Shamol va quyoshning yangi energiyasining kirib borishi va an'anaviy sinxron bloklarning uzluksiz ishdan chiqishi bilan energiya tizimlari yangi bosqichga o'tmoqda.past-inertsiya davri. Fotovoltaik va energiyani saqlash uchun quvvatni konvertatsiya qilish tizimlari (PCS) invertorga{1}}asoslangan quvvat elektron qurilmalari sifatida aylanadigan rotorlarga ega emas va tabiiy aylanish inertsiyasiga ega emas. Elektr tarmog'idagi buzilishlar sodir bo'lgandan so'ng, Chastotaning o'zgarish tezligi (RoCoF) keskin oshib, kaskadli nosozliklar va yirik-tarmoqlardan tashqari- hodisalarni osonlikcha ishga tushiradi.
ning asosiy texnologiyalaridan biriGrid{0}}Shakllanish (GFM) PCShisoblanadiSintetikSinxron generator (VSG) algoritmi. U dasturiy ta'minotdagi sinxron generatorlarning rotor harakati tenglamasini hal qiladi va kod orqali sintetik aylanish inertsiyasini tuzadi, bu esa statik quvvatli elektron qurilmalarga an'anaviy bug 'yoki gidroelektr ishlab chiqaruvchi qurilmalarga o'xshash inertsiyani qo'llab-quvvatlash imkonini beradi. Bu, shuningdek, zaif tarmoq stsenariylarida energiya saqlashning barqaror ishlashi uchun kalitdir.
I. VSG ning asosiy printsipiSintetik inersiya
An'anaviy sinxron generatorlar massiv rotorlarda saqlanadigan kinetik energiyaga tayanadi. Tarmoq chastotasi pasayganda, rotorlar tez chastota o'zgarishiga to'sqinlik qilish uchun kinetik energiya chiqaradi; chastota ko'tarilganda, ular chastota ko'tarilishini cheklash uchun ortiqcha quvvatni o'zlashtiradi va asosan jismoniy volan effektini hosil qiladi.
VSG mexanik komponentlarga bog'liq emas. Buning o'rniga, u PCS kontrolleri ichidagi rotor harakati tenglamasini hal qiladi:
J: Sintetikinersiya momenti(dastur parametrlari bo'yicha sozlangan)
Pₘ: Sintetik mexanik quvvat ma'lumotnomasi
Pₑ: PCS ning haqiqiy elektromagnit quvvat chiqishi
D: Sintetik damping koeffitsienti
ω: PCS ning ichki sintetik burchak tezligi
ōg: o'lchangan panjara burchak tezligi
Elektr tarmog'ida quvvat etishmovchiligi yuzaga kelganda va tarmoqning burchak tezligi ōg kamayganda, tenglamada muvozanatsiz quvvat atamasi paydo bo'ladi. Tekshirish moslamasi energiya saqlash batareyasidan darhol elektr energiyasini oladi va qo'shimcha inertsiya quvvatini chiqaradiChastotaning o'zgarish tezligini cheklash (RoCoF)va chastota tushishini sekinlashtiradi. Aksincha, ortiqcha quvvat va chastota ko'tarilgan taqdirda, PCS chastotaning tez o'sishini bostirish uchun ortiqcha quvvatni o'zlashtiradi.
II. Oddiy VSG tahliliSintetik inersiyaKod (MATLAB misoli)
Quyida Sintetik inertsiyani boshqarish uchun odatiy dastur kodi keltirilgan:
|
matlab |
Sintetik inersiya vaqti konstantasini aniqlang Tᵥᵢᵣₜ , odatda 2~8 s gacha, inertsiya tayanchining kuchini ifodalaydi;
Nominal chastotadan asosiy burchak chastotasini hisoblang ōbₐₛₑ, so'ngra Sintetik inersiya momentini oling Jᵥᵢᵣₜ ;
Ikki ketma-ket vaqt belgilarida tarmoq chastotasini oling va burchak chastotasini o'zgartirish tezligini dō/dt hisoblang (RoCoF ga to'g'ri keladi);
Jᵥᵢᵣₜ va burchak chastotasining o'zgarish tezligidan foydalanib qo'shimcha inersiya kuchini Pᵢₙₑᵣₜᵢₐ hisoblang;
Yakuniy PCS chiqish quvvati buyrug'ini Pᵣₑfₜₒₜₐₗ olish uchun Pᵣₑf quvvat manbasiga inersiya kuchini qo'ying.
