Analýza regulačních funkcí fotovoltaických střídačů z pohledu distribuční soustavy nízkého napětí

Abstract

Práce se zabývá analýzou regulačních funkcí malých (bezlicenčních) fotovoltaických elektráren připojených do distribuční soustavy nízkého napětí v České republice. Na počátku teoreticky vysvětluje princip fungování fotovoltaické elektrárny (FVE), včetně názvosloví jednotlivých komponent, a poté se zabývá samotným fotovoltaickým střídačem, jeho typickými parametry, druhy a funkcemi. V další části zkoumá dopad fotovoltaických střídačů na distribuční soustavu (DS) nízkého napětí, jejich regulační schopnosti a požadavky na tyto výrobní moduly. Dále se v krátkosti věnuje problematice spojené s kvalitou elektrické energie a legislativním požadavkům na připojení FVE do DS. Navazující praktická část práce popisuje vytvořený model distribuční sítě nízkého napětí s připojenými FVE do jednotlivých odběrných míst (uzlů), mimo jeden uzel, kde se nachází agregovaná (koncentrovaná) zátěž. Dle tohoto uzlu s koncentrovanou zátěží rozlišuje případy A a B, pro které byly prováděny různé typy simulací. Simulace bez FVE, s FVE bez regulace, a nakonec s FVE a s různými regulačními způsoby střídačů. S využitím tohoto modelu byla provedena případová studie pro dvě roční období s velkou a nízkou výrobou z FVE a bylo dosaženo závěru, že regulační schopnosti střídačů přispívají ke zlepšení napěťových profilů a snížení ztrát.

This bachelor thesis deals with the analysis of control functions of small (license-exempt) photovoltaic power plants connected to the low-voltage distribution system in the Czech Republic. It starts with a theoretical explanation of the principle of operation of a photovoltaic power plant (PVPP), including the nomenclature of individual components, and then deals with the PV inverter itself, its typical parameters, types and functions. The next section examines the impact of PV inverters on the low-voltage distribution system (DS), their control capabilities, and the requirements for these generation modules. It also briefly discusses issues related to power quality and the legislative requirements for connecting PV to the DS. The subsequent practical part of the thesis describes the developed model of a low voltage distribution network with PV plants connected to individual customer points (nodes), except for one node where the aggregated (concentrated) load is located. According to this node with concentrated load, it distinguishes cases A and B, for which different types of simulations were performed. Simulations without PV, with PV without regulation, and finally with PV and different inverter control methods. Using this model, a case study was performed for two seasons with high and low generation from PV and it was concluded that the regulation capabilities of the inverters contribute to voltage profiles improvement and losses reduction.