Automatyka.eu

Pierwszy analizator i rejestrator parametrów systemów fotowoltaicznych oraz elektroenergetycznych SOLAR300N

Tomtronix Aparatura Pomiarowa | Środa, 12 maj 2010r.

SOLAR300N jest pierwszym urządzeniem pomiarowym na rynku, które analizuje i rejestruje parametry zarówno systemów fotowoltaicznych PV jak i elektroenergetycznych jedno- i trój- fazowych.

Rysunek1_preview
Miernik otwiera nowy rozdział w technice pomiarowej, w którym zdefiniowano sposób postępowania z systemami fotowoltaicznymi PV. Pracę przyrządu SOLAR300N (rys.1) nadzoruje system operacyjny Windows CE. Przyrząd wyposażono w kolorowy, podświetlany, dotykowy wyświetlacz graficzny oraz dużą 15MB wewnętrzną pamięć z możliwością rozbudowy o pamięć zewnętrzną typu „Pen Driver" lub „Compact Flash". W skład wyposażenia miernika wchodzi m.in. oprogramowanie TopView w języku polskim. Każdy użytkownik doceni możliwość programowania nastaw przyrządu z poziomu PC oraz aktualizacji oprogramowania przez internet. Miernik współpracuje z komputerem przez złącze USB. Wyniki pomiarów można także przenosić na komputer za pomocą „Pen Driver'a". Przyrząd wyposażono w akumulator litowo-jonowy oraz w możliwość zasilania zewnętrznego. Przy zaniku zasilania miernik automatycznie przełącza się na zasilanie akumulatorowe. Użytkownik może zabezpieczyć dostęp do przyrządu hasłem.

Systemy fotowoltaiczne PV

Sposób podłączenia miernika wraz z przystawkami do jednofazowego systemu fotowoltaicznego przedstawiono na rys.2. Przyrząd może analizować i rejestrować parametry jednofazowego PV-1 (rys.3,4) lub trójfazowego PV-3 (rys.5,6) systemu fotowoltaicznego. Operator przed rozpoczęciem pomiarów wprowadza do pamięci miernika parametry charakterystyczne dla badanego systemu fotowoltaicznego (rys.7) takie jak znamionowa moc systemu (kW), współczynnik zależności mocy od temperatury modułu fotowoltaicznego gamma (η), znamionowa temperatura pracy ogniw modułu fotowoltaicznego (NOCT), wartości domyślne temperatury modułu fotowoltaicznego (Tpv) oraz temperatury otoczenia, w której znajdują się moduły fotowoltaiczne (Tenv), rodzaj równania matematycznego, które definiuje zależność mocy generowanej przez moduły fotowoltaiczne od temperatury. Parametr NOCT oznacza temperaturę ogniw modułu fotowoltaicznego w standardowych warunkach pracy (SOC - standard operating conditions). Standardowe warunki pracy (SOC) oznaczają następujące parametry: strumień energii promieniowania słonecznego 0,8kW/m2, temperatura otoczenia 20 oC oraz średnia prędkość wiatru 1m/s o kierunku równoległym do płaszczyzny modułu fotowoltaicznego. Parametry gamma (η) oraz NOCT są podawane przez producenta modułów fotowoltaicznych. Współczynnik gamma (η) jest jednym z parametrów charakterystycznych modułów fotowoltaicznych wchodzących w skład systemu PV, jest wyrażony w %oC i w większości przypadków przyjmuje wartość ujemną. Znamionowa temperatura pracy ogniw modułu fotowoltaicznego NOCT oraz wartości domyślne temperatur są wyrażone w oC. Operator wprowadza również parametry przystawek pomiarowych podłączonych do miernika (rys.8): współczynnik korekcji charakterystyki pyranometru (mV/(kW/m2)) oraz współczynnik korekcji K podłączonego przekładnika prądowego DC (cęgów). Pyranometr jest przyrządem służącym do pomiaru irradiancji czyli strumienia energii promieniowania słonecznego. Współczynniki korekcji pyranometru oraz przekładnika prądowego są zwykle umieszczane na tabliczkach znamionowych lub na certyfikatach dołączanych do poszczególnych przyrządów. Użytkownik wprowadza również minimalny poziom promieniowania słonecznego (W/m2), który podczas pomiarów traktowany jest przez miernik jako poziom odniesienia. Analizator i rejestrator pracują niezależnie.