|
Asosiy nuqta:Inertsiya quvvatining javob tezligi PCS apparatining kommutatsiya chastotasi bilan belgilanadi. An'anaviy kremniy IGBT{1}}asosidagi shaxsiy kompyuterlar faqat 3~5 kHz kommutatsiya chastotasiga erishadi, boshqaruv kechikishi yuzlab mikrosekundgacha va Sintetik inertsiyada fazaning aniq kechikishi bilan. Bundan farqli o'laroq, SiC modullarini o'zlashtirgan GFM PCS o'tish chastotasini 100 kHz darajasiga oshiradi va nazorat kechikishini o'nlab mikrosekundlargacha siqib chiqaradi. Uning inertsiya reaktsiyasi haqiqiy sinxron generatorlarga yaxshiroq mos keladi va zaif tarmoqlarda barqarorlik sezilarli darajada yaxshilanadi. |
III. VSG o'rtasidagi asosiy farqlarSintetik inersiyava Grid{0}}Kuzatuv (GFL)
|
Turi |
Asosiy xususiyatlar |
Inertsiya qobiliyati |
Amaldagi stsenariylar |
|
Grid{0}}Keyingi (GFL) PCS |
Boshqariladigan oqim manbai, tarmoq kuchlanish fazasini kuzatish uchun PLL ga tayanadi |
Mahalliy inertsiya yo'q; faqat cheklangan yordamchi Sintetik inertiya, nosozliklar ostida o'zgarishlar blokirovkasini yo'qotishga moyil |
Strong power grid, high Short-Circuit Ratio (SCR) >3 |
|
Grid-VSG PCS shakllantirish |
Boshqariladigan kuchlanish manbai avtonom ravishda kuchlanish/chastota mos yozuvini o'rnatadi |
Native Sintetik inertiya + damping, mustaqil ravishda chastotani qo'llab-quvvatlaydi, qora boshlashga qodir |
Zaif tarmoq SCR<3, high-renewable-energy bases, islanded microgrids |
Tarmoqli{0}}konvertorlar uchun asos shundan iboratki, tarmoqning o'zi qattiq kuchlanish manbai vazifasini bajaradi. Katta chiziq empedansi bo'lgan zaif tarmoqlarda umumiy ulanish nuqtasida (PCC) kuchlanish osongina siljiydi, faza{2}}bloklangan halqa barqarorlikni yo'qotishga moyil bo'ladi va qo'shimcha sintetik inertsiya ta'siri sezilarli darajada zaiflashadi.
GFM VSG PCS endi tashqi qattiq tarmoqqa bog'liq emas va o'zi kuchlanish langari bo'lib xizmat qiladi. Qisqa{1}}to'lqinlar tarmog'i qisqa tutashuv nisbati (SCR) 1,5 yoki undan pastroqqa tushganda ham, u barqaror Sintetik inertsiyani chiqarishi va tizim tebranishini bostirishi mumkin.
IV. Muhandislikni amalga oshirish uchun dizayn masalalari
SozlashSintetik inersiyaParametrlar
Tᵥᵢᵣₜ kattaroq bo'lsa yaxshi emas. Haddan tashqari katta Jᵥᵢᵣₜ past-chastotali tebranishlarni keltirib chiqaradi; haddan tashqari kichik qiymat etarli darajada inertsiyani qo'llab-quvvatlamaydi va RoCoFni ushlab turolmaydi. Muhandislik amaliyotida,moslashuvchan o'zgaruvchan inertsiyaodatda qabul qilinadi: oshirishJtez chastota tebranishlari paytida va kamaytirishJbarqarorlik va dinamik javobni muvozanatlash uchun barqaror{0}}holat sharoitida.
Energiyani saqlash imkoniyatlarini cheklash
Sintetik inertiya uchun barcha energiya energiya saqlash batareyasidan olinadi. Qisqa{1}}muddatli inertsiya quvvati zaryadlash va zaryadsizlanishni ishga tushiradi. Loyihalash jarayonida tez-tez inertsiya reaktsiyasi natijasida yuzaga keladigan -cheklangan{4}}himoya harakatlarining oldini olish uchun batareya quvvati va Zaryadlanish holati (SOC) diapazonini tekshirish kerak.
Uskuna tarmoqli kengligi bo'g'ozi
VSG Sintetik inertiya algoritmi qanchalik yaxshi ishlab chiqilgan bo'lmasin, u quvvat qurilmalarini almashtirish tezligi bilan cheklangan. Past kommutatsiya chastotasi tomonidan kiritilgan boshqaruv kechikishi inertsiya ish faoliyatini zaiflashtiradi va hatto subsinxron tebranishlarni keltirib chiqarishi mumkin. Yuqori{2}}o'tkazuvchanlik kengligi SiC quvvat modullari yuqori samarali GFM PCS-apparat asosini tashkil qiladi.
V. Sanoat qiymatining qisqacha mazmuni
Butun dunyo boʻylab tarmoq kodlari (ENTSO-E NC RfG 2.0, UK GC0137, Xitoyning Elektrokimyoviy energiya saqlash stansiyasini loyihalash kodeksi) tarmoqni shakllantirish qobiliyatini ixtiyoriy funksiyadan tarmoqni majburiy ulash chegarasiga-asta-sekin yangiladi.
VSG Sintetik inertiya asosandasturiy ta'minot algoritmlari va yuqori{0}}elektron qurilmalar orqali energiyani saqlash kompyuterlarida sinxron generatorlarning rotor inertsiyasini takrorlaydi. Keng miqyosda shamol va quyosh tarmoqlari integratsiyasiga ega yangi-tipdagi energiya tizimida{2}}shamol va quyosh energiyasi tarmoqlari integratsiyalashgan holda, ShKS hosil qiluvchi tarmoqning sintetik inertsiyasi-tarmoq chastotasi barqarorligini saqlash va yangi energiya bazalarining tarmoq-ulanish xavfsizligini kafolatlashning asosiy texnologiyasiga aylanmoqda.
