Interfaa cu sistemul de utilizareStudenti Costin DumitruCroitoru Catalin Giantic CosminTiganasu Cosmin

I. Interfata cu sistemul public Principala problema o constituie impactul generarii distribuite asupra factorului de calitate a puterii din sistemele de distributie. Majoritatea problemelor legate de factorul de putere depind de tipul interfetei sistemului electric.

Principalele tipuri de interfata cu sisteme electrice sunt:Masini sincroneMasini asincroneInvertoare electronice de putere

A. Masini sincroneAcestea sunt principalele tipuri de masini electrice folosite in aplicatiile de generare de rezerva.

Masinile sincrone sunt utilizate frecvent in sistemele de putere dar totusi sunt cateva probleme cand sunt aplicate in paralel cu aplicatiile din reteaua de Generare Distribuita (GD).

Poluarea armonica a tensiunii creste la nivele intolerabile cand generatorul incearca sa alimenteze sarcini cu actionari de viteza reglabila.Nu este indeajuns curent de defect sa declanseze intrerupatoarele.

Generatoarele trebuie sa fie dimensionate mult mai mari decat sarcina astfel incat sa realizeze o calitate a puterii satisfacatoare in operatia izolata.

B. Masini asincrone Generatoarele asincrone sunt masini asincrone care sunt comandate putin mai rapid decat viteza de sincronism. Principala problema este ca un generator asincron simplu necesita putere reactiva de la sistemul de alimentare la care este conectat pentru a excita masina.

Alta problema este auto-excitarea. Un generator inductiv care este brusc izolat pe o baterie de condensatori poate continua sa genereze pentru o perioada de timp. Tensiunea care rezulta este una neregulata si probabil va fi deviata repede in afara valorii normale si va fi detectata.

Pentru generatoarele inductive care pot deveni izolate pe baterii de generatoare si au sarcina mai mica de 3 ori decat puterea nominala, de obicei sunt necesare relee de protectie la supratensiune.

C. Invertoarele electronice de putere

Toate tehnologiile de generare distribuita care genereaza curent continuu sau curent alternativ de frecventa fara putere trebuiesc sa folosesasca un invertor electronic de putere pentru a interfata cu sistemul energetic.

Primele invertoare cu comutatie naturala bazate pe tiristoare au capatat foarte rapid o reputatie de a fi nedorite intr-un sistem energetic.Aceste invertoare produceau curenti armonici catre sarcini.

Pentru a obtine un control mai bun si pentru a evita probleme legate de armonici, tehnologia invertoarelor s-a schimbat pe tehnologiile de comutare modulata prin latimea pulsului. Aceasta a rezultat intr-o interfatare mai prietenoasa cu sistemul energetic.

Unul dintre avantajele unui asemnea invertor pentru aplicatiile de GD este ca poate fi oprit foarte repede cand un defect este sesizat. Cand un defect ce se cere deconectat este detectat, comutarea pur si simplu inceteaza.

II. Interfata cu reteauaSunt folosite diferite tehnologii de interfatare; comuna este utilizarea generatoarelor si al convertoarelor electronice de putere.

Scopul principal al tehnologiei de interfatare este sa acomodeze energia produsa la cerintele retelei. In functie de natura puterii produse, diferite surse de energie folosesc diferite tehnologii de interfatare/conectare cu reteaua.

Tehnologiile de interfatare sunt clasificate in 4 categorii: cuplare directa a masiniicuplare numai cu electronica de putere,cuplare partiala cu electronica de puterecuplare modulara sau distribuita cu electronica de putere

1. Cuplare directa a masinii la retea

In general, sursele care pot fi cuplate direct la retea sunt cele care produc putere mecanica.

Este mult mai eficient sa transferi putere mecanica in putere electrica prin cuplare directa a masinii la retea fara o etapa intermediara.

Alegerea tipului de masina depinde de natura puterii mecanice furnizate. Pentru o putere mecanica constanta, rezultand in viteza de rotatie constanta a arborelui, masina sincrona este un candidat potrivit, in timp ce pentru putere puternic variabila, masina asincrona este preferata.

