Mae'r papur hwn yn canolbwyntio ar ddulliau gweithredu Generadur Cydamserol Rhithwir Storio Ynni (VSG) a'i rôl gefnogol sylweddol ar gyfer y grid pŵer. Gyda threiddiad cynyddol ffynonellau ynni dosbarthedig megis cynhyrchu pŵer ffotofoltäig, mae sefydlogrwydd y grid pŵer yn wynebu heriau oherwydd eu hap a'u hysbedd.
Mae technoleg VSG yn galluogi ffynonellau pŵer dosbarthedig i arddangos nodweddion tebyg i gynhyrchwyr cydamserol traddodiadol pan fyddant wedi'u cysylltu â'r grid trwy efelychu nodweddion mecanyddol ac allanol generaduron cydamserol, a thrwy hynny wella sefydlogrwydd a dibynadwyedd y grid pŵer. Mae'r papur hwn yn gyntaf yn cyflwyno dulliau gweithredu VSG Storio Ynni o'r agweddau ar strategaethau rheoli a phensaernïaeth system. Yna, mae'n ymhelaethu ar rôl gefnogol Energy Storage VSG ar gyfer y grid pŵer o ran cefnogaeth amledd, cefnogaeth foltedd, a gwella sefydlogrwydd grid pŵer. Yn olaf, eglurwyd senarios cymhwyso technoleg VSG1.
Strategaeth 1.Control ar gyfer Generadur Cydamserol Rhithwir
Syniad craidd rheolaeth VSG yw efelychu hafaliad mudiant rotor a hafaliad dros dro electromagnetig generadur cydamserol trwy reoli foltedd allbwn a cherrynt yr gwrthdröydd. Mae ei strategaeth reoli sylfaenol fel arfer yn cynnwys y rhannau canlynol:
Efelychiad hafaliad 1.Power Angle: Efelychu hafaliad cynnig rotor generadur cydamserol i sefydlu'r berthynas rhwng y pŵer gweithredol allbwn a'r amlder onglog rhithwir.
Efelychu hafaliad 2.Voltage: Efelychu hafaliad excitation generadur cydamserol i sefydlu'r berthynas rhwng y pŵer adweithiol allbwn a'r potensial mewnol rhithwir.
3. Cyfrifo a hidlo pŵer: Er mwyn cyfrifo'r allbwn pŵer gweithredol ac adweithiol gan yr gwrthdröydd yn gywir, mae angen casglu'r foltedd allbwn a'r cerrynt a pherfformio prosesu hidlo cyfatebol i ddileu dylanwad sŵn amledd uchel ac aflonyddwch grid.
Amnewid 4.Phase Locked Loop (PLL): Mewn rheolaeth VSG, nid oes angen y ddolen gloi cyfnod traddodiadol fel arfer. Mae'r amlder onglog rhithwir yn cael ei gyfrifo'n uniongyrchol gan yr hafaliad Angle pŵer, gan gyflawni cydamseriad â'r grid pŵer. Mae hyn yn osgoi'r broblem colli clo posibl o PLL o dan amodau grid pŵer gwan2.
Yn y system storio ynni hybrid ffotofoltäig sy'n seiliedig ar VSG-, mae rheolaeth VSG y trawsnewidydd storio ynni fel arfer yn derbyn cyfarwyddiadau pŵer gan EMS. Mae EMS yn cyfrifo gwerthoedd cyfeirio pŵer gweithredol ac adweithiol y mae angen i'r system storio ynni eu darparu yn seiliedig ar wybodaeth fel allbwn ffotofoltäig, galw am lwyth, statws grid, a SOC storio ynni. Mae rheolwr VSG y trawsnewidydd storio ynni, yn seiliedig ar y gwerthoedd cyfeirio hyn a thrwy efelychu nodweddion generaduron cydamserol, yn rheoli allbwn y gwrthdröydd i gyflawni rheoliad pŵer manwl gywir a chefnogaeth anadweithiol i'r grid pŵer3.
Yn ogystal, o ystyried nodweddion cysylltiad grid ffotofoltäig, mae angen ystyried rhai strategaethau rheoli arbennig hefyd:
Strategaeth reoli gydlynol: Sut i gydlynu'r rheolaeth rhwng gwrthdroyddion ffotofoltäig a thrawsnewidwyr storio ynni i gyflawni gweithrediad gorau posibl y system gyfan. Er enghraifft, pan fydd amlder y grid yn gostwng, mae'r system storio ynni yn darparu cefnogaeth anadweithiol trwy ryddhau pŵer gweithredol yn gyflym trwy reolaeth VSG, tra gall y system ffotofoltäig ostwng y pwynt MPPT yn gymedrol i gymryd rhan mewn rheoleiddio amlder.
