sterowanie systemÓw fotowoltaicznych … · sterowanie systemu fotowoltaicznego fotowoltaicznych...

59
Dr hab. inż. Robert Stala Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych E-mail: [email protected] STEROWANIE SYSTEMÓW FOTOWOLTAICZNYCH DOŁĄCZONYCH DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ

Upload: phungque

Post on 28-Feb-2019

242 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Dr hab inż Robert Stala

Akademia Goacuterniczo-Hutnicza

im Stanisława Staszica w Krakowie

Wydział Elektrotechniki Automatyki Informatyki i Elektroniki

Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych E-mail stalaaghedupl

STEROWANIE SYSTEMOacuteW FOTOWOLTAICZNYCH

DOŁĄCZONYCH DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ

PLAN PREZENTACJI

- Specyfika fotowoltaicznego (PV) źroacutedła energii

- Energoelektroniczny system przekształcania energii PV

- Wymagania dla systemu PV wg ndash normy efektywność energetyczna

i bezpieczeństwo

- Algorytmy sterowania systemoacutew PV ndash wyniki badań autora (i zespołu)

zrealizowane w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych

Akademii Goacuterniczo-Hutniczej im S Staszica w Krakowie na tle badań

światowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 259

SYSTEMY FOTOWOLTAICZNE (PV)

OGNIWO FOTOWOLTAICZNE ndash PRZEMIANA ENERGII

PROMIENIOWANIA NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ

Roczna energia promieniowania słonecznego znacznie przekracza

zużycie energii

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Zdjęcie wykonano w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Goacuterniczo-Hutniczej im S Staszica w Krakowie

Slajd 359

Wykres na podstawiebdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy

House 2009

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI

MOC ZAINSTALOWANYCH OGNIW PV

MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW FOTOWOLTAICZNYCH NA

ŚWIECIE - ROZWOacuteJ

Slajd 459

Wykres na podstawiebdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report

IEA-PVPS T1-18 IEA INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

SYSTEMY AUTONOMICZNE I DOŁĄCZONE DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI

MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW

FOTOWOLTAICZNYCH NA ŚWIECIE

Slajd 559

PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash

SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA

PRĄDOWO NAPIĘCIOWA

Slajd 659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM

DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ

Slajd 759

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 859

ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w

prezentacji

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Slajd 959

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Normy i standardy

Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania

- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU

- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for

harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)

- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for

harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input

current gt16 A and le 75 A per phase

- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy

standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA

- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in

Photovoltaic Power Systems

- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA

PRACY WYSPOWEJ

- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with

public low-voltage distribution networks

- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY

- EN 61727

- MPPT

- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1159

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PLAN PREZENTACJI

- Specyfika fotowoltaicznego (PV) źroacutedła energii

- Energoelektroniczny system przekształcania energii PV

- Wymagania dla systemu PV wg ndash normy efektywność energetyczna

i bezpieczeństwo

- Algorytmy sterowania systemoacutew PV ndash wyniki badań autora (i zespołu)

zrealizowane w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych

Akademii Goacuterniczo-Hutniczej im S Staszica w Krakowie na tle badań

światowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 259

SYSTEMY FOTOWOLTAICZNE (PV)

OGNIWO FOTOWOLTAICZNE ndash PRZEMIANA ENERGII

PROMIENIOWANIA NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ

Roczna energia promieniowania słonecznego znacznie przekracza

zużycie energii

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Zdjęcie wykonano w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Goacuterniczo-Hutniczej im S Staszica w Krakowie

Slajd 359

Wykres na podstawiebdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy

House 2009

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI

MOC ZAINSTALOWANYCH OGNIW PV

MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW FOTOWOLTAICZNYCH NA

ŚWIECIE - ROZWOacuteJ

Slajd 459

Wykres na podstawiebdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report

IEA-PVPS T1-18 IEA INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

SYSTEMY AUTONOMICZNE I DOŁĄCZONE DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI

MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW

FOTOWOLTAICZNYCH NA ŚWIECIE

Slajd 559

PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash

SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA

PRĄDOWO NAPIĘCIOWA

Slajd 659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM

DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ

Slajd 759

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 859

ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w

prezentacji

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Slajd 959

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Normy i standardy

Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania

- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU

- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for

harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)

- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for

harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input

current gt16 A and le 75 A per phase

- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy

standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA

- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in

Photovoltaic Power Systems

- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA

PRACY WYSPOWEJ

- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with

public low-voltage distribution networks

- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY

- EN 61727

- MPPT

- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1159

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEMY FOTOWOLTAICZNE (PV)

OGNIWO FOTOWOLTAICZNE ndash PRZEMIANA ENERGII

PROMIENIOWANIA NA ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ

Roczna energia promieniowania słonecznego znacznie przekracza

zużycie energii

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Zdjęcie wykonano w Katedrze Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych Akademii Goacuterniczo-Hutniczej im S Staszica w Krakowie

Slajd 359

Wykres na podstawiebdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy

House 2009

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI

MOC ZAINSTALOWANYCH OGNIW PV

MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW FOTOWOLTAICZNYCH NA

ŚWIECIE - ROZWOacuteJ

Slajd 459

Wykres na podstawiebdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report

IEA-PVPS T1-18 IEA INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

SYSTEMY AUTONOMICZNE I DOŁĄCZONE DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI

MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW

FOTOWOLTAICZNYCH NA ŚWIECIE

Slajd 559

PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash

SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA

PRĄDOWO NAPIĘCIOWA

Slajd 659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM

DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ

Slajd 759

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 859

ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w

prezentacji

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Slajd 959

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Normy i standardy

Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania

- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU

- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for

harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)

- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for

harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input

current gt16 A and le 75 A per phase

- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy

standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA

- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in

Photovoltaic Power Systems

- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA

PRACY WYSPOWEJ

- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with

public low-voltage distribution networks

- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY

- EN 61727

- MPPT

- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1159

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wykres na podstawiebdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy

House 2009

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI

MOC ZAINSTALOWANYCH OGNIW PV

MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW FOTOWOLTAICZNYCH NA

ŚWIECIE - ROZWOacuteJ

Slajd 459

Wykres na podstawiebdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report

IEA-PVPS T1-18 IEA INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

SYSTEMY AUTONOMICZNE I DOŁĄCZONE DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI

MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW

FOTOWOLTAICZNYCH NA ŚWIECIE

Slajd 559

PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash

SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA

PRĄDOWO NAPIĘCIOWA

Slajd 659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM

DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ

Slajd 759

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 859

ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w

prezentacji

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Slajd 959

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Normy i standardy

Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania

- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU

- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for

harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)

- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for

harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input

current gt16 A and le 75 A per phase

- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy

standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA

- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in

Photovoltaic Power Systems

- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA

PRACY WYSPOWEJ

- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with

public low-voltage distribution networks

- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY

- EN 61727

- MPPT

- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1159

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wykres na podstawiebdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report

IEA-PVPS T1-18 IEA INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

SYSTEMY AUTONOMICZNE I DOŁĄCZONE DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012 ROZWOacuteJ FOTOWOLTAIKI

MOC ZAINSTALOWANYCH SYSTEMOacuteW

FOTOWOLTAICZNYCH NA ŚWIECIE

Slajd 559

PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash

SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA

PRĄDOWO NAPIĘCIOWA

Slajd 659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM

DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ

Slajd 759

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 859

ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w

prezentacji

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Slajd 959

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Normy i standardy

Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania

- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU

- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for

harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)

- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for

harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input

current gt16 A and le 75 A per phase

- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy

standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA

- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in

Photovoltaic Power Systems

- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA

PRACY WYSPOWEJ

- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with

public low-voltage distribution networks

- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY

- EN 61727

- MPPT

- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1159

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PANELE FOTOWOLTAICZNE ndash

SPECYFIKA ŹROacuteDŁA ENERGII

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SPECYFICZNA CHARAKTERYSTYKA

PRĄDOWO NAPIĘCIOWA

Slajd 659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM

DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ

Slajd 759

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 859

ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w

prezentacji

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Slajd 959

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Normy i standardy

Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania

- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU

- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for

harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)

- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for

harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input

current gt16 A and le 75 A per phase

- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy

standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA

- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in

Photovoltaic Power Systems

- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA

PRACY WYSPOWEJ

- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with

public low-voltage distribution networks

- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY

- EN 61727

- MPPT

- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1159

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

JEDNA Z TYPOWYCH KONFIGURACJI PRZEKSZTAŁTNIKOacuteW W SYSTEMIE FOTOWOLTAICZNYM

DOŁĄCZONYM DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ

Slajd 759

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 859

ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w

prezentacji

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Slajd 959

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Normy i standardy

Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania

- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU

- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for

harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)

- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for

harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input

current gt16 A and le 75 A per phase

- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy

standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA

- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in

Photovoltaic Power Systems

- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA

PRACY WYSPOWEJ

- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with

public low-voltage distribution networks

- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY

- EN 61727

- MPPT

- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1159

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 859

ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w

prezentacji

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Slajd 959

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Normy i standardy

Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania

- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU

- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for

harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)

- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for

harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input

current gt16 A and le 75 A per phase

- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy

standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA

- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in

Photovoltaic Power Systems

- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA

PRACY WYSPOWEJ

- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with

public low-voltage distribution networks

- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY

- EN 61727

- MPPT

- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1159

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ALGORYTMY STEROWANIA omawiane w

prezentacji

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Slajd 959

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Normy i standardy

Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania

- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU

- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for

harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)

- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for

harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input

current gt16 A and le 75 A per phase

- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy

standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA

- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in

Photovoltaic Power Systems

- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA

PRACY WYSPOWEJ

- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with

public low-voltage distribution networks

- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY

- EN 61727

- MPPT

- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1159

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM PV DOŁĄCZONY DO SIECI

Normy i standardy

Normy nie narzucają topologii falownikoacutew a wymagania dla sterowania

- LIMITY HARMONICZNYCH PRĄDU

- IEC 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2 Limits - Limits for

harmonic current emissions (equipment input current le 16 A per phase)

- IEC 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12 Limits - Limits for

harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input

current gt16 A and le 75 A per phase

- EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy

standardowych (Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface) lt10kVA

- UL 1741-1999 Standard for Static Inverters and Charge Controllers for Use in

Photovoltaic Power Systems

- MONITOROWANIE NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI SIECI DETEKCJA

PRACY WYSPOWEJ

- EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with

public low-voltage distribution networks

- LIMIT SKŁADOWEJ STAŁEJ PRĄDU SIECI WSPOacuteŁCZYNNIK MOCY

- EN 61727

- MPPT

- EN 505302010 Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters Slajd 1059

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1159

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1159

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

MINIMUM MOCY BIERNEJ I ODKSZTAŁCEŃ PRĄDU

Przykład NAPIĘCIE FALOWNIKA dla PF=PS1 i filtru

AC typu L

CEL STEROWANIA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1259

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1359

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Schemat na podstawie F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for

Distributed Power Generation Systemsrdquo IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Slajd 1459

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1559

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

KONCEPCJE UKŁADU REGULACJI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1659

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 1759

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1859

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of

single phase grid-connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

WYNIKI BADAŃ SYMULACYJNYCH

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 1959

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2059

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

PV1 PV2

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2159

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

PWM ndash TEN SAM STAN uinv=uC1 oraz uinv=uC2 Czas

rozładowania źroacutedeł PV dopowiada stosunkowi ich mocy

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2259

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2359

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

- KONTROLA PRĄDU SIECI

- INDYWIDUALNA KONTROLA MOCY PANELI

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO ndash SYSTEM Z FALOWNIKIEM MOSTKOWYM DIODE-CLAMPED

