Biến tần song song với máy phát điện: Giải pháp PV + Diesel cho khu vực điện lưới yếu

Tổng quan

Biến tần song song với máy phát điện là giải pháp phù hợp cho khu vực không có điện lưới, điện lưới yếu hoặc thường xuyên mất điện. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào máy phát diesel, doanh nghiệp có thể kết hợp hệ thống điện mặt trời PV với máy phát để giảm nhiên liệu, giảm chi phí vận hành và duy trì nguồn điện ổn định.

Trong các dự án thương mại và công nghiệp, còn gọi là C&I, nhu cầu điện thường lớn và biến động theo tải. Nếu chỉ dùng máy phát diesel, chi phí nhiên liệu, bảo trì và hao mòn thiết bị sẽ tăng theo thời gian. Khi tích hợp biến tần PV vận hành song song với máy phát, hệ thống có thể ưu tiên dùng năng lượng mặt trời, chỉ dùng máy phát khi cần bù công suất hoặc khi bức xạ mặt trời giảm.

Solis hiện cung cấp giải pháp cho các dự án PV C&I hoạt động song song với máy phát diesel, phù hợp với nhiều quy mô từ vài chục kW đến hàng nghìn kW.

Vì sao nên vận hành biến tần song song với máy phát điện?

Việc kết hợp điện mặt trời và máy phát diesel không chỉ giúp tiết kiệm nhiên liệu. Quan trọng hơn, hệ thống giúp tối ưu nguồn điện, giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và tăng độ ổn định cho tải tiêu thụ.

1. Giảm chi phí nhiên liệu

Khi hệ thống điện mặt trời tạo ra điện, biến tần sẽ cấp điện trực tiếp cho tải. Máy phát diesel không cần hoạt động ở mức công suất cao liên tục.

Điều này giúp:

• Giảm lượng dầu diesel tiêu thụ.
• Giảm chi phí vận hành hằng tháng.
• Giảm số giờ chạy tải nặng của máy phát.
• Kéo dài tuổi thọ máy phát điện.

Đối với nhà xưởng, trang trại, khu nghỉ dưỡng, trạm viễn thông hoặc công trình xa lưới, khoản tiết kiệm nhiên liệu có thể tạo khác biệt lớn trong tổng chi phí năng lượng.

2. Tăng hiệu quả sử dụng năng lượng mặt trời

Biến tần giúp quản lý dòng điện từ hệ thống PV. Khi kết hợp với đồng hồ đo năng lượng và chế độ điều khiển phù hợp, hệ thống có thể điều tiết công suất đầu ra theo nhu cầu thực tế.

Năng lượng mặt trời được ưu tiên dùng cho tải. Máy phát chỉ đóng vai trò bổ sung khi công suất PV không đủ hoặc khi tải tăng cao.

3. Hạn chế phát ngược về máy phát

Một rủi ro lớn khi kết hợp PV với máy phát diesel là dòng điện phát ngược vào máy phát. Điều này có thể gây mất ổn định, báo lỗi hoặc ảnh hưởng đến thiết bị.

Giải pháp của Solis sử dụng cơ chế kiểm soát công suất xuất thông qua EPM, đồng hồ đo năng lượng và cấu hình master-slave. Biến tần chủ sẽ điều phối các biến tần còn lại, giúp hạn chế phát ngược về phía máy phát.

4. Duy trì nguồn điện ổn định

Sản lượng điện mặt trời thay đổi theo thời tiết. Khi trời nhiều mây, công suất PV có thể giảm nhanh. Máy phát diesel sẽ bù công suất để tải vẫn có điện ổn định.

Sự phối hợp này giúp hệ thống phù hợp với các khu vực cần cấp điện liên tục như:

• Nhà máy sản xuất.
• Kho lạnh.
• Trang trại.
• Khu du lịch.
• Công trình xây dựng.
• Hệ thống bơm nước.
• Trạm viễn thông.
• Khu vực đảo hoặc vùng sâu.

