Figura 1:1 Curva Característica do Modelo de Fotovoltáica
Cuidados devem ser tomados para especificar corretamente os dados para um painel Fotovoltáico no EasyPower. Os dados da Fotovoltaica devem corresponder diretamente à curva VI do painel Fotovoltáico. Por exemplo, uma curva poderia ser como segue:
Figura 1:1 Curva Característica do Modelo de Fotovoltáica
Para esta curva, vê-se que para este painel, tem-se:
VMP V na Máxima Potência de 16 V
VOC V com Circuito Aberto de 21 V
ISC I Curto-Circuito de 3.3 A
Esta curva foi simplificada no EasyPower como segue:
Figura 2:2 Fórmula Simplificada da Curva Fotovoltáica
Para esta aproximação simplificada, os kW máximos poderiam então ser calculados como:
kW Max = (ISC)(VMP)
Esta curva simplificada é usada no mecanismo de Fluxo de Potência (FP) para simular uma Fotovoltáica. Assim, quando a tensão terminal de um dispositivo cai de VOC para o VMP, a potência de saída do dispositivo irá aumentar. Quando a tensão cai abaixo da VMP, a potência decresce para próximo de zero quando V= Zero. Para se obter a solução adequada sob um número de circunstâncias (i.e. condições de tensão, e outros Tipos de Carga DC no mesmo sistema DC em que a Fotovoltáica esta conectada) existe um número de algoritmos adicionados que foram feitos.
Agora, na maior parte dos casos, alguem poderia definir a tensão base (Base kV) da Barra DC igual à VOC para todos os string de painéis que foram ligados em série e em paralelo. No EasyPower, nós não temos nenhum método para representar um conjunto de conexões em série, e por isso devemos confiar em especificar uma seqüência série como o menor denominador comum. Desta maneira, tem-se a definição de VOC na tensão que será aplicada ao inversor, e muitas strings (cada uma representada por UM (1) painel Fotovoltáico no EasyPower) pode então ser colocado em paralelo para gerar o total do conjunto de Fotovoltáicas.
Alguns sistemas exemplo foram construídos para mostrar esta construção. O primeiro é Photo Voltaic – Large Array.dez. Este caso cria um Conjunto de Painéis Fotovoltáicos até um inversor único onde cada painel Fotovoltáico corresponde a uma string de painéis no EasyPower definidos por:
Potência Máx: 2.7 kW
VMP 0.38 kV
VOC 0.43 kV
ISC 7.5 A
Esses dados foram extraídos de um paper que documentou um Planta Fotovoltáica em Tucson, no Arizona (Photovoltaic Power Plant Experince at Tucson Electric Power. Larry Moore, Hal Post, Tom Hansen, and Terry MysakMysak). Observe que a tensão base para todas as barras DC são definidas como 0.43 kV, que é a tensão de circuito aberto para a série de strings.
Calculando-se o sistema no módulo de FP ira revelar que todas as barras DC ficam destacadas em vermelho devido à queda de tensão abaixo do valor default de 0.95 pu limitado para visualização. Uma verificação rápida da relação VMP / VOC mostra que a tensão na maxima potência é 0.38 kV / 0.43 kV que é 0.88 pu. Assim, você eperaria que a tensão fosse algo próximo desse valor quando em potência máxima.
Agora, visto que neste caso o inversor foi especificado a 125 kW, após alguns testes com o caso, você irá encontrar que quando a potência especificada do Inversor (o campo kW na aba PF do Inversor) é tal que a tensão em sua entrada cai abaixo do Limite Mínimo de Tensão (o Campo Limite Minimo de Tensão na aba PF do Inversor), que o Inversor irá reduzir seus requisitos de potência passo a passo até que seja alcançada. Este comportamento especial é descrito melhor a seguir.
Para este caso teste, o Limite Mínimo de Tensão foi configurado a 0.9 pu, e assim o carregamento não foi permitido alcançar a máxima capacidade de cada string. Observe que o cálculo do fluxo de potência também incluiu todas as perdas dos equipamentos de distribuição DC de modo que a potência na entrada do Inversor deveria ser igual a todas as saídas das Fotovoltáicas + as Perdas nos Cabos DC.
Rodando simulações de faltas curto-circuito revela como cada Fotovoltáica produz a corrente de saída especificada como ISC. Visto que o método de cálculo de falta no EasyPower é classico e baseado no método da injeção, esta corrente de saída é completamente dependente da impedâncias dos Cabos DC ser pequena. Se as impedâncias dos cabos se tornam significantes comparadas com a resistência interna de falta equivalente da Fotovoltáica, você verá a redução da corrente de saída da Fotovoltáica sob as condições de falta.
O segundo caso teste é Photo Voltaic – Large System.dez. Este caso usa um painel Fotovoltáico representando um conjunto inteiro conectado em um único Inversor. Neste caso, estamos mais interessados no sistema de distribuição AC do que no sistema de distribuição DC, como modelado em detalhe no primeiro caso teste. Se desejado, o detalhe completo do cojunto poderia ser substituído por um único painel Fotovoltáico equivalente. Isto produziria um caso com extensivo detalhe. Isto foi deixado para o leitor fazer este experimento.
| Dados do Painel Fotovoltaico [Photovoltaic Data] |
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