Teknik Bilgi Şebeke Bağlantı Noktası nda Aktif Güç Beslemesinin, SMA CLUSTER CONTROLLER ile Kontrolü

Transkript

1 Teknik Bilgi Şebeke Bağlantı Noktası nda Aktif Güç Beslemesinin, SMA CLUSTER CONTROLLER ile Kontrolü Doğrudan şebekeye besleme yapan bir FV sistemin ürettiği gücün kontrol edilmesi konusunda SMA Cluster Controller*, birçok büyük sistemde merkezi kumanda ünitesi olarak kendini kanıtlamıştır. Peki bir FV sistemde ilave yükler olduğunda ve aktif güç beslemesinin doğrudan şebeke bağlantı noktasında kontrol edilmesi gerektiğinde, durum ne olur? Ürün yazılımı sürümü R'den itibaren şebeke bağlantı noktasında aktif güç beslemesinin kontrolü için harici ölçme kaynağı bağlanabilen ve böylece şebeke bağlantı noktasında aktif güç beslemesinin kontrolü için istenen ön koşulu yerine getiren Cluster Controller, bu uygulama için olası çözümleri de sunmaktadır. Bu dokümanın amacı, böyle bir düzenlemenin çözüm yaklaşımını detaylı olarak açıklamaktır. Gerekli sistem bileşenleri (eviriciler ve ayrıca kontrol ve ölçme cihazları) ile ilgili açıklamaların yanı sıra, FV sistemin konfigürasyonu hakkında çok değerli bilgiler elde edeceksiniz. Bu doküman, kullanılan ürünler için geçerli olan kullanım kılavuzları ile kurulum kılavuzlarının yerine geçmez. * Bu dokümanda SMA Cluster Controller, Cluster Controller olarak belirtilmiştir. Wirkleistung_NAP_CC-TI-tr-11 Sürüm 1.1 TÜRKÇE

2 1 Açık Devre ve Kapalı Devre Kontrol - Farklılıklar SMA Solar Technology AG / SMA America, LLC 1 Açık Devre ve Kapalı Devre Kontrol - Farklılıklar Açık Devre Kontrol Bir FV sistemin kontrolünde harici ayarlar (örn. güç sınırlaması hakkında), doğrudan eviricilere aktarılmaktadır. Bu olanak, örn. doğrudan aktif güç beslemesi yapan büyük FV sistemlerde kullanılmaktadır. Cluster Controller burada, bir merkezi iletişim ünitesinin rolünü üstlenmekte, çok çeşitli sinyal ayar bilgilerini işlemekte ve bunları eviricilere aktarabilmektedir. Harici bir işletme (örn. perakende satış firması veya şebeke işletmecisi) böylece, FV sisteme doğrudan erişim sağlar ve örn. eviricinin nominal FV sistem gücünü doğrudan sınırlayabilir. Eviricinin üretilen aktif gücünün sınırlanması burada doğrudan şebeke bağlantı noktasının üzerine etki yapar, zira sistemde herhangi bir yük mevcut değildir (bkz. Şekil 1). Şekil 1: Re Konum A B C D E F G H I K L M Cluster Controller'a sahip, büyük ölçekli dağıtık bir FV sistem ve şebeke işletmecisinin ayar noktalarının açık devre kontrolü yardımıylaayarlanmasına örnek Açıklama Modül sıcaklığı sensörü Eviriciler ve FV modüller Dış sıcaklık sensörü Işınım sensörü Cluster Controller Sunny Portal Router Dalgacık kontrollü alıcı veya uzak terminal ünitesi Şebeke istasyonu Kontrol merkezi Şebeke kontrol merkezi Şehir şebekesi 2 Wirkleistung_NAP_CC-TI-tr-11 Teknik Bilgi