Hai mô hình vận hành phổ biến

Tùy điều kiện thực tế, hệ thống biến tần song song với máy phát điện thường gặp hai mô hình chính: không có điện lưới và có điện lưới kèm ATS.

Mô hình 1: Khu vực không có điện lưới

Ở khu vực off-grid, hệ thống không kết nối với điện lưới quốc gia. Máy phát diesel và hệ thống PV sẽ cùng cấp điện cho tải.

Trong mô hình này:

• Nhiều biến tần được kết nối với nhau bằng cáp RS485.
• Kết nối sử dụng dạng chuỗi, còn gọi là daisy-chain.
• Một biến tần được đặt làm thiết bị chủ.
• Các biến tần còn lại hoạt động như thiết bị phụ.
• Biến tần chủ kiểm soát công suất đầu ra của toàn hệ thống.
• Hệ thống hạn chế năng lượng dư phát ngược về máy phát.

Cách vận hành này phù hợp với công trình xa lưới, trang trại, đảo, khu khai thác, trạm kỹ thuật hoặc khu vực chưa có hạ tầng điện ổn định.

Mô hình 2: Có điện lưới và sử dụng ATS

Trong nhiều công trình, điện lưới vẫn có sẵn nhưng không ổn định. Khi mất điện, hệ thống dùng ATS, tức công tắc chuyển nguồn tự động, để chuyển từ điện lưới sang máy phát diesel.

Trong mô hình này:

• Khi máy phát khởi động, adapter 220VAC/5VDC gửi tín hiệu đến biến tần chủ.
• Biến tần nhận biết hệ thống đang dùng nguồn máy phát.
• Biến tần chủ điều phối công suất của các biến tần phụ.
• Hệ thống giới hạn công suất xuất để tránh phát ngược vào máy phát.
• Khi điện lưới trở lại, ATS chuyển nguồn theo cấu hình của hệ thống.

Mô hình này phù hợp với nhà máy, khách sạn, trung tâm logistics, tòa nhà thương mại và cơ sở sản xuất cần nguồn điện dự phòng.

Các thành phần chính trong hệ thống PV + Diesel

Một hệ thống biến tần song song với máy phát điện thường gồm các thành phần sau:

Thành phần	Vai trò
Tấm pin mặt trời	Tạo điện DC từ ánh sáng mặt trời
Biến tần PV	Chuyển điện DC thành AC để cấp cho tải
Máy phát diesel	Cấp điện khi PV thiếu công suất hoặc khi mất điện lưới
Đồng hồ đo năng lượng ADL400	Đo công suất và hỗ trợ kiểm soát dòng điện
Cáp RS485	Kết nối truyền thông giữa các biến tần
ATS	Tự động chuyển đổi giữa điện lưới và máy phát
Adapter 220VAC/5VDC	Gửi tín hiệu trạng thái máy phát đến biến tần chủ

Kết nối đồng hồ đo năng lượng

Đồng hồ đo năng lượng là thành phần quan trọng trong hệ thống. Thiết bị này giúp biến tần biết dòng công suất đang đi theo hướng nào và điều chỉnh đầu ra theo thời gian thực.

Trong cấu hình Solis, mẫu đồng hồ được khuyến nghị là ADL400. Đồng hồ cần kết nối với biến tần chủ để hệ thống đo lường và kiểm soát công suất chính xác.

Khi lắp đặt, cần chú ý:

• Đấu đúng chiều CT hoặc dây đo.
• Kết nối đồng hồ với biến tần chủ.
• Kiểm tra thông số truyền thông.
• Đảm bảo dữ liệu công suất hiển thị đúng chiều nhập và xuất.
• Chạy thử hệ thống trước khi đưa vào vận hành chính thức.

Kết nối RS485 giữa các biến tần

Các biến tần cần giao tiếp với nhau để đồng bộ dữ liệu và điều khiển công suất. Kết nối RS485 thường được dùng theo dạng chuỗi.

Có hai nhóm kết nối quan trọng:

Kết nối song song để giám sát

Tất cả biến tần được nối chuỗi bằng RS485. Kết nối này giúp hệ thống trao đổi dữ liệu theo thời gian thực, phục vụ giám sát toàn bộ cụm biến tần.