Analiza parametrów systemów PV w czasie rzeczywistym

Operator, podczas trwania procesu rejestracji, może niezależnie obserwować na monitorze przyrządu, w czasie rzeczywistym, następujące parametry systemu fotowoltaicznego (przykład ekranu dla systemu PV-1 - rys.9, PV-3 - rys.10) napięcie (Vdc), prąd (Idc) i moc (Pdc) DC na wejściu przetwornicy, sprawność systemu fotowoltaicznego (ηDC), napięcie (Vac), prąd (Iac), moc (Pac) TRMS AC na wyjściu przetwornicy, współczynnik mocy systemu trójfazowego na wyjściu przetwornicy (Pf), sprawność przetwornicy trójfazowej (ηAC), domyślną temperaturę modułów fotowoltaicznych oraz domyślną temperaturę otoczenia. Wartości domyślne temperatury wprowadzane są przez użytkownika do pamięci przyrządu jeżeli do miernika nie jest podłączona przystawka pomiarowa, która mierzy te parametry i są wykorzystywane podczas obliczeń sprawności. Jeżeli przystawka jest podłączona wówczas dostępne są także wyniki pomiarów uzyskanych za pomocą zewnętrznych sond: temperatura modułów fotowoltaicznych oraz temperatura otoczenia, strumień energii promieniowania słonecznego (Irr) oraz moc znamionowa systemu fotowoltaicznego (Pnom).

Rejestracja parametrów systemów PV

Rejestrator konfiguruje się zarówno z poziomu miernika jak i komputera. W trybie rejestratora użytkownik korzysta z ręcznego trybu uruchomienia i zakończenia rejestracji. Operator wybiera te parametry spośród dostępnych parametrów (parametry dostępne na monitorze podczas analizy w czasie rzeczywistym oraz częstotliwość, energia czynna DC i AC), które mają być rejestrowane. Podczas programowania rejestratora istnieje możliwość skorzystania z 16 predefiniowanych konfiguracji. Operator może również wprowadzić własne konfiguracje, aby korzystać z nich w przyszłości. Wybrane parametry gromadzone są w pamięci przyrządu, a po zakończeniu rejestracji przesyłane na komputer i poddawane obróbce za pomocą polskiej wersji programu TopView (rys.11). W przyrządzie zastosowano metodę kompresji zapisu, której istotę opisano w dalszej części artykułu.

Systemy elektroenergetyczne

Przyrząd może analizować i rejestrować parametry jednofazowego, trójfazowego trójprzewodowego lub trójfazowego czteroprzewodowego systemu elektroenergetycznego, może współpracować zarówno ze standardowymi, sztywnymi przekładnikami tzw. cęgami Dietza jak i przekładnikami elastycznymi tzw. pasami Rogowskiego z własnym zasilaniem lub zasilanymi z miernika. Miernik wyposażono w 4 wejścia prądowe, dzięki czemu mierzy rzeczywistą wartość prądu w przewodzie neutralnym, oraz w 5 wejść napięciowych. Istnieje możliwość wprowadzenia przekładni dla przekładnika napięciowego, gdy analizowane są np. parametry systemu średnich napięć. Analizator i rejestrator pracują niezależnie.

Analiza parametrów systemów elektroenergetycznych w czasie rzeczywistym

Operator, podczas trwania procesu rejestracji, może obserwować na monitorze przyrządu, w czasie rzeczywistym, dowolne parametry systemu elektroenergetycznego mając do dyspozycji kilka ekranów miernika, ekran oscyloskopu, ekran z wykresem wskazowym lub ekran ze wykresem słupkowym harmonicznych (histogramem). Użytkownik mierząc napięcia, prądy lub moce TRMS może włączyć tryb pracy oscyloskopu i obserwować w czasie rzeczywistym kształt przebiegu napięcia i/lub prądu w wybranej fazie. Przyrząd wyświetla przebieg z rozdzielczością 256 próbek na okres. Przebiegi prądów i napięć oraz wykres słupkowy harmonicznych (histogram) można również śledzić w czasie rzeczywistym na komputerze.