Interfatarea surselor de energie cu reteaua

Conectarea directa generatorului sincron la o turbina eoliana

Cuplaj numai cu electronic de putere cu reeauaRolul principal al interfeei electronice de putere este de a conditiona energia furnizata de GD astfel nct aceasta s ntruneasc cerinele reelei i s mbunteasc performana sursei de energieEchipamentul electronic de putere are capabilitatea de a converti puterea dintr-o form n alta folosind comutatoare electronice controlate, n dispozitive numite convertoare electronice de putere.

Aceste 2 montaje constituite din convertoare C.A. - C.C. si C.C. - C.A

Cuplajul parial cu electronic de putere la reeaAlte aranjamente de cuplaje electronice de putere la reea pot implementa mrimi reduse ale convertorului, n care convertorul este dimensionat pentru un anumit procentaj din puterea aparent GD de unde i denumirea de cuplaj parial cu electronic de putere.Un convertor electronic de putere cu cuplaj parial la jonciunea unei ferme eoliene este de obicei necesar pentru a produce o capabilitate de a trece prin pierderi de tensiune, caracteristic necesar n privina diferitelor coduri de reea, i posibila ntreinere a puterii reactive.

Dou cuplaje pariale cu electronic de putere

Interfaa electronic de putere distribuit

Interfeele electronice de putere distribuite se refer n acest context la un numr de generri distribuite care sunt conectate la aceeai reea local prin convertoare electronice de putere.Sistemul fotovoltaic modul-integrat este de asemenea un tip de interfa activ distribuit care a fost dezvoltat pentru a crete eficiena i sigurana celulelor solare. Acest lucru este posibil deoarece diferite celule solare ntr-o mulime sau un grup sunt expuse la diferite nivele de iradiere.A fost demonstrat c utilizarea acestei structuri crete eficiena puterii la aproximativ 96% pe lng fapentruul c furnizeaz o putere de calitate mai nalt.

Dup cum se poate observa din figur, controlul de supraveghere poate fi mprit ntr-un numr de controllere. Un control de modul este conectat la dou sau mai multe controale de supraveghere astfel nct dac apare un defect la unul, va fi direcionat ctre cellalt.

Impactul tipului de interfa n sistemul energetic

Tehnologia de intefaare a generrii distribuite la reea i determin impactul n operarea sistemului distribuit i de asemenea impactul diferitelor evenimente neprevzute n amonte pe sursele de energie.Tehnologia de interfa afecteaz sistemul n diferite moduri: Determin calitatea puterii furnizate de sursa de energie. Influeneaz costul instalaiei de generare distribuit. Determin controlabilitatea sursei de energieDetermin eficiena sursei de energie.Determin disponibilitatea sursei de energie.Influeneaz costul instalaiei de generare distribuit.Determin complexitatea aplicaiei de generare distribuit.

Controlul local al generrii distribuiteDefinind controlabilitatea local a generrilor distribuite este un aspect important care trebuie considerat pentru a facilita integrarea noilor uniti de generare i opentruimizarea operaiilor sistemului de distribuie.Diferite tehnologii de generare distribuit asigur diferite capabiliti de control ale puterilor active i reactive.Aceste capabiliti pot fi utilizare n multe feluri pentru a crete nivelul de integrare al generrii distribuite n sistemul de distribuie i pentru a facilita implementarea de plug and produce(conecteaz i produ).

Puterea activ la ieirea unei GDPoate fi controlat n 4 feluri diferite:Pentru a extrage puterea maximPentru a limita puterea maxim injectatPentru a menine un prag de produciePentru a fixa profilul de producie n funcie de cerinele de echilibru ale reeleiControlul puterii reactive este de asemenea posibil, dei o operare fix a puterii reactive este de dorit n ce privete actualele coduri de reea.

Standarde pentru modelele de informareUrmtoarele eforturi de standardizare sunt cunoscute:

IEEE 1451 Standarde pentru senzori plug-and-play, unde protocoalele de comunicare, i modele de informare i scenarii sunt discutate.IEC 61850-7-420 Include modele de informare pentru patru tipuri DER: sisteme fotovoltaice, centrale eneergetice pe pile de combustie, sisteme de putere cu motoare cu piston, i sisteme CHP.IEC 61400-25 Regleaz modele de informare pentru monitorizarea i controlul centralelor eoliene.IEC 61970 Fixeaz modele de informare comune pentru sisteme de administrare energetic.