Kết nối cho chế độ master-slave

Một đường RS485 chuyên dụng được dùng cho giao tiếp giữa biến tần chủ và biến tần phụ.

Trong đó:

• Biến tần chủ điều phối toàn hệ thống.
• Biến tần phụ nhận lệnh và điều chỉnh theo biến tần chủ.
• Tổng cộng cần ba cáp RS485 để đảm bảo truyền thông ổn định.

Kết nối adapter

Nếu hệ thống được cài đặt công tắc chuyển đổi tự động (ATS):

• Cần tích hợp adapter 220VAC/5VDC.
• Adapter cung cấp tín hiệu 5VDC cho biến tần chủ khi máy phát điện khởi động.
• Tín hiệu này giúp hệ thống biến tần điều chỉnh hoạt động phù hợp và ngăn chặn dòng điện ngược chảy vào máy phát điện.

Cấu hình biến tần cho hệ thống không có điện lưới

Với hệ thống off-grid, biến tần cần được cài đặt đúng chế độ để vận hành an toàn với máy phát diesel.

Để cấu hình biến tần cho chế độ off-grid, hãy làm theo các bước sau:

1. Kích hoạt EPM:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → EPM Switch →ON

2. Thiết lập chế độ EPM:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → EPM-Mode → Wri_SYS →3P_4W → Minimum

3. Cấu hình chế độ hoạt động:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → EPM-Mode → Mode Set →GEN

4. Thiết lập loại đồng hồ đo:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → EPM-Mode → Met Set →ADL400

5. Điều chỉnh công suất xuất:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → Export Power →GEN MinP

(Giá trị khuyến nghị: 30% công suất định mức của máy phát điện)

6. Thiết lập ID của biến tần:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → Integrated EPM ID Setting →1-10

(Biến tần có địa chỉ “1” sẽ được tự động nhận dạng là biến tần chủ)

 

Tình huống 2: Có điện lưới và sử dụng ATS

Hãy làm theo các bước sau để thiết lập biến tần:

 

1. Kích hoạt EPM:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → EPM Switch →ON

2. Thiết lập chế độ EPM:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → EPM-Mode → Wri_SYS →3P_4W → Unbalanced/Minimum

3. Cấu hình chế độ hoạt động:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → EPM-Mode → Mode Set →Auto

4. Thiết lập loại đồng hồ đo:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → EPM-Mode → Met Set →ADL400

5. Điều chỉnh công suất xuất:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → Export Power →Grid Exp P

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → Export Power →GEN MinP

(Giá trị khuyến nghị: 30% công suất định mức của máy phát điện)

6. Thiết lập ID của biến tần:

• Advanced Setting → EPM Setting → Integrated EPM Set → Integrated EPM ID Setting →1-10

(Biến tần có địa chỉ “1” sẽ được tự động nhận dạng là biến tần chủ)

Lưu ý: Nếu bạn quan tâm đến giải pháp này hoặc có bất kỳ câu hỏi nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email: info@sunnysolar.vn

Lưu ý khi thiết kế hệ thống PV + máy phát diesel

Để hệ thống hoạt động ổn định, không nên chỉ dựa vào cấu hình phần mềm. Cần kiểm tra cả thiết kế điện, tải tiêu thụ và khả năng đáp ứng của máy phát.

Một số điểm cần lưu ý:

• Tính đúng công suất tải ban ngày và ban đêm.
• Kiểm tra tải khởi động lớn như motor, bơm, máy nén.
• Không để công suất PV vượt quá khả năng điều tiết của hệ thống.
• Cài đặt giới hạn phát phù hợp với máy phát.
• Kiểm tra chiều đo của đồng hồ năng lượng.
• Kiểm tra truyền thông RS485 trước khi vận hành.
• Đảm bảo ATS hoạt động đúng logic chuyển nguồn.
• Chạy thử nhiều tình huống tải khác nhau.
• Có phương án bảo trì định kỳ cho máy phát và biến tần.

