Þessi grein fjallar um innleiðingaraðferðir orkugeymslu Virtual Synchronous Generator (VSG) og mikilvægu stuðningshlutverki hans fyrir raforkukerfið. Með aukinni skarpskyggni dreifðra orkugjafa eins og raforkuframleiðslu, stendur stöðugleiki raforkukerfisins frammi fyrir áskorunum vegna tilviljunarkenndar og hlés.
VSG tækni gerir dreifðum aflgjafa kleift að sýna eiginleika sem líkjast hefðbundnum samstilltum rafalum þegar þeir eru tengdir við netið með því að líkja eftir vélrænni og ytri eiginleikum samstilltra rafala og auka þannig stöðugleika og áreiðanleika raforkukerfisins. Þessi grein kynnir fyrst innleiðingaraðferðir Energy Storage VSG frá hliðum stjórnunaraðferða og kerfisarkitektúrs. Síðan útskýrir það stuðningshlutverk Energy Storage VSG fyrir raforkukerfið hvað varðar tíðnistuðning, spennustuðning og endurbætur á stöðugleika raforkukerfisins. Að lokum voru umsóknarsviðsmyndir VSG tækni útskýrðar1.
1.Control stefnu fyrir Virtual Synchronous Generator
Kjarnahugmynd VSG-stýringar er að líkja eftir hreyfijöfnu snúnings og rafsegulfræðilegrar skammvinns jöfnu samstilltra rafalls með því að stjórna úttaksspennu og straumi invertersins. Grunnstýringarstefna þess inniheldur venjulega eftirfarandi hluta:
1.Power Angle jöfnu eftirlíking: Líkja eftir hreyfingar jöfnu snúnings samstilltur rafall til að koma á sambandinu milli úttaks virks afl og sýndar horntíðni.
2.Spennujöfnuuppgerð: Líktu eftir örvunarjöfnu samstilltra rafalls til að koma á tengslum milli úttaks hvarfkrafts og sýndar innri möguleika.
3.Aflútreikningur og síun: Til að reikna nákvæmlega út virkt og hvarfgjarnt afl frá inverterinu er nauðsynlegt að safna útgangsspennu og straumi og framkvæma samsvarandi síunarvinnslu til að útrýma áhrifum há-hávaða og truflana á neti.
4.Phase Locked Loop (PLL) skipti: Í VSG-stýringu er hefðbundin fasalæst lykkja venjulega ekki krafist. Sýndarhyrndartíðnin er reiknuð beint út af krafthornsjöfnunni, sem nær samstillingu við rafmagnsnetið. Þetta kemur í veg fyrir hugsanlegt læsingartap vandamál PLL við veikburða raforkukerfi2.
Í VSG-bundnu tvinnorkugeymslukerfi fyrir ljósvaka, fær VSG-stýring orkugeymslubreytisins venjulega aflleiðbeiningar frá EMS. EMS reiknar út viðmiðunargildi virks og hvarfgjarns afls sem orkugeymslukerfið þarf að veita út frá upplýsingum eins og ljósaflsúttak, álagsþörf, stöðu nets og orkugeymslu SOC. VSG stjórnandi orkugeymslubreytisins, byggt á þessum viðmiðunargildum og með því að líkja eftir eiginleikum samstilltra rafala, stjórnar framleiðsla invertersins til að ná nákvæmri aflstjórnun og tregðustuðningi fyrir raforkukerfið3.
Að auki, með hliðsjón af eiginleikum ljósnetstengingar, þarf einnig að huga að nokkrum sérstökum stjórnunaraðferðum:
Samræmd eftirlitsstefna: Hvernig á að samræma stjórnun á milli ljósvakara og orkugeymslubreyta til að ná sem bestum rekstri alls kerfisins. Til dæmis, þegar nettíðnin lækkar, veitir orkugeymslukerfið tregðustuðning með því að losa hratt virkt afl í gegnum VSG-stýringu, á meðan ljósvakakerfið getur lækkað MPPT-punktinn í meðallagi til að taka þátt í tíðnistjórnun.
