Notas sobre Especificaciones de Fotovoltaicos
Debe tener cuidado al especificar los datos correctamente para un elemento de equipo fotovoltáico en EasyPower. Los elementos de datos deben corresponder directamente a una curva VI real de un panel fotovoltaico. Por ejemplo, una curva podría ser como sigue:
Figura 1: Curva característica del modelo fotovoltaico
Para esta curva, vemos que para este panel, tenemos:
VMP Tensión a la Potencia Máxima de 16 V
VOC Tensión V en Circuito Abierto de 21 V
ISC Corriente I de Cortocircuito de 3,3 A
Esta curva se ha simplificado en EasyPower como sigue:
Figura 2: Fórmula Simplificada de la Curva fotovoltaica
Para este enfoque simplificado, la máxima kW se calcula como:
kW Max = (ISC)(VMP)
Esta curva simplificada se utiliza en el módulo de Factor de Potencia para simular los fotovoltaicos. Por lo tanto, cuando la tensión del terminal del dispositivo cae de VOC hacia abajo para VMP, la salida de potencia del dispositivo se incrementará. A medida que la tensión cae por debajo del VMP, la potencia disminuye a casi cero cuando V = Cero. Para llegar adecuadamente soluciones bajo una serie de circunstancias (es decir, condiciones de tensión y otros tipos de carga de CC en el mismo sistema de CC donde el fotovoltaico está conectado) hay una serie de algoritmos adicionales.
Ahora, en la mayoría de los casos, se debe hacer que la kV nominal de base de la barra sea igual al VOC para una cadena completa de paneles que se conectaron tanto en serie o en serie y paralelo. En EasyPower, no tenemos ningún método para representar un conjunto de conexiones en serie, por lo que tenemos que confiar en la especificación de una cadena en serie como el denominador mínimo común. De esta manera, se obtiene la definición de VOC en la tensión que se aplica al inversor, y muchas cadenas (cada uno representado por UN (1) elemento de equipo fotovoltaico de EasyPower) que puede entonces estar puesto en paralelo para generar una red total de fotovoltáicos.
Caso de Prueba 1
Un par de sistemas ejemplares se han elaborados que muestran tal construcción. El primero es Photo Voltaic – Large Array.dez. Este caso crea una sola Red fotovoltáico conectada a un sólo inversor donde cada elemento de equipo fotovoltáico de EasyPower es una cadena de paneles definida por:
Potencia Máxima: 2,7 kW
VMP 0,38 kV
VO C0,43 kV
ISC 7,5 A
Estos datos fueron extraídos de un documento que documenta una planta de energía fotovoltaica en Tucson, Arizona (Photovoltaic Power Plant Experience at Tucson Electric Power. Larry Moore, Hal Post, Tom Hansen, and Terry Mysak). Observa que la tensión de base para todas las barras de CC está definida a 0,43 kV, lo cual es la tensión de circuito abierto para la cadena en serie.
Al resolver el sistema en el modo de análisis de factor de potencia revelará que todas las barras de CC son resaltadas a rojo porque las tensiones se caen por debajo del valor predeterminado de 0,95 pu, el umbral de baja tensión para mostrar. Una verificación rápida de la relación de VMP / VOC muestra que la tensión a la potencia máxima es 0,38 kV / 0,43 kV la cual es 0.88 pu. Entonces, debe esperar que la tensión esté alrededor de este valor cuando está a potencia máxima.
Ahora ya que este caso tiene el inversor especificado en 125 kW, después de unas pruebas con este caso, se encuentra que cuando la potencia especificada del inversor (el campo de kW en la pestaña de factor de potencia del inversor) es tal que la tensión en su barra de entrada se cae por debajo del Umbral de Tensión Mínima (el campo de Umbral de Tensión Mínima en la pestaña de Factor de Potencia de Inversor), que el inversor disminuirá sus requisitos de potencia en pasos hasta que se cumpla. Este comportamiento especial se describe mejor a continuación.
Para este caso de prueba, el Umbral de Tensión Mínima está ajustado a 0,9 pu, entonces la carga no fue permitida a llegar a la capacidad máxima para cada cadena. Observa que la solución al flujo de potencia también incluyó todas las pérdidas en el equipo de distribución de CC tal como la potencia en la entrada del inversor debe ser igual a Todas Salidas de Fotovoltaicos + Pérdidas de Cables de CC.
El ejecutar simulaciones de fallas de cortocircuito revela como cada fotovoltaico produce la corriente de salida especificada como ISC. Debido a que el método de los cálculos de fallas de EasyPower es clásico y se base en el método de inyección, esta corriente es completamente dependiente en pequeñas impedancias de cables CC. Si las impedancias de cables sean significantes en comparación con la resistencia interna equivalente del fotovoltaico, verá una reducción en la corriente de salida del fotovoltaico bajo condiciones de falla.
Caso de Prueba 2
El segundo caso de prueba es Photo Voltaic – Large System.dez. Este caso utiliza un elemento de equipo fotovoltaico para representar una red entera conectada a un solo inversor. En tal caso, estamos más interesados el sistema de distribución de CA que el sistema de distribución de CC, como se modeló en detalle en el primero caso de prueba. Si desea, todos los detalles de la red podrían ser sustituidos para cada solo fotovoltaico equivalente. Eso produciría un caso con amplio detalle. Eso queda para que el lector experimente.