3 SMA Solar Technology AG / SMA America, LLC 1 Açık Devre ve Kapalı Devre Kontrol - Farklılıklar Kapalı Devre Kontrol Öz tüketimi olan sistemlerde (bkz. Şekil 2) şebekeyi besleyen güç, zaman içinde değişim gösterebilen anlık tüketime bağlı olarak değişir. Bu sistemlerle ilgili tipik bir koşul, örneğin, şebeke bağlantı noktasında aktif güç beslemesinin belirlenmiş olan bir maksimum değer ile sınırlanması gerekliliğidir. Bu amaçla ayarlanan değer, şebeke bağlantı noktasında ölçülen gerçek değer ve üretilmekte olan aktif güç değerini kullanarak eviricilerin sınırlanması istenen güç değerini (ayar değeri) otomatik olarak hesaplayan, merkezi bir kapalı devre kontrol gereklidir. Şekil 2: Konum A B C D E F G H I K L M N O Cluster Controller'a sahip, büyük ölçekli dağıtık bir FV sistem ve şebeke işletmecisinin ayar noktalarının kapalı devre kontrolü yardımıylaayarlanmasına örnek Açıklama Modül sıcaklığı sensörü Eviriciler ve FV modüller Dış sıcaklık sensörü Işınım sensörü Cluster Controller Endüstriyel tüketici Sunny Portal Router Dalgacık kontrollü alıcı veya uzak terminal ünitesi Enerji sayacı Kontrol merkezi Şebeke kontrol merkezi Şebeke istasyonu Şehir şebekesi Teknik Bilgi Wirkleistung_NAP_CC-TI-tr-11 3

4 2 Aktif Güç Kontrolü için Gereken Sistem Bileşenleri SMA Solar Technology AG / SMA America, LLC Aktif Güç Kontrolü için Olası Uygulama Durumları: Öz tüketimi olan ve şebeke bağlantı noktasında aktif güç beslemesini 0 Watt ile sınırlama (İng.: Zero Export ) zorunluluğundaki FV sistemler Bu tür uygulamalar, zayıf şehir şebekelerinde istenebilir. Öz tüketimi ve şebeke bağlantı noktasında maksimum aktif güç beslemesi sınırlandırılmış olan FV sistemler Öz tüketimi ile başka üreteçleri (örn. jeneratörler) olan ve şebeke bağlantı noktasında aktif güç beslemesini sınırlama zorunluluğu olan FV sistemler Bu tür uygulamalarda FV üretimin payı, FV sistemdeki diğer üreteçlerle herhangi bir iletişim zorunluluğu olmadan çok iyi bir kapalı devre kontrol yapılmasına olanak tanıyabilir. 2 Aktif Güç Kontrolü için Gereken Sistem Bileşenleri Sistem konfigürasyonu, ölçülen değerlerin işlenmesi ve kapalı devre kontrol için merkezi iletişim ünitesi SMA Cluster Controller, yazılım sürümü R ve üzeri: Cihaz tipi CLCON-10, azami 75 SMA Speedwire cihazı için Cihaz tipi CLCON-S-10, azami 25 SMA Speedwire cihazı için Cluster Controller kullanımı için gerekli olan yetkiler Aktif güç kontrolünün konfigürasyonu, Cluster Controller'ın kullanıcı arabirimi üzerinden Installer (Kurulumcu) kullanıcı grubunda yapılabilir. SMA eviricilerinin konfigürasyonu için ilave olarak, bireysel SMA Grid Guard koduna ihtiyaç vardır (talep formu, internet adresinden temin edilebilir). Şebeke bağlantı noktasında aktif güç beslemesi için ölçme tertibatı Üç faz üzerinden toplam akımı < 63 A olan FV sistemler için: SMA Energy Meter (cihaz tipi: EMETER-10 ) Toplam akımı > 63 A olan FV sistemler için: SMA Energy Meter (cihaz tipi: EMETER-10, ürün yazılımı sürümü r ve üzeri) ve 5 A sekonder akım için 3 akım trafosu (örn. ABB CM-CT serisi) Desteklenen SMA eviricileri: SMA eviricileri Sunny Tripower: STP 20000TL-30 / STP 25000TL-30 STP 15000TLEE-10 / STP 20000TLEE-10 STP 15000TL-10 / STP 17000TL-10 STP 5000TL-20 / STP 6000TL-20 / STP 7000TL-20 / STP 8000TL-20 STP 9000TL-20 / STP 10000TL-20 / STP 12000TL-20 STP 12000TL-US-10 / STP 15000TL-US-10 / STP 20000TL-US-10 / STP 24000TL-US-10 Sunny Boy: SB 3000TL-21 / SB 3600TL-21 / SB 4000TL-21 / SB 5000TL-21 / SB 6000TL-21 SB 2500TLST-21 / SB 3000TLST-21 Asgari evirici yazılım sürümü R R R R R R R Görselleştirme Ön konfigürasyonlu diyagramlarda görselleştirmeler ve ayrıca bireysel sayfaların oluşturulması için Sunny Portal 4 Wirkleistung_NAP_CC-TI-tr-11 Teknik Bilgi