Orkugeymslu SOC stjórnun: SOC orkugeymslurafhlöðu er lykilatriði sem hefur áhrif á -langtíma stöðugan rekstur kerfisins. SOC stjórnunaraðferðir þurfa að vera samþættar í VSG stjórn til að koma í veg fyrir ofhleðslu eða ofhleðslu rafhlöðunnar.
Veik aðlögunarhæfni nets: Við veikburða netskilyrði er viðnám netsins tiltölulega hátt og spennan og tíðnin eru líklegri til að sveiflast. VSG-stýring þarf að fínstilla fyrir veikburða ristareiginleika til að auka stöðugleikamörk kerfisins4.
2.System Architecture of Energy Storage VSG
Orkugeymslu VSG kerfisins - tengikerfi er aðallega samsett af ljósvökva, orkugeymslukerfum, inverterum og VSG stýrieiningum.
Photovoltaic Array: Það er ábyrgt fyrir því að breyta sólarorku í DC raforku, sem er orkugjafi kerfisins. Ljósvökvinn getur tileinkað sér hámarksaflstraumsstýringarstefnu (MPPT) til að hámarka útdrátt orku frá ljósvakakerfinu, eða tekið þátt í samræmdri stjórn kerfisins þegar kerfið þarfnast þess, sem veitir ákveðinn stuðning.
Orkugeymslukerfi: Venjulega eru rafhlöður eða ofur - þéttar notaðar. Í gegnum tvíátta DC - DC breytirinn er orkugeymsla og losun að veruleika til að bæla út sveiflur ljósafls og bæta stöðugleika kerfisins. Orkugeymslueiningin notar tvöfalda - lykkjustýringu byggða á tvíátta DC - DC breytinum. Ytri - lykkjastýringin notar spennu - jöfnunarstýringarstefnu til að viðhalda stöðugleika DC - strætóspennunnar í gegnum PI þrýstijafnara, með viðbragðstíma sem er Minna en eða jafnt og 5 ms. Innri - lykkjastýringin útfærir straumaftengingarstýringu til að fylgjast nákvæmlega með viðmiðunarstraumnum með því að nota ástandsendurgjöf, með núverandi gárastuðli sem nemur<1.5%.
Inverter: Það breytir DC raforku í AC raforku og gerir sér grein fyrir samstillingu og stjórnun við rafmagnsnetið í gegnum VSG stjórneininguna. Í orku - geymslu VSG kerfinu er VSG stjórninni venjulega beitt á orku - geymslubreytirinn eða samþætta breytirinn vegna þess að orku - geymslukerfið hefur getu tvíátta aflflæðis, sem hentar betur til að líkja eftir virku og hvarfgjarna aflsstýringu samstilltra rafala.
VSG Control Unit: Það er kjarninn í kerfinu. Með því að líkja eftir hreyfijöfnu snúnings og viðbragðs - spennustýringarjöfnu samstilltra rafala, gerir það sér grein fyrir stjórnun á tíðni og spennu raforkukerfisins. VSG stýrieiningin inniheldur einnig aflreiknings- og síunareiningu, sem safnar útgangsspennu og straumi og framkvæmir samsvarandi síunarvinnslu til að koma í veg fyrir áhrif hávaða og truflana á háu - tíðni.5.
3.Stuðningshlutverk orkugeymslu VSG fyrir rafmagnsnetið
3.1 Tíðnistuðningur
Tregðustuðningur: Í raforkukerfinu gegna hefðbundnir samstilltir rafalar lykilhlutverki í stöðugleika kerfistíðni í krafti snúningstregðu þeirra. Þegar risttíðnin sveiflast getur snúningstregða samstilltra rafala tekið upp eða losað hreyfiorku og þar með hægt á breytingum á tíðninni. Orkugeymsla VSG líkir eftir tregðu snúnings hefðbundinna rafala með sýndar tregðu. Þegar risttíðnin breytist getur VSG fljótt losað eða tekið upp orku til að hægja á breytingum á tíðninni. Til dæmis, þegar risttíðnin lækkar skyndilega, mun VSG með sýndar tregðu losa orku í samræmi við hreyfingarjöfnu snúnings, auka framleiðsla virks afls og bæla frekara fall tíðnarinnar.
