacuterniczo-Hutniczej im S Staszica w Krakowie na tle badań
światowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 259
SYSTEMY FOTOWOLTAICZNE (PV)
OGNIWO FOTOWOLTAICZNE ndash PRZEMIANA ENERGII
PROMIENIOWANIA NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ
Roczna energia promieniowania słonecznego znacznie przekracza
zużycie energii
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Zdjęcie wykonano w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Goacuterniczo-Hutniczej im S Staszica w Krakowie
Slajd 359
Wykres na podstawiebdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy
House 2009
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI
MOC ZAINSTALOWANYCH OGNIW PV
MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW FOTOWOLTAICZNYCH NA
ŚWIECIE - ROZWOacuteJ
Slajd 459
Wykres na podstawiebdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report
IEA-PVPS T1-18 IEA INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
SYSTEMY AUTONOMICZNE I DOŁĄCZONE DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI
MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW
FOTOWOLTAICZNYCH NA ŚWIECIE
Slajd 559
PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash
SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA
PRĄDOWO NAPIĘCIOWA
Slajd 659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM
DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ
Slajd 759
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 859
ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w
prezentacji
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Slajd 959
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Normy i standardy
Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania
- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU
- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for
harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)
- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for
harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input
current gt16 A and le 75 A per phase
- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy
standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA
- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in
Photovoltaic Power Systems
- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA
PRACY WYSPOWEJ
- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with
public low-voltage distribution networks
- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY
- EN 61727
- MPPT
- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1159
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PLAN PREZENTACJI
- Specyfika fotowoltaicznego (PV) źroacutedła energii
- Energoelektroniczny system przekształcania energii PV
- Wymagania dla systemu PV wg ndash normy efektywność energetyczna
i bezpieczeństwo
- Algorytmy sterowania systemoacutew PV ndash wyniki badań autora (i zespołu)
zrealizowane w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych
Akademii Goacuterniczo-Hutniczej im S Staszica w Krakowie na tle badań
światowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 259
SYSTEMY FOTOWOLTAICZNE (PV)
OGNIWO FOTOWOLTAICZNE ndash PRZEMIANA ENERGII
PROMIENIOWANIA NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ
Roczna energia promieniowania słonecznego znacznie przekracza
zużycie energii
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Zdjęcie wykonano w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Goacuterniczo-Hutniczej im S Staszica w Krakowie
Slajd 359
Wykres na podstawiebdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy
House 2009
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI
MOC ZAINSTALOWANYCH OGNIW PV
MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW FOTOWOLTAICZNYCH NA
ŚWIECIE - ROZWOacuteJ
Slajd 459
Wykres na podstawiebdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report
IEA-PVPS T1-18 IEA INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
SYSTEMY AUTONOMICZNE I DOŁĄCZONE DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI
MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW
FOTOWOLTAICZNYCH NA ŚWIECIE
Slajd 559
PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash
SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA
PRĄDOWO NAPIĘCIOWA
Slajd 659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM
DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ
Slajd 759
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 859
ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w
prezentacji
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Slajd 959
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Normy i standardy
Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania
- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU
- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for
harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)
- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for
harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input
current gt16 A and le 75 A per phase
- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy
standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA
- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in
Photovoltaic Power Systems
- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA
PRACY WYSPOWEJ
- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with
public low-voltage distribution networks
- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY
- EN 61727
- MPPT
- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1159
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEMY FOTOWOLTAICZNE (PV)
OGNIWO FOTOWOLTAICZNE ndash PRZEMIANA ENERGII
PROMIENIOWANIA NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ
Roczna energia promieniowania słonecznego znacznie przekracza
zużycie energii
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Zdjęcie wykonano w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Goacuterniczo-Hutniczej im S Staszica w Krakowie
Slajd 359
Wykres na podstawiebdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy
House 2009
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI
MOC ZAINSTALOWANYCH OGNIW PV
MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW FOTOWOLTAICZNYCH NA
ŚWIECIE - ROZWOacuteJ
Slajd 459
Wykres na podstawiebdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report
IEA-PVPS T1-18 IEA INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
SYSTEMY AUTONOMICZNE I DOŁĄCZONE DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI
MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW
FOTOWOLTAICZNYCH NA ŚWIECIE
Slajd 559
PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash
SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA
PRĄDOWO NAPIĘCIOWA
Slajd 659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM
DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ
Slajd 759
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 859
ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w
prezentacji
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Slajd 959
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Normy i standardy
Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania
- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU
- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for
harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)
- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for
harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input
current gt16 A and le 75 A per phase
- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy
standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA
- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in
Photovoltaic Power Systems
- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA
PRACY WYSPOWEJ
- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with
public low-voltage distribution networks
- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY
- EN 61727
- MPPT
- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1159
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wykres na podstawiebdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy
House 2009
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI
MOC ZAINSTALOWANYCH OGNIW PV
MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW FOTOWOLTAICZNYCH NA
ŚWIECIE - ROZWOacuteJ
Slajd 459
Wykres na podstawiebdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report
IEA-PVPS T1-18 IEA INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
SYSTEMY AUTONOMICZNE I DOŁĄCZONE DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI
MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW
FOTOWOLTAICZNYCH NA ŚWIECIE
Slajd 559
PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash
SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA
PRĄDOWO NAPIĘCIOWA
Slajd 659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM
DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ
Slajd 759
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 859
ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w
prezentacji
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Slajd 959
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Normy i standardy
Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania
- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU
- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for
harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)
- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for
harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input
current gt16 A and le 75 A per phase
- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy
standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA
- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in
Photovoltaic Power Systems
- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA
PRACY WYSPOWEJ
- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with
public low-voltage distribution networks
- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY
- EN 61727
- MPPT
- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1159
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wykres na podstawiebdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report
IEA-PVPS T1-18 IEA INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
SYSTEMY AUTONOMICZNE I DOŁĄCZONE DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI
MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW
FOTOWOLTAICZNYCH NA ŚWIECIE
Slajd 559
PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash
SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA
PRĄDOWO NAPIĘCIOWA
Slajd 659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM
DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ
Slajd 759
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 859
ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w
prezentacji
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Slajd 959
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Normy i standardy
Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania
- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU
- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for
harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)
- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for
harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input
current gt16 A and le 75 A per phase
- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy
standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA
- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in
Photovoltaic Power Systems
- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA
PRACY WYSPOWEJ
- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with
public low-voltage distribution networks
- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY
- EN 61727
- MPPT
- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1159
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash
SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA
PRĄDOWO NAPIĘCIOWA
Slajd 659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM
DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ
Slajd 759
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 859
ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w
prezentacji
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Slajd 959
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Normy i standardy
Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania
- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU
- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for
harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)
- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for
harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input
current gt16 A and le 75 A per phase
- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy
standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA
- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in
Photovoltaic Power Systems
- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA
PRACY WYSPOWEJ
- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with
public low-voltage distribution networks
- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY
- EN 61727
- MPPT
- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1159
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM
DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ
Slajd 759
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 859
ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w
prezentacji
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Slajd 959
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Normy i standardy
Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania
- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU
- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for
harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)
- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for
harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input
current gt16 A and le 75 A per phase
- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy
standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA
- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in
Photovoltaic Power Systems
- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA
PRACY WYSPOWEJ
- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with
public low-voltage distribution networks
- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY
- EN 61727
- MPPT
- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1159
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 859
ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w
prezentacji
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Slajd 959
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Normy i standardy
Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania
- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU
- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for
harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)
- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for
harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input
current gt16 A and le 75 A per phase
- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy
standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA
- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in
Photovoltaic Power Systems
- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA
PRACY WYSPOWEJ
- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with
public low-voltage distribution networks
- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY
- EN 61727
- MPPT
- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1159
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w
prezentacji
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Slajd 959
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Normy i standardy
Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania
- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU
- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for
harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)
- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for
harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input
current gt16 A and le 75 A per phase
- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy
standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA
- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in
Photovoltaic Power Systems
- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA
PRACY WYSPOWEJ
- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with
public low-voltage distribution networks
- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY
- EN 61727
- MPPT
- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1159
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI
Normy i standardy
Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania
- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU
- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for
harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)
- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for
harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input
current gt16 A and le 75 A per phase
- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy
standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA
- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in
Photovoltaic Power Systems
- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA
PRACY WYSPOWEJ
- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with
public low-voltage distribution networks
- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY
- EN 61727
- MPPT
- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1159
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1159
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU
Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru
AC typu L
CEL STEROWANIA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1259
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1359
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for
Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Slajd 1459
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1559
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1659
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 1759
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1859
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of
single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 1959
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2059
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
PV1 PV2
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2159
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas
rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2259
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2359
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
- KONTROLA PRĄDU SIECI
- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED
Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
1 i__pv1 2 p__pv1
300 900 150 210 270u__pv1 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv1
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v1
in
wa
tts
2
1
1 i__pv2 2 p__pv2
300 900 150 210 270u__pv2 in volts
100
300
500
700
900
i__
pv2
in
am
pe
res
200
600
100k
140k
180k
p_
_p
v2
in
wa
tts
2
1
CEL STEROWANIA
- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP
- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Slajd 2459
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU
SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)
NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ
MOCY PANELI PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2559
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
- open-circuit voltage
- short circuit current
- perturb and observe (PampO)
- hill climbing (HC)
- incremental conductance (INCD)
- ripple correlation control (RCC)
- fuzzy-logic
- neural-network
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło S
Popularne techniki MPPT
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2659
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT
VOLTAGE)
- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC
- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC
- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE
PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII
- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA
PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2759
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT
- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP
I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC
- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA
Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS
ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2859
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA
(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV
TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 2959
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii
elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
WYNIKI EKSPERYMENTALNE
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ndash KONTROLA PRĄDU SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3059
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ANALIZA dPdU