5 SMA Solar Technology AG / SMA America, LLC 3 Aktif Güç Kontrolünün Konfigürasyonu ve Devreye Alınması 3 Aktif Güç Kontrolünün Konfigürasyonu ve Devreye Alınması Cluster Controller'ın çok çeşitli konfigürasyon olanakları olması nedeniyle aşağıda yalnızca, şebeke bağlantı noktasında bir aktif güç kontrolü ve devreye alınması ile ilgili en önemli adımlar anlatılacaktır. Tüm ayarların, Cluster Controller'ın entegre web sunucusu üzerinden yapılabileceğini dikkate alınız. Diğer konfigürasyon olanakları, Cluster Controller'ın kullanım kılavuzunda anlatılmıştır. 3.1 Sistem Toplam Gücü için Standardizasyon Sistemin aktif güç sınırlamasıyla ilgili tüm tanımlamalar (ayar değeri), Toplam sistem gücü nün yüzdesi olarak belirtilir. Varsayılan olarak Cluster Controller, daima, sistemde yer alan tüm eviricilerin AC nominal gücünün toplamını toplam sistem gücünün değeri olarak belirler. Ancak bu değer, örneğin FV modüllerin Wp gücünün toplam sistem gücü olarak tayin edilmesi gerektiğinde, ya da sistemde başka üreteçler de bulunduğunda, manüel olarak da değiştirilebilir. Böyle bir durumda, toplam sistem gücünün değeri manüel olarak ayarlanabilir. Bunun için Total system power (Toplam sistem gücü) açılır menüsünde User-defined (Kullanıcıya özgü) öğesini seçiniz ( ) ve ardından, giriş alanında istenen değeri giriniz ( ). Konfigürasyon, Cluster Controller > Grid management services > General Settings (Cluster Controller > Şebeke yönetim hizmetleri > Genel ayarlar) altında yapılır. Şekil 3: Toplam sistem gücünün değerinin manüel olarak ayarlanması (örnek) 3.2 Kapalı Devre Kontrol İşletim Modunun Seçilmesi Varsayılan olarak Cluster Controller'da açık devre kontrol (open-loop control) işletim modu seçilmiştir. Ancak kapalı devre kontrol için kapalı devre kontrol (closed-loop control) işletim modu seçilmelidir ( ). Burada, aktif güç sınırlamasıyla ilgili tüm ayar değerlerinin kapalı devre kontrol için otomatik olarak ayarlanacağını dikkate alınız. Konfigürasyon, Cluster Controller > Grid management services > General Settings (Cluster Controller > Şebeke yönetim hizmetleri > Genel ayarlar) altında yapılır. Şekil 4: Kapalı devre kontrol işletim modunun seçilmesi Teknik Bilgi Wirkleistung_NAP_CC-TI-tr-11 5

