Trong hệ thống điện độc lập có thể phân chia thành nhiều cấp điều khiển, các nguồn phát có vai trò khác nhau trong hệ thống sẽ phải đáp ứng các yêu cầu về điều khiển khác nhau. Đối với nguồn phát năng lượng mặt trời - Diezen có tích hợp thiết bị kho điện:
- Nguồn phát Diezen đóng vai trò thiết lập lưới cơ sở.
- Hệ phát điện năng lượng mặt trời được điều khiển cấp năng lượng lên lưới. - Kho điện đóng vai trò là một thiết bị phụ trợ thực hiện chức năng ổn định ngắn hạn công suất đầu ra của hệ phát điện năng lượng mặt trời tránh lây lan các biến động công suất có thể dẫn tới nguy cơ mất ổn định hệ thống.
Thiết bị kho điện được đặc trưng bởi hai yếu tố: Dung lượng thiết kế và cấu trúc điều khiển hệ thống biến đổi năng lượng. Hệ thống biến đổi năng lượng biến đổi dạng năng lượng tích trữ thành điện năng phù hợp với phương án tích hợp kho điện (phân tán hay tập trung) và phụ thuộc cấu trúc của nguồn phát năng lượng mặt trời - Diezen (xoay chiều - tập trung hay một chiều - tập trung) sẽ dẫn tới những yêu cầu về điều khiển khác nhau.
- Phương án bù tập trung, dung lượng kho điện đòi hỏi lớn, tỷ lệ với dung lượng của toàn hệ thống điện. Vấn đề điều khiển kho điện bù tập trung
sẽ dựa trên thông tin về các đại lượng và thông số của lưới điện với những ràng buộc chặt chẽ của vấn đề điều độ - điều khiển cấp hệ thống.
- Phương án bù phân tán, thiết bị kho điện chỉ hỗ trợ các hệ thống phát điện pin năng lượng mặt trời riêng lẻ, sử dụng thông tin về công suất đầu ra của từng hệ thống phát điện độc lập để thực hiện chức năng cấp năng lượng lên lưới nhằm ổn định ngắn hạn công suất đầu ra.
Trong thực tế, những khu vực như hải đảo, vùng núi xa xôi hẻo lánh,… phụ tải hầu hết là dạng xoay chiều nên luận văn sẽ chỉ tập trung vào nguồn phát lai năng lượng mặt trời - Diezen sử dụng bus xoay chiều tập trung.
Thiết bị kho điện lúc này đóng vai trò là một hệ thống phụ trợ, một chức năng mở rộng của hệ thống phát điện năng lượng mặt trời. Kho điện được điều khiển nạp/xả một cách hợp lý để hỗ trợ ổn định công suất đầu ra của hệ thống phát điện độc lập, bản thân hệ thống phát điện độc lập lại hoạt động tuân theo những quy định của nhà quản trị hệ thống điện.
Điều khiển quá trình trao đổi năng lượng giữa kho điện với lưới bản chất là quá trình điều khiển các bộ biến đổi điện tử công suất một chiều - một chiều (DC- DC) và một chiều - xoay chiều (DC-AC). Theo các phương án sau:
- Phương pháp điều khiển hai chế độ độc lập: Hai chiều trao đổi công suất ứng với hai chế độ nạp/xả của kho điện được điều khiển riêng biệt bởi hai cấu trúc điều khiển. Điểm hạn chế của phương pháp điều khiển hai chế độ độc lập là luôn đòi hỏi một khóa chuyển chế độ. Điều này không những làm suy giảm chất lượng động học mà còn tiểm ẩn những nguy cơ gây mất ổn định hệ thống khi yêu cầu chuyển trạng thái nạp/xả xảy ra với tần số cao hoặc trạng thái nạp/xả không thực sự rõ ràng.
- Phương pháp điều khiển hợp nhất: Một cấu trúc điều khiển duy nhất
được sửdụng để điều khiển cho cả hai chế độ nạp/xả của kho điện.
So với phương pháp điều khiển hai chế độ độc lập, phương pháp điều khiển hợp nhất hai chế độ đem lại độ tin cậy về điều khiển cao hơn do số lượng các bộ điều khiển giảm đi, không tồn tại khóa chuyển giữa các cấu trúc điều khiển.