Źroacutedło R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

1 i__pv1 2 p__pv1

300 900 150 210 270u__pv1 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv1

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v1

in

wa

tts

2

1

1 i__pv2 2 p__pv2

300 900 150 210 270u__pv2 in volts

100

300

500

700

900

i__

pv2

in

am

pe

res

200

600

100k

140k

180k

p_

_p

v2

in

wa

tts

2

1

CEL STEROWANIA

- OBA PANELE PRACUJĄ Z MPP

- FALOWNIK KSZTAŁTUJE PRĄD SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Slajd 2459

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

MPPT USTALA WARTOŚĆ PRĄDU

SIECI (LUB INNYCH OBCIĄŻEŃ)

NA POZIOMIE MAKSYMALNEJ

MOCY PANELI PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2559

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

- open-circuit voltage

- short circuit current

- perturb and observe (PampO)

- hill climbing (HC)

- incremental conductance (INCD)

- ripple correlation control (RCC)

- fuzzy-logic

- neural-network

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło S

Popularne techniki MPPT

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2659

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

TECHNIKA CONSTANT VOLTAGE (OPEN CIRCUIT

VOLTAGE)

- POMIAR NAPIĘCIA OTWARTEGO OBWODU - UOC

- USTALENIE NAPIĘCIA W MPP NA 76 UOC UMP 076UOC

- METODA WYMAGA POMIARU PRZY ZEROWYM PRĄDZIE

PANELI PV ndash NIEWIELKA STRATA ENERGII

- 76 UOC NIE JEST DOKŁADNĄ WARTOŚCIĄ UMPP

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

- NIEZBĘDNA JEST CZASOWA KALIBRACJA - STARZENIA

PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2759

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

TECHNIKA SHORT-CIRCUIT CURRENT

- METODA ZAKŁADA PROPORCJONALNOŚĆ PRĄDU W MPP IMPP

I PRĄDU ZWARCIA ISC IMPP (078 ndash 092)ISC

- PROBLEM POMIARU PRĄDU ZWARCIA

Źroacutedło T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS

ON ENERGY CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2859

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

POROacuteWNANIE MOCY PRZED I PO ZMIANIE OBCIĄŻENIA

(ZABURZENIE) PRZEZ SYSTEM DOŁĄCZONY DO PANELI PV

TECHNIKA PERTURB AND OBSERVE (PampO)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 2959

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii

elektroenergetycznejrdquo Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

WYNIKI EKSPERYMENTALNE

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ndash KONTROLA PRĄDU SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3059

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ANALIZA dPdU

dPdU = d(UI)dU

dPdU = I(dUdU) + U(dIdU)

DPDU = I + U(DIDU)

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3159

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ANALIZA dPdU

DPDU = I + U(DIDU)

W MPP DPDU = 0 DIDU=-IU

Dla DPDU gt 0 DIDUgt-IU

Dla DPDU lt 0 DIDUlt-IU

TECHNIKA INCREMENTAL CONDUCTANCE (IncCond)

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Źroacutedło M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for

Photovoltaic Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

METODA NIE WYMAGA

WYLICZANIA MOCY

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Slajd 3259

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

- W JEDNOFAZOWYCH SYSTEMACH MOC WYJŚCIOWA

NIE JEST STAŁA

P=Umsin(wt)Imsin(wt)

- W MOCY WYJŚCIOWEJ FALOWNIKA WYSTĘPUJE

SKŁADOWA 100Hz

- W NAPIĘCIU PV WYSTĘPUJĄ TĘTNIENIA KTOacuteRE

MOŻNA WYKORZYSTAĆ DO MPPT

MPPT I SKŁADOWA ZMIENNA MOCY PANELI PV

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Koncepcja na podstawie R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3359

