ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของพลังงานสะอาด เช่น พลังงานลมและเซลล์แสงอาทิตย์ กำลังการผลิตติดตั้งก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อย่างไรก็ตาม พลังงานลมและแผงเซลล์แสงอาทิตย์ล้วนเป็นแหล่งผลิตพลังงานที่ไม่เสถียร และได้รับผลกระทบอย่างมากจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมภายนอก กำลังการผลิตต้นน้ำของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์นั้นมีกำลังการผลิตล้นเกินและอุปทานล้นตลาดอย่างมาก และเหตุผลพื้นฐานก็คือโครงข่ายไฟฟ้าไม่สามารถดูดซับพลังงานที่ไม่เสถียรได้มากนัก เกินขีดจำกัดบนจะส่งผลร้ายแรงต่อเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้า แล้วพลังงานสะอาด เช่น แผงเซลล์แสงอาทิตย์จะไม่พัฒนาหรือไม่? นั่นเป็นไปไม่ได้ ในฐานะประเทศพลังงานหลัก การพัฒนาพลังงานสะอาดถือเป็นยุทธศาสตร์ระดับชาติ และการพัฒนาแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพิ่งเข้าสู่ช่วงคอขวดเท่านั้น การอัพเกรดและการเปลี่ยนแปลงโครงข่ายไฟฟ้ากำลังดำเนินไปอย่างเป็นระเบียบ และระบบไฟฟ้ารูปแบบใหม่ที่ปรับให้เข้ากับการพัฒนาระบบจำหน่ายไฟฟ้ากำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้าง นอกจากนี้ วิธีการควบคุมผลกระทบของพลังงานแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟต่อคุณภาพไฟฟ้าอย่างแม่นยำยังเป็นส่วนหนึ่งของการพัฒนาเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์อีกด้วย
1 การควบคุมพลังงานที่ใช้งานอยู่
1. พลังงานที่ใช้งานคืออะไร
กำลังไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่หมายถึงปริมาณไฟฟ้าที่สามารถทำงานได้จริง โดยวัดเป็นวัตต์ (W) ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานที่ใช้งานส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยความสามารถในการผลิตไฟฟ้าของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ และได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มของแสงและอุณหภูมิ
2. วิธีการควบคุม
2.1. การติดตามจุดพลังงานสูงสุด (MPPT)
การติดตามจุดกำลังไฟฟ้าสูงสุด (MPPT) เป็นเทคนิคการควบคุมที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งจะปรับจุดการทำงานของอินเวอร์เตอร์แบบไดนามิกโดยการตรวจสอบแรงดันเอาต์พุตและกระแสของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบเรียลไทม์ เพื่อให้แน่ใจว่าระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จะทำงานที่จุดกำลังสูงสุดเสมอ อัลกอริธึมการควบคุม MPPT สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2.2. การควบคุมอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริด
อินเวอร์เตอร์เป็นอุปกรณ์สำคัญในการเชื่อมต่อโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์กับโครงข่ายไฟฟ้า ด้วยการควบคุมอินเวอร์เตอร์ ทำให้สามารถควบคุมพลังงานที่ใช้งานอยู่ได้ อินเวอร์เตอร์สามารถควบคุมเอาท์พุตของพลังงานที่ใช้งานอยู่ได้โดยการปรับกระแสไฟเอาท์พุตและแรงดันไฟฟ้าตามความต้องการของระบบส่งไฟฟ้า
2.3. กลยุทธ์การจำกัดพลังงาน
ในบางกรณี ระบบโครงข่ายไฟฟ้าอาจมีภาระมากเกินไป และโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จำเป็นต้องลดกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตผ่านกลยุทธ์การจำกัดกำลังไฟฟ้า เพื่อให้มั่นใจว่าระบบโครงข่ายไฟฟ้าทำงานได้อย่างปลอดภัย ซึ่งสามารถทำได้โดยการตั้งค่าฟังก์ชันจำกัดกำลังเอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์
2 การควบคุมพลังงานปฏิกิริยา
1. แนวคิดเรื่องพลังงานปฏิกิริยา
พลังงานปฏิกิริยาหมายถึงพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในการสร้างสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ซึ่งวัดเป็นพลังงานปฏิกิริยา (VAR) กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและการปรับปรุงตัวประกอบกำลังในระบบไฟฟ้า
2. วิธีการควบคุม
2.1. อุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยา
โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถติดตั้งอุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยา เช่น อุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาคงที่ (SVG) และเครื่องชดเชยซิงโครนัสคงที่ (STATCOM) อุปกรณ์เหล่านี้สามารถตอบสนองความต้องการกริด ควบคุมเอาต์พุตกำลังรีแอกทีฟ และปรับปรุงเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าของกริดได้อย่างรวดเร็ว
2.2. การควบคุมกำลังรีแอกทีฟของอินเวอร์เตอร์
อินเวอร์เตอร์สมัยใหม่มักมีความสามารถในการควบคุมกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ ด้วยการปรับเฟสกระแสเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถปรับกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟแบบไดนามิกเพื่อตอบสนองความต้องการของโครงข่ายไฟฟ้าได้ อินเวอร์เตอร์สามารถตั้งค่าเป็น "โหมดตอบสนองพลังงานรีแอกทีฟ" เพื่อปรับเอาท์พุตพลังงานรีแอกทีฟโดยอัตโนมัติตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้ากริด
2.3. การควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบไดนามิก
ในระหว่างการดำเนินการเชื่อมต่อกับโครงข่าย โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายแบบเรียลไทม์ และปรับกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟผ่านกลยุทธ์การควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบไดนามิก เพิ่มกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟเมื่อแรงดันไฟฟ้าต่ำ ลดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟเมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปเพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าของกริดให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัย
3 ความยากในการควบคุมเทคโนโลยีสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์
มาตรฐานการเชื่อมต่อโครงข่าย:ภูมิภาคและประเทศต่างๆ มีมาตรฐานการเชื่อมต่อโครงข่ายและข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จำเป็นต้องปฏิบัติตามมาตรฐานการเชื่อมต่อโครงข่ายกริดในท้องถิ่น เมื่อควบคุมพลังงานแบบแอกทีฟและรีแอกทีฟ ซึ่งอาจนำมาซึ่งความท้าทายทางเทคนิคบางประการ
ความผันผวนของกริด:ความผันผวนของโหลดและแรงดันไฟฟ้าของกริดส่งผลโดยตรงต่อกลยุทธ์การควบคุมพลังงานของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ในช่วงชั่วโมงเร่งด่วน โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์อาจเผชิญกับความท้าทายในเรื่องความต้องการพลังงานไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่ในช่วงนอกช่วงพีค โรงไฟฟ้าอาจจำเป็นต้องลดกำลังการผลิตลง
วุฒิภาวะทางเทคโนโลยี:แม้ว่าอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สมัยใหม่จะมีความสามารถในการควบคุมที่แข็งแกร่ง แต่ความสมบูรณ์ของอัลกอริธึมการควบคุมและเทคโนโลยียังคงต้องมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในการใช้งานจริง เพื่อรับมือกับสภาพแวดล้อมโครงข่ายไฟฟ้าที่ซับซ้อนมากขึ้น
การควบคุมอัจฉริยะ:ด้วยการพัฒนาของ Internet of Things และเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะค่อยๆ ก้าวไปสู่การควบคุมอัจฉริยะ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถปรับกลยุทธ์การควบคุมแบบเรียลไทม์สำหรับพลังงานไฟฟ้าแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟผ่านการวิเคราะห์ข้อมูลและการเรียนรู้ของเครื่องจักร ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าและความเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า
การจัดการพลังงานแบบกระจาย:โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะเป็นองค์ประกอบสำคัญของพลังงานแบบกระจายและทำงานร่วมกับระบบพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ ด้วยการสร้างระบบการจัดการพลังงานแบบกระจาย จึงสามารถบรรลุการกำหนดเวลาการทำงานร่วมกันของแหล่งพลังงานต่างๆ ได้ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความยืดหยุ่นและความน่าเชื่อถือของโครงข่ายไฟฟ้าให้ดียิ่งขึ้น