6 3 Aktif Güç Kontrolünün Konfigürasyonu ve Devreye Alınması SMA Solar Technology AG / SMA America, LLC 3.3 Şebeke Bağlantı Noktasında Sistem Aktif Gücü için Ölçme Kaynağının Seçilmesi Gerçek değeri, yani şebeke bağlantı noktasında ölçülen sistem aktif gücünü belirlemek için, kullanılacak ölçüm cihazı seçilmelidir ( ). Cluster Controller, gerçek değeri 3 şekilde algılayabilir ve işleyebilir: SMA Energy Meter üzerinden (önerilen) FV sistemde birden fazla SMA Energy Meter olduğunda, şebeke bağlantı noktasında aktif güç ölçümü için öngörülmüş olan SMA Energy Meter'ın Cluster Controller tarafından kapalı devre kontrol için ölçüm cihazı olarak kullanılacağından emin olunuz (bkz. Cluster Controller Kullanım Kılavuzu). örn. bir SCADA Sistem tarafından Modbus TCP ile gerçek ayar değeri bilgisi üzerinden 4-20 ma'lik akım çıkışı olan üç fazlı bir aktif güç ölçme tertibatının sinyal bilgisi üzerinden Sum of inverter performance (Toplam evirici performansı) parametresi yalnızca test amaçlarıyla kullanılır. Konfigürasyon, Cluster Controller > Settings > Grid connection (Cluster Controller > Ayarlar > Şebeke bağlantısı) altında yapılır. Şekil 5: Gerçek değer için ölçme kaynağının seçilmesi (örnek) 3.4 Ayar Değeri için Sinyal Kaynağının Seçilmesi Şebeke bağlantı noktasında aktif güç beslemesinin sınırlanması için ayar değeri, toplam sistem gücünün %'si olarak belirtilir. Kapalı devre kontrol durumunda ayarlanan değerin, evirici çıkışını değil şebeke bağlantı noktasını esas aldığını dikkate alınız. Ayar değeri için asgari 1 sinyal kaynağı seçilmelidir ( ). Şebeke işletmecisi FV sistemin 0 Watt beslemesini istediğinde, sinyal kaynağı olarak Manual specification (Manüel tanımlama) öğesinin seçilmesi ve Active power (Aktif güç) alanına 0 değerinin girilmesi gerekir ( ). Konfigürasyon, Cluster Controller > Grid management services > Active power (Cluster Controller > Şebeke yönetim hizmetleri > Aktif güç) altında yapılır. Şekil 6: Sinyal kaynağının seçilmesi ve aktif gücün girilmesi (örnek) 6 Wirkleistung_NAP_CC-TI-tr-11 Teknik Bilgi

7 SMA Solar Technology AG / SMA America, LLC 3 Aktif Güç Kontrolünün Konfigürasyonu ve Devreye Alınması 3.5 Eviricilerin Kapalı Devre Kontrol için Konfigüre Edilmesi Kapalı devre kontrol için Cluster Controller ı ilgilendiren ayarların yanı sıra, eviricilerin şu ayarlarının da yapılması gerekir: Eviricilerin üst seviye kapalı devre kontrol için konfigüre edilmesi Eviricilerin davranışının çıkış değeri %0 için konfigüre edilmesi Eviricilerin kontrol hızının konfigüre edilmesi Eviricilerin üst seviye kapalı devre kontrol için konfigüre edilmesi Eviricilerin kapalı devre kontrol işlemi sırasında ayar değerlerinin Cluster Controller tarafından algılanabilmesi için, eviricilerin buna uygun biçimde konfigüre edilmesi gerekir. Bunun için, sistem görünümünde Operating mode Active power (İşletim modu Aktif gücü) evirici parametresini ve açılır menüde Act. power lim. via PV system ctrl (FV sistem kont. ile Aktif güç kısıtlaması) girişini seçiniz ( ). Konfigürasyon, Sisteminizin adı > Settings > Equipment & device control system (Solar Inverters) > Operating mode of feed-in management ( Sisteminizin adı > Ayarlar > Ekipman ve cihaz kontrol sistemi (Solar Eviriciler) > Besleme yönetiminin işletme modu) altında yapılır. Şekil 7: Eviricilerin üst seviye kapalı devre kontrol için konfigüre edilmesi Eviricilerin davranışının çıkış değeri %0 için konfigüre edilmesi Kapalı devre kontrolde eviriciler, güç sınırlaması ile ilgili ayar