dPdU = d(UI)dU
dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)
DPDU = I + U(DIDU)
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3159
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ANALIZA dPdU
DPDU = I + U(DIDU)
W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU
Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU
Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU
TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for
Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
METODA NIE WYMAGA
WYLICZANIA MOCY
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Slajd 3259
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA
NIE JEST STAŁA
P=Umsin(wt)Imsin(wt)
- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE
SKŁADOWA 100Hz
- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE
MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT
MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3359
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPVltuMPP
100Hz we wszystkich sygnałach
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3459
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
uPV otacza uMPP
100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3559
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-
Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3659
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz
MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia
punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535
bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011
Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected
Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
Slajd 3759
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I
ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO
GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ
ELEKTROENERGETYCZNĄ
- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI
- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 3859
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE
DLA LUDZI
- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ
WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
Slajd 3959
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA ndash Anti Islanding control
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA
DOŁĄCZONEGO DO SIECI
NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY
ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ
TOLERANCJĄ POMIARU
Slajd 4059
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI
- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK
MOCY PF=PS1)
FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4159
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ
ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI
POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA
FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
Slajd 4259
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ
FALOWNIKA - METODY
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC
- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ
FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I
POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI
- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z
FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA
Slajd 4359
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I
LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI
- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU
PO ODŁĄCZENIU SIECI
- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC
UPCC=IinvZobc
Slajd 4459
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Slajd 4559
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość
Pload=U2R U
DP = Pload - PPV
Slajd 4659
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA
OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
NAPIĘCIA W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE
PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ
DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po
odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości
DP = Pload - PPV
NDZ ndash non detection zone
Slajd 4759
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI
OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ
CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA
ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK
PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ
Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1
DQ = Qload - QPV
Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC
U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)
Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s
Slajd 4859
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
METODY POMIARU ODCHYLENIA
NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
ZALETY
- NISKI KOSZT
- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA
WADY
- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2
PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ
Slajd 5059
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE
2009
Active Frequency Drift (AFD)
Slip-Mode frequency Shift (SMS)
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I
DETEKCJA SKUTKOacuteW
- NIEWIELKI NDZ
Slajd 5159
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR
PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ
POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ
ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)
Slajd 5259
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA
REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002
DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU
PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE
PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA
PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ
W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE
FALOWNIK GENERUJE PRĄD
WYJŚCIOWY
iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)
Slajd 5359
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I
NAPIĘCIA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY
WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH
PRACY WYSPOWEJ
DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY
CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY
Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-
Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug
2000
Slajd 5459
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PLCC SCADA
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA
PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA
STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO
PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał
od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)
ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU
PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ
POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM
Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power
Generationrdquo IEEE 2004
SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA
systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew
Slajd 5559
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Komunikacja umożliwia
-kontrolę sieci
- koordynację produkcji
odbioru i magazynowania
energii
Slajd 5659
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI
BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID
Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid
throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
Fotowoltaika w SMART GRID
- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU
- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA
NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI
- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA
POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH
- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI
ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I
MAGAZYNOWANIA ENERGII
- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ
WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID
- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I
ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH
Slajd 5759
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
PODSUMOWANIE
- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W
ŚWIATOWYCH STANDARDACH
- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH
FOTOWOLTAICZNYCH
-KONTROLĘ PRĄDU SIECI
-POSZUKIWANIE MPP
-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ
-STEROWANIE SPECJALNE
- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA
- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE
-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE
TECHNOLOGII SMART GRID
Slajd 5859
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012
Źroacutedła
[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009
[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009
[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy
[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA
[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998
[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-
connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009
[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo
Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222
[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial
Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462
[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance
Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany
[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic
Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006
[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY
CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007
[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo
International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111
[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks
[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych
[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-
3591 Unlimited Release Printed November 2002
[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009
[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected
Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000
[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012
[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial
electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37
[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo
IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006
Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew
fotowoltaicznych dołączonych do sieci
elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012