Автоматика СЭС (солнечной электростанции)

Солнечная электростанция (СЭС) по архитектуре близка к ВЭС, но без вращающихся частей. Фотовольтаические панели группируются в стринги, подключённые к стринговым или центральным инверторам, которые преобразуют постоянный ток в переменный 400 В / 35 кВ. Автоматика управляет инверторами, трекерами (если установлены), парковой компенсацией и диспетчерскими командами.

Главная функция инвертора — алгоритм MPPT (maximum power point tracking). Солнечная панель имеет нелинейную вольт-амперную характеристику с единственной точкой максимальной мощности, которая смещается при изменении освещённости и температуры. MPPT-контроллер постоянно «качает» рабочую точку (perturb and observe или incremental conductance), поддерживая оптимум с частотой обновления 10-100 Гц. При частичном затенении панели (облако, деревья) алгоритм должен находить глобальный максимум, а не локальный — это отдельная задача для сложных MPPT.

Трекеры — поворотные опоры панелей. Одноосевые (горизонтальная ось север-юг, вращение восток-запад) дают прибавку 15-25% к годовой выработке, двухосевые — до 35%, но стоят дороже и требуют обслуживания. Автоматика трекера работает по эфемеридам (расчёт положения солнца по времени и координатам), а не по датчикам света — так точнее при облачности. На морозе смазка приводов замерзает, поэтому зимой трекеры часто паркуются в нулевое положение.

Парковый контроллер управляет станцией как единым объектом: регулирует выдачу активной мощности по графику сетевого оператора (curtailment при переизбытке генерации в полдень), поддерживает заданный cos φ, участвует в регулировании частоты. При работе с большой долей СЭС в сети критично управление реактивной мощностью — инверторы могут выдавать и потреблять Q в диапазоне ±0,33 от номинала. Диспетчеризация обычно по МЭК 60870-5-104 к ЦДП, внутри станции — Modbus TCP или IEC 61850. В России крупнейшие СЭС в Оренбургской области, Астраханской, Калмыкии.