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPVltuMPP

100Hz we wszystkich sygnałach

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3459

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

uPV otacza uMPP

100Hz w sygnale uPV 200Hz w sygnale pPV

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiar oscyloskopowy) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3559

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (pomiary oscyloskopowe) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-

Connected Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3659

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

MPPT NA PODSTAWIE SKŁADOWYCH n50Hz

MPPT - Maximum Power Point Tracking ndash techniki śledzenia

punktu maksymalnej mocy źroacutedła PV

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Wyniki badań realizowanych w ramach projektu badawczego N N510389535

bdquoModelowanie systemoacutew fotowoltaicznych w układach FPGArdquo w latach 2008-2011

Źroacutedło (wyniki symulacyjne) R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected

Photovoltaic Systemrdquo International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

Slajd 3759

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

- PROBLEM PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA I

ZABEZPIECZENIA FALOWNIKA ŁĄCZĄCEGO

GENERATOR ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z SIECIĄ

ELEKTROENERGETYCZNĄ

- METODY PASYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

GENERATORA DOŁĄCZONEGO DO SIECI

- METODY AKTYWNE DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

SYSTEMU PV DOŁĄCZONEGO DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 3859

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

- WYSTĘPOWANIE NAPIĘCIA NA ODŁĄCZONEJ LINII JEST NIEBEZPIECZNE

DLA LUDZI

- ZMIANA WARTOŚCI NAPIĘCIA LUB CZĘSTOTLIWOŚCI W LINII PRACUJĄCEJ

WYSPOWO JEST NIEBEZPIECZNE DLA ZASILANYCH URZĄDZEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAGROŻENIA PRZY PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

Slajd 3959

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) - Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA ndash Anti Islanding control

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZAKRES NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI FALOWNIKA

DOŁĄCZONEGO DO SIECI

NORMY NP EN 50438 PN EN 61727 SPECYFIKUJĄ ZAKRESY

ZMIAN NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC Z DANĄ

TOLERANCJĄ POMIARU

Slajd 4059

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

- WYMUSZONE NAPIĘCIE SIECI

- PRĄD SIECI KSZTAŁTUJE FALOWNIK (WSPOacuteŁCZYNNIK

MOCY PF=PS1)

FALOWNIK DOŁĄCZONY DO SIECI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4159

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

-PRZEBIEGI PRĄDU I NAPIĘCIA FALOWNIKA MOGĄ BYĆ

ANALOGICZNE JAK PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

-ZMIANA W PRZEBIEGACH PO ODŁĄCZENIU OD SIECI

POWODUJE ZADZIAŁANIE ZABEZPIECZEŃ FALOWNIKA

FALOWNIK PRACUJĄCY WYSPOWO

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

Slajd 4259

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

WYKRYWANIE PRACY WYSPOWEJ

FALOWNIKA - METODY

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- METODY PASYWNE ndash BAZUJĄ NA POMIARZE NAPIĘCIA I

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC

- METODY AKTYWNE REALIZOWANE PRZEZ

FALOWNIK - BAZUJĄ NA REALIZACJI ZABURZENIA I

POMIARZE CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA I IMPEDANCJI SIECI

- METODY WYKORZYSTUJĄCE KOMUNIKACJĘ Z

FALOWNIKIEM W CELU JEGO WYŁĄCZENIA

Slajd 4359

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

WYKORZYSTANIE ROacuteŻNICY IMPEDANCJI SIECI I

LOKALNYCH OBCIĄŻEŃ

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI

- NAPIĘCIE PCC JEST ROacuteWNE NAPIĘCIU SIECI NIEZALEŻNIE OD PRĄDU

PO ODŁĄCZENIU SIECI

- PRĄD FALOWNIKA PŁYNIE DO OBCIĄŻEŃ A NAPIĘCIE W PCC

UPCC=IinvZobc

Slajd 4459

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Slajd 4559

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP ne 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC zmieni wartość