bilgilerini aralıksız hesaplanan çıkış değeri olarak alırlar. Çıkış değeri % 0 ise (= tam güç azaltılması), evirici gücününün talep edilen 0 Watt değerine indirilebilmesi için iki seçenek söz konusudur: Şebeke rölesinin açılması Şebeke rölesi halen kapalı durumdayken, sadece aktif güç beslemesinin kesilmesi Kapalı devre kontrol işletim modunda aktif güç beslemesinin dinamik olarak ayarlanabilmesi için, sadece aktif güç beslemesi kesilmeli ve şebeke rölesi kapalı kalmalıdır. Bunun için, Grid disconnection at 0% specification (%0 tanımlanması durumunda şebekeden ayrılma) evirici parametresi ve açılır menüde No (Hayır) öğesi seçilmelidir ( ). FV sistemde bir 0-Watt kapalı devre kontrolde daima, FV sistemde yer alan evirici başına yak. 25 W bir yükün (öz tüketim) mevcut olduğunu dikkate alınız. Bu durum, kontrolde küçük sapmalar meydana getirebilir. Konfigürasyon, Sisteminizin adı > Settings > Equipment & device control system (Solar Inverters) > Operating mode of feed-in management ( Sisteminizin adı > Ayarlar > Ekipman ve cihaz kontrol sistemi (Solar Eviriciler) > Besleme yönetiminin işletme modu) üzerinden yapılır. Şekil 8: Eviricilerin davranışının çıkış değeri %0 için konfigüre edilmesi Teknik Bilgi Wirkleistung_NAP_CC-TI-tr-11 7

8 3 Aktif Güç Kontrolünün Konfigürasyonu ve Devreye Alınması SMA Solar Technology AG / SMA America, LLC Eviricilerin kontrol hızının konfigüre edilmesi 3 ila 10 saniye aralığında uygun bir kontrol hızı için, Active power gradient (Aktif güç gradyanı) evirici parametresi için 200 değerinin girilmesi gerekir ( ). Konfigürasyon, Sisteminizin adı > Settings > Equipment & device control system (Solar Inverters) > Inverters ( Sisteminizin adı > Ayarlar > Ekipman ve cihaz kontrol sistemi (Solar Eviriciler) > Eviriciler) altında yapılır. Şekil 9: Eviricilerin kontrol hızının konfigüre edilmesi 3.6 Eksik Ayar Bilgisi veya İletişim Hatası durumundaki Evirici Davranışının Konfigüre Edilmesi (Fallback) Fallback, Cluster Controller'ın şebeke yönetim hizmetleri için kullanılan bir işletim modudur ve eviricinin bir iletişim hatası durumundaki davranışını kontrol eder. Eviricilerin, zorunlu sistem gereksinimlerini karşılaması gerekir (bkz. Bölüm 2, Sayfa 4). 2 tür Fallback söz konusudur: Eksik veya geçersiz harici ayar bilgisinde Fallback Cluster Controller ile SMA eviricilerinin arasındaki Speedwire iletişiminin kesilmesi durumunda Fallback Her iki ayar da birbirinden bağımsız olarak etkinleştirilebilir ve konfigüre edilebilir. Burada her iki durum için de şu ayarlar yapılmalıdır: Fallback işlevini etkinleştirme/devre dışı bırakma ( ) Üst seviye bileşenin veri gönderimindeki bir kesintinin hata olarak kabul edileceği zaman aralığını girme ( ) Hata algılandığında, eviricilerin aktif güç sınırlamasını girme ( ) SMA, Fallback'ın etkinleştirilmesinin ve konfigürasyonunun, yetkili şebeke işletmecisiyle birlikte kararlaştırılmasını önerir. Eksik veya geçersiz harici ayar bilgisi durumu için Fallback'ın konfigüre edilmesi Aktif güç sınırlaması için özel bir manüel tanımlama durumunda (sinyal kaynağı Manual specfication (Manüel tanımlama)), Fallback konfigürasyonu yapılamayacağını dikkate alınız. Konfigürasyon, Cluster Controller > Grid management services > Active power > Fallback settings (Cluster Controller > Şebeke yönetim hizmetleri > Aktif güç > Fallback ayarları) altında yapılır. Şekil 10: Eksik veya geçersiz harici ayar bilgisi durumu için Fallback'ın konfigüre edilmesi (örnek) 8 Wirkleistung_NAP_CC-TI-tr-11 Teknik Bilgi

