V sítích stále více ovládaných obnovitelnými zdroji se technologie tvorby sítě objevuje jako klíčový nástroj pro udržení stability a zajištění spolehlivého provozu energetického systému. V tomto rozhovoru pro ESS News Rui Sun, zástupce generálního ředitele Sungrow - Centrum síťových technologií, vysvětluje, jak tvorba sítě funguje, proč je důležitá a kde tato technologie již prokazuje svou hodnotu. Podrobně popisuje technické výzvy, regulační mezery a proč by se tvorba sítě mohla brzy stát novým průmyslovým standardem.

Jedním z důvodů, proč jsme začali tuto konverzaci, byl dokument, který Sungrow vydal o technologii formování sítě. Mohl byste nám vysvětlit, proč jste ho publikovali a co zahrnuje?

Samozřejmě. Zveřejnili jsme dokument, abychom sdíleli poznatky a technický pokrok, kterého jsme dosáhli v technologii tvorby sítě. Jak se stále více zdrojů na bázi měničů připojuje k energetickým systémům po celém světě, uvědomili jsme si potřebu poskytnout jasný přehled toho, co tvorba sítě skutečně zahrnuje – nejen jako koncept řízení, ale jako vrstvenou integraci hardwaru, softwaru a systémového inženýrství. Dokument zdůrazňuje, jak replikujeme základní chování synchronních generátorů, jako je setrvačnost a tlumení, při zachování flexibility silnoproudé elektroniky. Je to také snaha přispět k celoprůmyslovému porozumění a spolupráci.

Jak dlouho se vyvíjí grid-forming a jaká byla cesta pro Sungrow?

Koncept sahá jeden nebo dvě desetiletí zpět. Průmysl pracuje na jeho implementaci a různí výrobci mohou mít mírně odlišné přístupy. V Sungrow se naše cesta zaměřila na vybudování solidního technologického základu, který spojuje fyziku tradiční výroby s výhodami moderních střídačových systémů. To zahrnuje vše od frekvenční odezvy a podpory zkratu až po tepelné řízení a vícevrstvé řídicí architektury. Naším cílem vždy bylo přinést stabilitu, škálovatelnost a interoperabilitu do složitých energetických systémů – na síti i mimo ni.

Když mluvíme o ostrovním systému, řekli byste, že právě tam se tato technologie poprvé uchytila?

Ano, to je správně. Mnoho raných implementací bylo v ostrovních nebo izolovaných systémech – prostředí, kde udržování stability napětí a frekvence bez centrální sítě je obzvláště náročné. Ale nyní vidíme, že stejné potřeby rostou v připojených k síti prostředích, zejména jak se zvyšuje podíl obnovitelných zdrojů a konvenční synchronní stroje jsou vyřazovány.

Jak se porovnávají síťotvorné měniče se synchronními generátory, pokud jde o reálnou odezvu na poruchy?

Funkčně se snaží síťotvorné měniče replikovat chování napěťového zdroje synchronních strojů. Poskytují odpověď podobnou setrvačnosti, regulaci frekvence, řízení napětí a dokonce i schopnost překonat poruchy. Rozdíl spočívá v hardwaru: synchronní generátory jsou elektromechanické, zatímco měniče jsou založeny na softwaru. To znamená, že musíme pečlivě navrhovat řídicí strategie – a někdy vylepšovat hardware – abychom dosáhli podobných odpovědí. Například jsme vyvinuli efektivnější chladicí systémy a schémata vyvažování článků, abychom zvládli časté cyklování, které síťotvorný provoz zahrnuje.

Jak se náklady porovnávají se synchronními generátory, zejména s ohledem na provoz a údržbu?

Synchronní stroje mají vysokou údržbu kvůli pohyblivým částem a hnacímu zařízení. Naše měničové systémy – pro fotovoltaická i úložná pole – jsou modulární, nemají pohyblivé části a je snadnější je monitorovat a upgradovat. Schopnost přeprogramovat funkce prostřednictvím aktualizací firmware je velkou výhodou. V dlouhodobém horizontu nabízejí grid-forming měniče nákladově efektivnější a flexibilnější řešení, zejména když se požadavky mění.

Jaké jsou současné překážky pro širší přijetí – technické, regulační nebo ekonomické?