Tíðnistjórnun: VSG getur tekið þátt í aðal tíðnistjórnun raforkukerfisins í gegnum afl - tíðnifallsstýringarstefnu. Það stillir tíðni - mótun dauða - svæði sem er 2% af nafnafli/0,1 Hz og notar fallstýringu til að ná sjálfvirkri tíðnistjórnun á bilinu ±0,5 Hz, með viðbragðstíma sem nemur<100 ms. When the grid frequency deviates from the rated value, VSG will adjust the output of active power according to the power - frequency droop characteristic to make the grid frequency return to the stable range6.
3.2 Spennustuðningur
Reactive - spennufallsstýring fyrir spennustjórnun: VSG stjórnar úttaksspennunni með því að líkja eftir örvunarkerfi samstilltra rafala, það er í gegnum hvarfgjarna - spennufallseiginleikann. Það reiknar út fráviksgildi hvarfafls og stillir síðan spennuna til að átta sig á skilvirkri stjórn á kerfisspennunni. Í raforkukerfinu, þegar spennan sveiflast, getur VSG stillt úttakið hvarfaflið í samræmi við hvarfgjarna - spennufallseiginleikann. Til dæmis, þegar netspennan lækkar, mun VSG auka afköst hvarfkrafts og hvarfkrafturinn mun virka á ristina til að hækka spennuna; þegar netspennan hækkar mun VSG draga úr framleiðslu hvarfafls til að lækka spennuna.
Dynamic Reactive Support in Weak Grids: Í veikburða - neti eða eyju - stillingu er hægt að nota orku - geymslu VSG sem spennugjafa til að veita stuðning. Á veikum - netsvæðum er viðnám netsins tiltölulega hátt og spennan og tíðnin eru líklegri til að sveiflast. VSG getur bætt spennustöðugleika með því að veita viðbragðsbætur. Til dæmis, á sumum afskekktum svæðum með veikt raforkukerfi, getur VSG stillt úttaksviðbragðsaflið í rauntíma - í samræmi við spennuástand raforkukerfisins, jafnað upp fyrir hvarfgjarnan - orkuskort raforkukerfisins og viðhaldið stöðugleika spennunnar7.
3.3Bæting á stöðugleika rafmagnsnets
Bæling á kerfissveiflu: VSG-stýring líkir eftir dempunareiginleikum samstilltra rafala, sem geta í raun bælt kerfissveiflu og bætt kraftmikla svörunarafköst kerfisins. Í raforkukerfi með hátt hlutfall endurnýjanlegra orkugjafa, vegna skorts á dempun rafeindatækja, er kerfið viðkvæmt fyrir orkusveiflu við ákveðnar truflanir. VSG getur kynnt sýndardempun með stjórnalgrími. Þegar kerfið hefur aflsveiflur eða sveiflur mun sýndardeyfingin gegna hlutverki í að bæla sveifluna og gera kerfið fljótt aftur í stöðugu ástandi.
Aukning bilunar - Ride - í gegnum getu: VSG tækni getur aukið bilun - ferð - með getu orku - geymslukerfa. Þegar netspennan lækkar tímabundið getur VSG hjálpað raforkukerfinu að jafna sig með viðbragðsstuðningi. Til dæmis, þegar um er að ræða lága - spennuferð - í gegnum (LVRT), getur VSG stillt útgangsviðbragðsaflið í samræmi við spennufallsaðstæður, veitt viðbragðsuppbót fyrir raforkukerfið og hjálpað raforkukerfinu að endurheimta fljótt spennustöðugleika, forðast aftengingu orku - geymslukerfisins við truflun á neti og bæta stöðugleika raforkukerfisins.