Pload=U2R U

DP = Pload - PPV

Slajd 4659

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA NAPIĘCIA

OVPUVP ndash OVERVOLTAGEUNDERVOLTAGE PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

NAPIĘCIA W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

- JEST TO ZABEZPIECZENIE KTOacuteRE

PEŁNI ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJĘ

DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

Jeżeli przed odłączeniem sieci DP = 0 to po

odłączeniu napięcie w PCC nie zmieni wartości

DP = Pload - PPV

NDZ ndash non detection zone

Slajd 4759

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODA POMIARU ODCHYLENIA CZĘSTOTLIWOŚCI

OFPUFP ndash OVERFREQUENCYEUNDERFREQUENCY PROTECTION

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- W PRZYPADKU GDY WARTOŚĆ

CZĘSTOTLIWOŚCI W PCC JEST POZA

ZNAMIONOWYM LIMITEM FALOWNIK

PRZESTAJE ZASILAĆ SIEĆ

Przed odłączeniem sieci QPV = 0 ndash falownik pracuje z PF = 1

DQ = Qload - QPV

Po odłączeniu sieci następuje zmiana fazy napięcia w PCC

U=Iinv(G+jB)=Iinv(G+jwC-j1wL)

Przypadek QPV = 0 wystąpi dla częstotliwości przy ktoacuterej YLC=0s

Slajd 4859

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

METODY POMIARU ODCHYLENIA

NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

ZALETY

- NISKI KOSZT

- PEŁNIĄ ROacuteWNOCZEŚNIE FUNKCJE ZABEZPIECZENIA

WADY

- MOŻLIWE PRZYPADKI NIESKUTECZNOŚCI Slajd 4959

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA HARMONICZNYCH NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY PASYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

W OBECNOŚCI bdquoSZTYWNEGOrdquo NAPIĘCIA SIECI THDu asymp 2

PO ODŁĄCZENIU SIECI MOŻE WZROSNĄĆ

Slajd 5059

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE

2009

Active Frequency Drift (AFD)

Slip-Mode frequency Shift (SMS)

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

- NIEWIELKIE ODCHYLENIE FAZY PRĄDU FALOWNIKA I

DETEKCJA SKUTKOacuteW

- NIEWIELKI NDZ

Slajd 5159

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA WYMUSZONEJ ZMIANY NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PRZEZ STEROWANIE MOŻNA ZMIENIĆ PARAMETR

PRĄDU FALOWNIKA NP AMPLITUDĘ

POMIAR NAPIĘCIA W PCC MOŻE UAKTYWNIĆ

ZABEZPIECZENIA (NP OVPUVP)

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)

Slajd 5259

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedło W Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA

REPORT SAND2002-3591 Unlimited Release Printed November 2002

DETEKCJA IMPEDANCJI DLA HARMONICZNYCH

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PO ZMIANIE WIDMA PRĄDU

PRZY DOŁĄCZONEJ SIECI O NISKIEJ IMPEDANCJI HARMONICZNE

PRĄDU NIE ZMIENIĄ NAPIĘCIA

PRZY ODŁĄCZONEJ SIECI HARMONICZNE PRĄDU BĘDĄ POJAWIAĆ SIĘ

W NAPIĘCIU NA LINIOWYM OBCIĄŻENIU I MOGĄ ZOSTAĆ WYKRYTE

FALOWNIK GENERUJE PRĄD

WYJŚCIOWY

iinv=Iinvsin(wt+f)+Siinv(n)

Slajd 5359

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SPRZĘŻENIE OD ZMIAN CZĘSTOTLIWOŚCI I