Všechny tři, do určité míry. Technicky je složitější implementovat a škálovat systémy formující síť. Regulační prostředí je fragmentované, i když se to zlepšuje. Ekonomická stránka je méně problémem. Měniče formující síť nabízejí dlouhodobou hodnotu prostřednictvím nižší údržby, vyšší flexibility a možnosti aktualizace firmwaru. Mezitím výrobci usilují o snížení nákladů technologie díky větší zralosti. Jedna z největších výzev je provozní zkušenost – to je stále relativně nová technologie a potřebujeme více času a dat k vybudování důvěry napříč průmyslem.

Jak se liší regulační požadavky napříč trhy pro technologii formování sítě?

Varyjí se docela dost. Čína například vydala předpisy týkající se frekvenční odezvy a chování při zkratu. Německo bude vyžadovat služby setrvačnosti od roku 2026. Britský síťový kodex obsahuje konkrétní ustanovení pro výkon tvorby sítě. Austrálie je v mnoha ohledech napřed, s podrobnými směrnicemi pro výkon a testovacím rámcem. Severní Amerika dohání, zejména ve státech jako Texas. I když se požadavky liší, vidíme společné prvky – stabilita frekvence a napětí, řízení harmonických a schopnost přestát poruchy za podmínek slabé sítě. Proto navrhujeme naše systémy s flexibilní, ale robustní kontrolní vrstvou, která může být přizpůsobena pro různé trhy.

Existují výzvy při nasazování technologie formování sítě ve velkém měřítku?

Ano, zejména v paralelním provozu. Každý měnič funguje jako nezávislý zdroj napětí, takže koordinace bez nestability je složitá. Toto řešíme pomocí pokročilých technik virtuální impedance a synchronizace pro řízení elektrické vzdálenosti a sdílení zátěže. Také systémy založené na měničích musí splňovat požadavky na zkrat a přetížení – oblasti, kde tradiční generátory byly považovány za výhodu díky své mechanické hmotě. Vyvinuli jsme robustní hardware, abychom tyto výzvy překonali, a prokázali jsme to ve velkých instalacích. Nakonec je to spravedlivá hra pro různé formy výroby.

Očekáváte, že technologie formování sítě nahradí zcela technologie sledující síť, nebo existuje optimální mix?

To je skvělá otázka. V současnosti technologie grid-forming rychle získává na oblibě, protože potřebujeme větší stabilitu sítě. Jak jsme viděli při incidentech, jako byl výpadek v Španělsku, mít více zdrojů grid-forming online by mohlo pomoci zmírnit dopad. Zatímco někteří argumentují pro hybridní přístup, věříme, že grid-forming se stane výchozím pro nové projekty – zejména jak se provozovatelé systémů posouvají k přísnějším požadavkům. Ekonomicky to stále přichází s prémií, ale funkčnost a odolnost vůči budoucnosti ospravedlňují investici. Postupem času se mix může posunout k dominanci grid-forming.

Mohl byste zdůraznit jeden z vašich hlavních projektů využívajících technologii formování sítě?

Absolutně. Skvělým příkladem je mikrosíť resortu Amaala v Saúdské Arábii. Jedná se o složitý izolovaný systém kombinující fotovoltaiku, bateriové úložiště a dokonce i záložní generátory. Dodali jsme 125 MW fotovoltaických měničů a 160 MW/760 MWh skladování energie pro tento projekt. Funguje zcela mimo síť, což znamená, že požadavky na stabilitu systému jsou velmi vysoké. Technologie tvorby sítě řídí frekvenci, napětí a sdílení výkonu mezi více zdroji. Je to ukázka toho, jak inteligentní řízení může umožnit spolehlivou a udržitelnou energii ve vzdálených prostředích.

Chcete sdílet ještě něco dalšího jako hlavní myšlenku?

Formování sítě již není experimentální – je zde a funguje. Nasadili jsme ho na několika kontinentech, včetně náročných prostředí. Odvětví se pohybuje směrem k chytřejším a stabilnějším systémům, a technologie formování sítě jsou klíčovou součástí tohoto přechodu. Vítáme spolupráci s regulátory, vývojáři, operátory a akademickou obcí, abychom tuto technologii dále rozvíjeli.

Zdroj: pv magazine ESS News