9 SMA Solar Technology AG / SMA America, LLC 4 SSS Cluster Controller ile SMA eviricilerinin arasındaki Speedwire iletişiminin kesilmesi durumunda Fallback'ın konfigüre edilmesi Konfigürasyon, Sisteminizin adı > Settings > Equipment & device control system (Solar Inverters) > Act. power lim. via PV system ctrl ( Sisteminizin adı > Ayarlar > Ekipman ve cihaz kontrol sistemi (Solar Eviriciler) > FV sistem kont. ile Aktif güç kısıtlaması) altında yapılır. Şekil 11: Cluster Controller ile SMA eviricilerinin arasındaki Speedwire iletişiminin kesilmesi durumunda Fallback'ın konfigüre edilmesi (örnek) 3.7 Görselleştirme ve ölçüm değerleri Şebeke bağlantı noktasında aktif güç kontrolünün görselleştirmesi için Sunny Portal kullanılır. Sunny Portal'da kendi sayfalarınızı kendiniz, uygun diyagramlarla birlikte çok kolay konfigüre edebilirsiniz (bkz. web adresinde Kullanım Kılavuzu: SUNNY PORTAL / SMA CLUSTER CONTROLLER - Creating a Page for the Visualization of the Active Power Feed-in at the Grid-Connection Point (Şebeke bağlantı noktasında aktif güç kontrolünün göstergesi için bir sayfa oluşturma)). SMA ileride, Sunny Portal güncellemeleri kapsamında ilave, ön konfigürasyonu yapılmış sayfaları kullanıma sunacaktır. İlave olarak ölçüm değerlerini üst seviye iletişim üniteleri (örn. bir SCADA Sistemi) yardımıyla görselleştirmek için, Cluster Controller'ın Modbus arabirimini de kullanabilirsiniz (bkz. web adresinde Teknik Açıklama: SMA CLUSTER CONTROLLER Modbus Interface (Modbus Arabirimi)). 4 SSS Aktif güç beslemesinin 0 Watt değerine indirilmesi, gerçekten 0 anlamına mı gelir? Burada bir kapalı devre kontrol söz konusu olduğundan, şebeke bağlantı noktasında aktif güç beslemesi her zaman tüketim ile ya da yüklerin açılması veya kapatılması ile bağlantılı olarak kontrol edilir. Böylece, 3 ila 10 saniye aralığında salınımlar meydana gelir. Bu geçici davranış, Active power gradient (Aktif güç gradyanı) evirici parametresi tarafından kontrol edilebilir (bkz. Bölüm 3.5, Kısım Eviricilerin kontrol hızının konfigüre edilmesi ). Ayrıca FV sistemde bir 0-Watt kapalı devre kontrolde daima, FV sistemde yer alan evirici başına yak. 25 W kadar bir yükün (öz tüketim) mevcut olduğunu dikkate alınız Bu durum kontrolde küçük sapmalar meydana getirebilir. Aktif güç beslemesinin gerçek değeri, üç faz üzerinden nasıl ölçülür? Kapalı devre kontrol ile üç fazın üzerindeki toplam güç değeri alınır. Sistemdeki ilave üreteçler de göz önüne alınabilir mi? Evet - ancak bu durumda kapalı devre kontrol ayar bilgileri ile sadece toplam sistem gücüne etki edilebilir. Teknik Bilgi Wirkleistung_NAP_CC-TI-tr-11 9