NAPIĘCIA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

METODY AKTYWNE WYKRYWANIA PRACY

WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

SPRZĘŻENIE KTOacuteRE DESTABILIZUJE PRACĘ FALOWNIKA W WARUNKACH

PRACY WYSPOWEJ

DODATNIE SPRZĘŻENIE MOŻE BYĆ REALIZOWANE OD AMPLITUDY

CZĘSTOTLIWOŚCI LUB FAZY

Źroacutedło J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-

Interconnected Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug

2000

Slajd 5459

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PLCC SCADA

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

ZDALNE TECHNIKI ZABEZPIECZENIA DLA

PRACY WYSPOWEJ FALOWNIKA

STEROWANIE SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO

PLCC Power line carrier communications ndash ciągle nadawany sygnał

od strony sieci odbierany po stronie DG (distributed generator)

ODŁĄCZENIE SIECI PRZERYWA ODBIOacuteR SYGNAŁU

PLCC MOŻE BYĆ UŻYTY DO DETEKCJI PRACY WYSPOWEJ

POZA DEDYKOWANYM ZASTOSOWANIEM

Źroacutedło Jun Yin Liuchen Chang Senior Member IEEE and Chris Diduch bdquoRecent Developments in Islanding Detection for Distributed Power

Generationrdquo IEEE 2004

SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition or SCADA

systems - monitorowanie stanu wyłącznikoacutew

Slajd 5559

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Komunikacja umożliwia

-kontrolę sieci

- koordynację produkcji

odbioru i magazynowania

energii

Slajd 5659

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

SYSTEM ENERGETYCZNY PRZYSZŁOŚCI

BAZUJĄCY NA TECHNOLOGII SMART-GRID

Źroacutedło M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture enegry systems Integrating renevable energy sources into the smart power grid

throughindustrial electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

Fotowoltaika w SMART GRID

- ENERGIA GENEROWANA JEST NA MIEJSCU

- PRZESYŁ ENERGII MOŻE BYĆ REALIZOWANY NA

NIEWIELKIE ODLEGŁOŚCI

- KONIECZNOŚĆ MAGAZYNOWANIA ENERGII DLA

POTRZEB W GODZINACH NOCNYCH

- KOMUNIKACJA UMOŻLIWIA KONTROLĘ SIECI

ORAZ KOORDYNACJĘ PRODUKCJI ODBIORU I

MAGAZYNOWANIA ENERGII

- PROBLEMY STEROWANIA WE WSPOacuteŁCZESNYCH SYSTEMACH PV SĄ

WCIĄŻ AKTUALNE W SIECIACH SMART GRID

- KOMUNIKACJA ZNACZNIE USPRAWNIA WYKORZYSTANIE I

ZABEZPIECZENIA AUTONOMICZNYCH ŹROacuteDEŁ FOTOWOLTAICZNYCH

Slajd 5759

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

PODSUMOWANIE

- W PREZENTACJI PRZEDSTAWIONO WYMAGANIA DLA SYSTEMOacuteW PV ZAWARTE W

ŚWIATOWYCH STANDARDACH

- PRZEDSTAWIONO PODSTAWOWE PROBLEMY STEROWANIA W SYSTEMACH

FOTOWOLTAICZNYCH

-KONTROLĘ PRĄDU SIECI

-POSZUKIWANIE MPP

-DETEKCJĘ PRACY WYSPOWEJ

-STEROWANIE SPECJALNE

- PRZEDSTAWIONO STAN BADAŃ ŚWIATOWYCH I WYNIKI BADAWCZE ZESPOŁU AUTORA

- PRZEDSTAWIONO DANE ROZWOJU FOTOWOLTAIKI W EUROPIE

-ZAADRESOWANO PROBLEM DALSZYCH BADAŃ NAD FOTOWOLTAIKĄ W KONTEKŚCIE

TECHNOLOGII SMART GRID

Slajd 5859

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012

Źroacutedła

[1] bdquoGlobal market outlook for photovoltaics until 2014rdquo European Photovoltaic Industry Association Renewable Energy House 2009

[2] bdquoTRENDS IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS Survey report of selected IEA countries between 1992 and 2008rdquo Report IEA-PVPS T1-18 IEA