Óaðfinnanlegur skipting á milli kerfis - tengds og eyja - ham: Orku - geymsla VSG styður óaðfinnanlega skiptingu milli nets - tengdrar og eyja - stillingar. Í ör - netum, á daginn, getur raforkuframleiðsla starfað í PQ ham og á nóttunni eða í eyju - ham er hægt að skipta yfir í VSG ham til að viðhalda stöðugleika ör - netsins. Þessi óaðfinnanlega - skiptimöguleiki tryggir stöðuga aflgjafa fyrir lykilálag (eins og sjúkrahús, gagnaver) og bætir áreiðanleika og sveigjanleika raforkukerfisins8.
4.Umsókn atburðarás
Há-atburðarás fyrir nýja orkuaðgang: Með stórum-samþættingu nýrrar orku hefur tregða og skammhlaupsgeta raforkukerfisins minnkað og stöðugleiki tíðni og spennu stendur frammi fyrir áskorunum. Bæði sýndarsamstilltir rafala og netkerfis-uppbyggð orkugeymsla hafa umtalsvert notkunargildi í þessari atburðarás. Þau geta veitt nauðsynlegan tregðu- og dempandi stuðning fyrir ný orkuöflunarkerfi, aukið stöðugleika og áreiðanleika raforkukerfisins, aukið getu til að taka á móti nýrri orku og tryggt öruggan og stöðugan rekstur raforkukerfa með hátt hlutfall nýrrar orku.
Microgrid atburðarás: Í microgrid atburðarás, hvort sem það er nettenging- eða utan-nets, þarf stöðugt og áreiðanlegt aflgjafa til að viðhalda stöðugleika spennu og tíðni kerfisins. Orkugeymslukerfið sem er stjórnað af sýndar samstilltum rafala getur veitt stöðugan aflstuðning fyrir örnet alveg eins og hefðbundnar dísilrafstöðvar, sem nær sléttri skiptingu og sjálfstæðri notkun á örnetum. Orkugeymsla -myndandi raforku, byggt á sýndarsamstilltri rafaltækni, getur þjónað sem kjarnaaflgjafi örneta, byggt upp og stutt stöðugan rekstur örneta og aukið áreiðanleika aflgjafa og aflgæði örneta.
Hjálparþjónusta við net-hlið: Net-skipulögð orkugeymsla tekur þátt í viðbótarþjónustu eins og tíðnistjórnun og spennustjórnun og veitir tregðuviðbrögð og kraftmikinn stuðning með VSG tækni.
Veik raforkukerfi og afskekkt svæði: Á svæðum með veikburða raforkustyrk eða afskekktum svæðum veitir net-skipulögð orkugeymsla skammhlaupsgetu og spennustuðning með VSG tækni, sem dregur úr trausti á dísilrafstöðvum9.
1.CSDN, orkugeymsla raunverulegur samstilltur rafall tækni.
2.CSDN, nettengt-ljósvökvablendingsorkugeymslukerfi byggt á sýndarsamstilltum rafalli með Simulink uppgerð.
3.Li Yongli, Li Yi. Afldreifing og sýndartregðustýringaraðferð fyrir blendingsorkugeymslukerfi ljósvökva sem byggjast á sýndar samstilltum rafala. CN202211422434.1 [2025-04-20].
4.Dai Jiaoyang, rafmagnsverkfræði. Rannsóknir á orkudreifingarstefnu og stöðugleika blendingsorkugeymslu Sýndarsamstilltu rafalakerfis [D] Huazhong vísinda- og tækniháskóli [2025-04-20].
5.CSDN, sýndarsamstilling VSG net-tengt virkt og viðbragðsafl í kjölfar rannsókna á geymslu ljósorku (útfært með Simulink-hermi).
6.National hágæða kauphallarvettvangur fyrir vísindarannsóknir og tækniupplýsingar, sem bætir stjórnunarstefnu ljósgeymsla VSG undir ójafnvægri netspennu.
7.VIP upplýsingar, orkugeymsla Gerð kyrrstætt hvarfaflsframleiðslutæki og sjálf-samstilltur spennugjafastýring þess.
8.NSTL, Virtual Synchronous Generator Adaptive Control of Energy Storage Power Station Byggt á líkamlegum takmörkunum.
9.CSDN, sambandið milli sýndarsamstilltra rafala og netkerfis-orkugeymslu.
