Nell'era attuale del rapido sviluppo della tecnologia energetica, gli inverter collegati alla rete, come attrezzature chiave per la connessione a griglia elettrica, integrano costantemente le tecnologie emergenti per ottenere doppie scoperte nelle prestazioni e nella funzionalità. Dalla profonda applicazione degli algoritmi di intelligenza artificiale alla pratica innovativa dei nuovi materiali a semiconduttore, l'integrazione di queste tecnologie ha portato nuove opportunità di sviluppo per gli inverter collegati alla rete e ha anche promosso il campo di connessione della rete energetica a un livello superiore.
L'algoritmo di intelligenza artificiale guida l'aggiornamento del controllo intelligente
L'introduzione di algoritmi di intelligenza artificiale (AI) ha portato cambiamenti rivoluzionari al controllo intelligente degli inverter collegati alla griglia. Le strategie tradizionali di controllo dell'inverter collegato a griglia si basano principalmente su regole logiche fisse e parametri preimpostati, che sono difficili da adattarsi ad ambienti di rete elettrica complessi e mutevoli e input di energia. Con l'aiuto di algoritmi di intelligenza artificiale, gli inverter collegati a griglia possono analizzare enormi quantità di dati in tempo reale, tra cui fluttuazioni della tensione della rete e di frequenza, variazioni di output delle fonti di potenza distribuita e curve di carico di elettricità lato utente e altre informazioni.
Prendendo algoritmi di apprendimento di rinforzo come esempio, possono imparare autonomamente la strategia di controllo ottimale interagendo costantemente con l'ambiente della rete elettrica. In una centrale fotovoltaica distribuita, viene utilizzato un inverter collegato a griglia basato sull'apprendimento del rinforzo, che può regolare dinamicamente la strategia di tracciamento del punto di potenza massimo (MPPT) di moduli fotovoltaici in base alle fluttuazioni in tempo reale in intemperie e intensità della luce, migliorando così l'efficienza della generazione di potenza della stazione di potenza fotovoltaica dell'8% {2}%. Inoltre, gli algoritmi di intelligenza artificiale possono anche raggiungere la diagnosi di guasto e il mantenimento predittivo di inverter collegati alla griglia. Attraverso l'apprendimento continuo e l'analisi dei dati di funzionamento dell'attrezzatura, i potenziali pericoli di guasto vengono identificati in anticipo e vengono emessi avvertimenti. Rispetto ai tradizionali metodi di diagnosi dei guasti, l'accuratezza della previsione dei guasti è stata migliorata di oltre il 60%, riducendo efficacemente i tempi di inattività delle apparecchiature e i costi di manutenzione.
Il salto delle prestazioni di dispositivi in carburo di silicio e nitruro di gallio
L'applicazione di nuovi materiali a semiconduttore come carburo di silicio (SIC) e nitruro di gallio (GAN) ha notevolmente migliorato le prestazioni degli inverter collegati alla griglia. Rispetto ai tradizionali dispositivi a base di silicio, i dispositivi SIC e GAN hanno una maggiore resistenza al campo elettrico di rottura, una maggiore conduttività termica e una minore resistenza. Gli inverter collegati alla griglia che utilizzano dispositivi SIC possono ridurre le perdite di commutazione del 30% -50% e la frequenza operativa può essere aumentata a decine di KHz o anche più in alto, il che riduce significativamente le dimensioni e il peso dell'inverter e migliora la densità di potenza.
In un certo progetto di energia eolica offshore, un inverter collegato alla griglia che utilizza i dispositivi SIC ha raggiunto la stessa potenza, con un volume solo il 60% degli inverter tradizionali e una riduzione del peso del 40%, rendendo più facile l'installazione e la manutenzione offshore. Allo stesso tempo, a causa delle eccellenti prestazioni dei dispositivi SIC e GAN, l'efficienza di conversione di potenza degli inverter collegati alla rete è stata significativamente migliorata, con alcuni prodotti che hanno un'efficienza superiore al 99%, riducendo efficacemente i costi di generazione di energia e migliorando la competitività della generazione di energia rinnovabile nel mercato. Inoltre, questi nuovi dispositivi possono anche funzionare stabilmente in ambienti difficili come l'alta temperatura e l'alta tensione, espandendo gli scenari di applicazione degli inverter collegati alla griglia.
La tecnologia IoT abilita l'interconnessione del dispositivo e la gestione remota
L'integrazione della tecnologia Internet of Things (IoT) consente agli inverter collegati alla griglia di avere la capacità di interconnessione del dispositivo e gestione remota. Distribuendo sensori e moduli di comunicazione su inverter collegati a griglia, lo stato operativo del dispositivo, i dati in tempo reale e altre informazioni possono essere caricati sulla piattaforma cloud. Il personale delle operazioni può monitorare a distanza i parametri di lavoro degli inverter, come tensione di uscita, corrente, potenza, temperatura, ecc.
Nei progetti energetici distribuiti, un gran numero di inverter a griglia decentralizzati sono collegati nel suo insieme attraverso la tecnologia Internet of Things e gli operatori energetici possono utilizzare la piattaforma di gestione per condurre spedizioni centralizzate e controllo ottimale di tutti gli inverter. Ad esempio, quando il lato della griglia ha bisogno di una rasatura di picco, la piattaforma può analizzare rapidamente lo stato di ciascun inverter, allocare le attività di regolazione ragionevolmente e consentire ai sistemi energetici distribuiti di partecipare meglio ai servizi ausiliari della griglia. Allo stesso tempo, la tecnologia IoT supporta anche l'interazione tra utenti e inverter collegati a griglia. Gli utenti possono controllare le strategie di ricarica e scarico degli inverter attraverso le operazioni di telefonia mobile in base alle informazioni sui prezzi di elettricità in tempo reale, ottimizzare i costi energetici e migliorare l'economia e la flessibilità del consumo di energia.