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY 2009

[3] Energy Efficiency amp Renewable Energy bdquo2009 Renewable Energy Data Bookrdquo 2010 US Department of Energy

[4] KC200GT - High Efficiency Multicrystal Photovoltaic Module KYOCERA

[5] IEEE Guide for Terrestrial Photovoltaic Power System Safetyrdquo IEEE Standards Coordinating Committee 21 on Photovoltaics 30 April 1998

[6] S Piroacuteg R Stala and Ł Stawiarski Power electronic converter for photovoltaic systems with use of FPGA-based real-time modeling of single phase grid-

connected systemsrdquo Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences Vol 57 No 4 2009

[7] Ł STAWIARSKI M SZAREK A MONDZIK R STALA A PENCZEK bdquoJednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznejrdquo

Przegląd elektrotechniczny R 88 NR 22012 pp 218-222

[8] R Stala ldquoIndividual MPPT of Photovoltaic Arrays with Use of Single-Phase Three-Level Diode-Clamped Inverterrdquo International Symposium on Industrial

Electronics IEEE ISIE 2010 4-7 July 2010 Bari Italy pp 3456-3462

[9] S R Bruumlndlinger N Henze H Haumlberlin B Burger A Bergmann F Baumgartner prEN 50530 - The New European Standard for Performance

Characterization of PV Inverters 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference 21-25 September 2009 Hamburg Germany

[10] M C CAVALCANTI K C OLIVEIRA G M AZEVEDO D MOREIRA F A NEVES bdquoMaximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic

Systemsrdquo PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY R 82 NR 22006

[11] T Esram and P L Chapman bdquoComparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniquesrdquo IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY

CONVERSION VOL 22 NO 2 JUNE 2007

[12] R Stala K Koska L Stawiarski ldquoRealization of Modified Ripple-Based MPPT in a Single-Phase Single-Stage Grid-Connected Photovoltaic Systemrdquo

International Symposium on Industrial Electronics IEEE ISIE 2011 27-30 June 2011 Gdansk Poland pp 1106 - 1111

[13] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[14] EN 504382007 Requirements for the connection of micro-generators in parallel with public low-voltage distribution networks

[15] EN 61727 Systemy fotowoltaiczne (PV) -- Charakterystyki uniwersalnych złączy standardowych

[16] Bower and M Ropp bdquoEvaluation of Islanding Detection Methods for Utility-Interactive Inverters in Photovoltaic Systemsrdquo SANDIA REPORT SAND2002-

3591 Unlimited Release Printed November 2002

[17] Yiding Jin Qiang Song Wenhua Liu bdquoAnti-islanding Protection for Distributed Generation Systems Based on Reactive Power Driftrdquo IEEE 2009

[18] J Stevens R Bonn J Ginn S Gonzalez and Greg Kern bdquoDevelopment and Testing of an Approach to Anti-Islanding in Utility-Interconnected

Photovoltaic Systemsrdquo Photovoltaic System Applications Department Sandia National Laboratories SAND 2000-1939 Aug 2000

[19] HORS-SEacuteRIE le journal du photovoltaiumlque Ndeg 7 ndash 2012 PHOTOVOLTAIC BAROMETER ndash EUROBSERVrsquoER ndash AVRIL 2012

[20] M Liserre T Sauter And J Y Hung bdquoFuture energy systems Integrating renewable energy sources into the smart power grid through industrial

electronicsrdquo IEEE Industrial Electronics Magazine March 2010 pp 18-37

[21] F Blaabjerg R Teodorescu M Liserre and A V Timbus bdquoOverview of Control and Grid Synchronization for Distributed Power Generation Systemsrdquo

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS VOL 53 NO 5 OCTOBER 2006

Robert Stala bdquoSterowanie systemoacutew

fotowoltaicznych dołączonych do sieci

elektroenergetycznejrdquo AGH Krakoacutew 2012