É preciso ter cuidado para especificar os dados corretamente para um equipamento fotovoltaico 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: 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
Essa curve foi simplificada no EasyPower como segue:
Figura 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 CC no mesmo sistema CC 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 CC igual à VOC para todos os string de painéis que foram ligados em série e em paralelo. No EasyPower, não temos nenhum método para representar um conjunto de conexões em série e, portanto, temos de especificar uma sequência em série como o menor denominador comum. Dessa forma, obtemos a definição de VOC na tensão que será aplicada ao inversor e muitas sequências (cada uma representada por 1 (UM) equipamento fotovoltaico no EasyPower) podem então ser colocadas em paralelo para gerar um conjunto fotovoltaico total.
Teste de Caso 1
Alguns sistemas exemplo foram construídos para mostrar esta construção. O primeiro é Photo Voltaic – Large Array.dez. Esse caso cria um único conjunto fotovoltaico até um único inversor no qual cada equipamento fotovoltaico do EasyPower é uma sequência de panéis definida por:
Potência Máx: 2.7 kW
VMP 0.38 kV
VOC 0.43 kV
ISC 7.5 A
Esses dados foram extraídos de um estudo que documenta uma usina fotovoltaica em Tucson, Arizona (Photovoltaic Power Plant Experience at Tucson Electric Power. Larry Moore, Hal Post, Tom Hansen e Terry Mysak). Observe que a tensão base para todas as barras CC 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 CC 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 guia 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 guia 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 CC de modo que a potência na entrada do Inversor deveria ser igual a todas as saídas das Fotovoltáicas + as Perdas nos Cabos CC.
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 falha do EasyPower é clássico e baseado em um método de injeção, essa saída de corrente é completamente dependente de as impedâncias do cabo CC serem baixas. 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.
Caso Teste 2
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 CC, 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.
