اینورترهای PV متصل به توزیع با عملکرد پیشرفته، همچنین به عنوان “اینورترهای هوشمند” شناخته می شوند، در سال های اخیر به جریان اصلی تبدیل شده اند. تجزیه و تحلیل و تجربه میدانی نشان داده است که اینورترهای هوشمند یک جایگزین مقرون به صرفه برای دستیابی به نفوذ بالاتر PV در مدارهای توزیع و در سطح سیستم هستند. با این حال، پتانسیل کامل اینورترهای هوشمند هنوز محقق نشده است. این در طول زمان، با رشد ناوگان، و با استفاده گسترده‌تر از قابلیت‌های آنها و استفاده مناسب‌تر، اتفاق می‌افتد. در مقاله های قبل پیرامون اینورتر آیمستر سخن گفته ایم.
قوانین اتصال
قوانین اتصال متقابل که به توابع پشتیبانی شبکه نیاز دارند برای اولین بار در کالیفرنیا (قانون ۲۱) برای رسیدگی به اثرات استقرار سریع PV به تصویب رسید. این الزامات، که در یک رویکرد مرحله‌ای ارائه می‌شوند، به طور موثر آنچه را که ما اکنون به عنوان اینورتر هوشمند از آن یاد می‌کنیم، تعریف می‌کنند. تغییرات CA به سرعت منجر به بازنگری در استاندارد IEEE 1547 شد که در سال ۲۰۱۸ تصویب شد. استاندارد جدید IEEE به قابلیت‌های پشتیبانی شبکه نیاز دارد که در نسخه قبلی استاندارد از آن جلوگیری شده بود. این یک پیشرفت قابل توجه است زیرا IEEE 1547 استاندارد ملی ما برای اتصال منابع انرژی توزیع شده (DER) است. این راه را برای استقرار اینورترهای هوشمند با PV و سایر امواج رو به رشد DER مانند ذخیره سازی توزیع شده هموار می کند. PG&E تخمین می زند که تا سال ۲۰۲۸، تمام PV های پشت متری در کالیفرنیا دارای اینورترهای هوشمند خواهند بود – که بیش از چند گیگا وات است!
اینورترهای هوشمند امروزی می توانند کارهای بیشتری نسبت به مدل های قبلی خود انجام دهند. علاوه بر رساندن انرژی به شبکه تا حد امکان کارآمد، آنها قادر به تنظیم فعال ولتاژ، پاسخ به فرکانس، عبور از ولتاژ و فرکانس غیرعادی و تغییر عملکرد در پاسخ به دستورالعمل‌های ارائه شده از طریق ارتباطات هستند.
قابلیت ارتباط مجموعه‌ای از اینورترهای هوشمند را قادر می‌سازد تا به عنوان نیروگاه مجازی (VPP) توسط یک شخص ثالث یا توسط یک ابزار از طریق یک سیستم مدیریت منابع انرژی توزیع شده (DERMS) جمع‌آوری و مدیریت شوند. این DERها را قادر می‌سازد تا بتوانند انرژی و خدمات پشتیبانی شبکه را در مقیاسی قابل مقایسه با ژنراتورهای بزرگ ارائه دهند. ما می دانیم که چگونه عملکرد اینورترها را در داخل یک نیروگاه بادی یا خورشیدی هماهنگ کنیم. کشیدن این ترفند با انواع و اندازه‌های مختلف اینورترهایی که تحت تعرفه‌های خرده‌فروشی کار می‌کنند، یک بازی توپ کاملاً متفاوت است.
تولید کنندگان اینورترهای هوشمند را برای تاسیسات جدید ارسال می کنند. با این حال، برخی از خوبی ها خارج از جعبه غیر فعال هستند. کالیفرنیا و هاوایی تنظیمات پیش‌فرض را برای عملکردهای Volt-VAR و Volt-Watt اتخاذ کرده‌اند، و اکثر حوزه‌های قضایی تنظیمات پیش‌فرض را برای سوار شدن به آن در نظر می‌گیرند. سایر عملکردها مانند قطع/وصل مجدد DER، محدود کردن حداکثر توان فعال و تنظیم توان فعال به طور کامل اجرا نشده اند. آنها به نوعی از ارتباطات به یک کنترل نظارتی نیاز دارند. کنترل‌های ذخیره‌سازی و شکل‌دهی شبکه، ماتریس وسیع‌تری از مقادیر را برای صاحبان سیستم و شبکه، از جمله ارسال و توانایی تشکیل ریزشبکه‌ها در هنگام قطع شبکه، ممکن می‌سازد.
برای مشاهده ی انواع اینورترهای ما به لینک های زیر مراحعه نمایید:
عملکردهای اینورتر هوشمند به کندی معرفی می شوند. به غیر از کالیفرنیا و هاوایی، ما بر روی تنظیمات پیش‌فرض برای ابتدایی‌ترین توابع پشتیبانی شبکه به توافق نرسیده‌ایم، و همچنین نفهمیده‌ایم که چگونه مقداری را که توابع ارسال کامل DER می‌توانند به شبکه ارائه دهند، جبران کنیم. مدل‌های کسب‌وکار و اجرای مقررات با تأخیر مواجه هستند. معماری‌های کنترل، پروتکل‌های ارتباطی و امنیت اینورترهای هوشمند نیز در حال انجام است. در همین حال، گیگاوات اینورترهای هوشمند با قابلیت‌های پیشرفته داخلی، اما غیرفعال، مستقر خواهند شد. هیچ راه دیگری برای انجام آن وجود ندارد; حصول اطمینان از اینکه عملکرد کلید در صورت نیاز آماده است، ارزش هزینه‌های افزایشی را دارد.
پروژه سیستم های یکپارچه در اینورترها
در اواسط دهه ۲۰۰۰، تحت پروژه ای به نام سیستم های یکپارچه سازی شبکه انرژی خورشیدی (SEGIS) تحت حمایت DOE، Sandia با تولیدکنندگان برای توسعه اینورترهای هوشمند نسل اول با عملکردهای پیشرفته و کنترل های مبتنی بر ارتباطات همکاری کرد. این پروژه زمانی که من حدود ۱۰ سال پیش به Sandia پیوستم در اوج بود. من که از یک پس‌زمینه ابزار استفاده می‌کردم، با مفهوم افزودن وابستگی ارتباطی و طرح‌های کنترل پیچیده در سیستم‌های توزیع مشکل داشتم. اجرای چنین طرح هایی در سیستم های انتقال به اندازه کافی سخت است، جایی که آگاهی موقعیتی و ارتباطات در مقایسه با سیستم های توزیع بسیار بهتر است. هزینه اتصال DERها یک عامل اصلی بود، اما همه چیز در لبه شبکه به شدت در حال تغییر است. اشتهای سیری ناپذیر ما برای ارتباطات سریع‌تر، بهتر و ارزان‌تر به این معنی است که اینورترهای هوشمند را می‌توان با هزینه‌ای اندک به اینترنت وصل کرد. این امر نظارت و مدیریت ناوگان و تحویل داده های عملکرد به مشتریان را در زمان واقعی امکان پذیر می کند. سازندگان اینورتر در حال توسعه پلتفرم هایی هستند تا اینورترهای هوشمند و سایر DER را به بخشی از اینترنت اشیا تبدیل کنند. در حالی که از نظر فنی امکان استفاده از اینترنت برای VPP یا DERMS وجود دارد، امنیت یک نگرانی است. این احتمال وجود دارد که برنامه های کاربردی کنترل ناوگان DER را کنترل کند