Lợi ích cho doanh nghiệp

Giải pháp biến tần song song với máy phát điện mang lại nhiều lợi ích thực tế cho doanh nghiệp:

Giảm chi phí vận hành

Điện mặt trời giúp giảm thời gian chạy tải cao của máy phát. Doanh nghiệp tiết kiệm nhiên liệu và giảm chi phí bảo trì.

Tăng tính ổn định của nguồn điện

PV và máy phát có thể hỗ trợ nhau. Khi công suất mặt trời giảm, máy phát bù công suất để tải vẫn vận hành.

Tối ưu đầu tư năng lượng

Doanh nghiệp không cần phụ thuộc hoàn toàn vào điện lưới hoặc máy phát. Hệ thống có thể dùng linh hoạt nhiều nguồn điện.

Phù hợp với mục tiêu giảm phát thải

Giảm nhiên liệu diesel cũng giúp giảm phát thải CO₂. Đây là điểm có giá trị với doanh nghiệp sản xuất, xuất khẩu hoặc theo đuổi tiêu chuẩn ESG.

Ai nên dùng giải pháp này?

Giải pháp PV + Diesel phù hợp với:

• Nhà máy ở khu vực điện yếu.
• Trang trại nông nghiệp công nghệ cao.
• Khu nghỉ dưỡng xa trung tâm.
• Trạm viễn thông.
• Kho lạnh.
• Công trình khai thác.
• Trạm bơm.
• Khu dân cư xa lưới.
• Doanh nghiệp muốn giảm chi phí dầu diesel.

Câu hỏi thường gặp

1. Biến tần có thể chạy song song trực tiếp với máy phát diesel không?

Có thể, nhưng cần cấu hình đúng. Hệ thống phải có cơ chế kiểm soát công suất, đồng hồ đo năng lượng và kết nối truyền thông phù hợp để hạn chế phát ngược về máy phát.

2. Vì sao cần đồng hồ ADL400?

Đồng hồ ADL400 giúp đo công suất và gửi dữ liệu về biến tần chủ. Nhờ đó, biến tần có thể điều chỉnh đầu ra theo trạng thái tải và nguồn điện.

3. Vì sao cần chế độ master-slave?

Khi hệ thống có nhiều biến tần, cần một biến tần chủ để điều phối. Các biến tần phụ sẽ hoạt động theo lệnh của biến tần chủ, giúp hệ thống ổn định hơn.

4. ATS có bắt buộc không?

ATS cần thiết khi hệ thống có cả điện lưới và máy phát. Thiết bị này giúp chuyển nguồn tự động khi mất điện lưới hoặc khi điện lưới phục hồi.

5. Có nên tự cấu hình hệ thống không?

Không nên tự cấu hình nếu chưa có kinh nghiệm. Hệ thống PV + máy phát diesel liên quan đến công suất lớn, truyền thông, bảo vệ thiết bị và an toàn điện. Nên để kỹ thuật viên có chuyên môn thực hiện.

Kết luận

Biến tần song song với máy phát điện là giải pháp hiệu quả cho khu vực điện lưới yếu, mất điện thường xuyên hoặc không có điện lưới. Khi kết hợp hệ thống điện mặt trời PV với máy phát diesel, doanh nghiệp có thể giảm nhiên liệu, tăng độ ổn định nguồn điện và tối ưu chi phí vận hành.

Với giải pháp Solis, hệ thống có thể dùng đồng hồ ADL400, kết nối RS485, chế độ master-slave, EPM và ATS để kiểm soát công suất an toàn. Đây là hướng phù hợp cho các dự án C&I cần nguồn điện ổn định, tiết kiệm và bền vững hơn.

CTA:
Bạn đang cần tư vấn hệ thống điện mặt trời kết hợp máy phát diesel cho nhà xưởng, trang trại hoặc khu vực điện yếu? Hãy liên hệ đội ngũ kỹ thuật SunnySolar để được khảo sát tải, tính công suất và đề xuất cấu hình phù hợp.
Hotline: 0357690717
Website: www.sunnysolar.vn