Rejestracja parametrów systemów elektroenergetycznych

Rejestrator konfiguruje się zarówno z poziomu miernika jak i komputera. W trybie rejestratora użytkownik korzysta z ręcznego lub automatycznego trybu uruchomienia i zakończenia rejestracji. Przyrząd rejestruje jednocześnie do 251 parametrów systemu elektroenergetycznego, w tej liczbie napięcia, prądy, związane z nimi harmoniczne - do 49 włącznie, moce czynne, bierne i pozorne, energie czynne i bierne, wartości cos fi, parametry związane z asymetrią napięć oraz wskaźniki krótkookresowego i długookresowego migotania światła. Operator ustala czy przyrząd ma być przygotowany na stan tzw. kogeneracji. Termin ten oznacza, że obciążenie podczas trwania pomiaru może generować lub pobierać energię. W związku z powyższym przyrząd będzie rejestrował w czasie moc i energię zarówno generowaną jak i pobieraną. Przyrząd wyposażono w funkcję rejestracji anomalii napięciowych. Operator ustala wartości progowe napięcia. Przyrząd jako anomalia rozpoznaje wszystkie te zjawiska, podczas których wartość skuteczna napięcia wykracza poza ustalone wartości progowe przez okres dłuższy od 10ms. Miernik, dla każdego zdarzenia, podaje informację o kierunku zmiany (przepięcie lub zapad), datę, czas rozpoczęcia, czas trwania zjawiska z rozdzielczością do jednej setnej sekundy oraz minimalną lub maksymalną wartość napięcia podczas zjawiska. SOLAR300N rejestruje także przepięcia z bardzo dużą rozdzielczością czasową, z próbkowaniem 4000 razy na okres (co 5µs) oraz posiada funkcję rejestracji prądów rozruchowych. Przyrząd mierzy i rejestruje wszystkie parametry wymienione w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007r. (Dz. U. Nr 93 z 2007 poz. 623) w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego oraz w normie PN-EN50160. Miernik SOLAR300N próbkuje z częstotliwością 12,8kHz wyznaczając przebieg analizowanego sygnału. Odpowiada to 256 punktom na cykl pomiarowy, który trwa 20ms i jest równy okresowi przebiegu sygnału. Podczas jednego cyklu pomiarowego przyrząd rejestruje wszystkie wybrane parametry. W przyrządzie zastosowano metodę kompresji zapisu, która znacznie zmniejsza objętość gromadzonej informacji. Metoda ta polega na uśrednianiu rejestrowanych parametrów w czasie nazywanym okresem uśredniania. Miernik analizuje dane zgromadzone w okresie uśredniania wyszukując i obliczając w przypadku każdego parametru wartość minimalną, maksymalną oraz średnią. Informacje te po upłynięciu każdego kolejnego okresu uśredniania są zapisywane w pamięci przyrządu. Operator definiuje czas trwania okresu uśredniania wybierając jedną z dostępnych wartości z zakresu od 1 do 3600s. W mierniku przewidziano możliwość automatycznej konfiguracji przyrządu pod kątem rejestrowania wszystkich tych parametrów związanych z jakością zasilania, które zostały wymienione w normie PN-EN50160.

Przyrząd SOLAR300N standardowo zaopatrzony jest w indywidualne świadectwo sprawdzenia wykonane przez laboratorium producenta pracujące w systemie ISO9001, co jest istotne z punktu widzenia wszystkich tych użytkowników, którzy funkcjonują w oparciu o system kontroli jakości ISO. Świadectwo zawiera wyniki pomiarów parametrów mierzonych przez przyrząd. Urządzenia spełniają wymagania Dyrektyw nowego podejścia 73/23/EEC, 93/68/EEC Unii Europejskiej i zostały oznaczone symbolem zgodności CE.

Kontakt: http://www.e-automatyka.eu/companies/331-tomtronix-aparatura-pomiarowa

Rysunek1_small Rysunek2_small Rysunek3_small Rysunek4_small Rysunek5_small Rysunek6_small Rysunek7_small Rysunek8_small Rysunek9_small Rysunek10_small Rysunek11_small

Komentarze

dodaj komentarz

Partnerzy serwisu

  • Gigaom_color

Oferty pracy

Więcej

Polecamy