Rheoli SOC storio ynni: Mae SOC batris storio ynni yn ffactor allweddol sy'n effeithio ar weithrediad sefydlog hirdymor y system. Mae angen integreiddio strategaethau rheoli SOC i reolaeth VSG i atal codi gormod neu or-ollwng y batri.
Addasrwydd grid gwan: O dan amodau grid gwan, mae rhwystriant y grid yn gymharol uchel, ac mae'r foltedd a'r amlder yn fwy tueddol o amrywio. Mae angen optimeiddio rheolaeth VSG ar gyfer nodweddion grid gwan i wella ymyl sefydlogrwydd y system4.
2.System Pensaernïaeth o VSG Storio Ynni
Mae'r system cysylltiad grid VSG storio ynni - yn bennaf yn cynnwys araeau ffotofoltäig, systemau storio ynni, gwrthdroyddion, ac unedau rheoli VSG.
Arae Ffotofoltäig: Mae'n gyfrifol am drosi ynni'r haul yn ynni trydanol DC, sef ffynhonnell ynni'r system. Gall y gwrthdröydd ffotofoltäig fabwysiadu'r strategaeth reoli Olrhain Pwynt Pwer Uchaf (MPPT) i wneud y mwyaf o echdynnu ynni o'r arae ffotofoltäig, neu gymryd rhan yn rheolaeth gydgysylltiedig y system pan fydd ei angen ar y system, gan ddarparu cefnogaeth benodol.
System Storio Ynni: Fel arfer, defnyddir batris neu gynwysyddion - super. Trwy'r trawsnewidydd DC deugyfeiriadol - DC, gwireddir y storio a rhyddhau ynni i atal amrywiadau allbwn pŵer ffotofoltäig a gwella sefydlogrwydd y system. Mae'r uned storio ynni yn mabwysiadu pensaernïaeth rheoli dolen deuol - yn seiliedig ar y trawsnewidydd DC deugyfeiriadol - DC. Mae'r rheolaeth dolen allanol - yn mabwysiadu strategaeth rheoli cydraddoli foltedd - i gynnal sefydlogrwydd foltedd bws DC - trwy reoleiddiwr DP, gydag amser ymateb o Llai na neu'n hafal i 5 ms. Mae'r rheolydd dolen fewnol - yn gweithredu rheolaeth datgysylltu gyfredol i olrhain y cerrynt cyfeirio yn gywir gan ddefnyddio adborth cyflwr, gyda chyfernod crychdonni cyfredol o<1.5%.
Gwrthdröydd: Mae'n trosi ynni trydanol DC yn ynni trydanol AC ac yn gwireddu cydamseru a rheoleiddio gyda'r grid pŵer trwy'r uned reoli VSG. Yn y system VSG storio ynni -, mae'r rheolaeth VSG fel arfer yn cael ei gymhwyso i'r trawsnewidydd storio ynni - neu'r trawsnewidydd integredig oherwydd bod gan y system storio ynni - allu llif pŵer deugyfeiriadol, sy'n fwy addas ar gyfer efelychu rheolaeth pŵer gweithredol ac adweithiol generaduron cydamserol.
Uned Reoli VSG: Dyma graidd y system. Trwy efelychu hafaliad cynnig rotor a hafaliad rheoli foltedd adweithiol - o eneraduron cydamserol, mae'n sylweddoli rheoleiddio amlder a foltedd y grid pŵer. Mae uned reoli VSG hefyd yn cynnwys modiwl cyfrifo pŵer a hidlo, sy'n casglu'r foltedd allbwn a'r cerrynt ac yn perfformio prosesu hidlo cyfatebol i ddileu dylanwad sŵn amledd uchel - ac aflonyddwch grid.5.
3.Support Rôl Storio Ynni VSG ar gyfer y Grid Pŵer
3.1 Cefnogaeth Amlder
Cefnogaeth Inertia: Yn y system bŵer, mae generaduron cydamserol traddodiadol yn chwarae rhan allweddol yn sefydlogrwydd amlder y system yn rhinwedd eu syrthni cylchdro. Pan fydd amlder y grid yn amrywio, gall syrthni cylchdro generaduron cydamserol amsugno neu ryddhau egni cinetig, a thrwy hynny arafu cyfradd newid yr amledd. Storio ynni Mae VSG yn efelychu syrthni rotor generaduron traddodiadol trwy rith syrthni. Pan fydd amlder y grid yn newid, gall VSG ryddhau neu amsugno egni yn gyflym i arafu cyfradd newid yr amlder. Er enghraifft, pan fydd amlder y grid yn gostwng yn sydyn, bydd y VSG â syrthni rhithwir yn rhyddhau ynni yn ôl hafaliad cynnig y rotor, gan gynyddu allbwn pŵer gweithredol ac atal cwymp pellach yr amlder.
Rheoleiddio Amledd: Gall VSG gymryd rhan yn y rheoliad amledd sylfaenol y grid pŵer drwy'r pŵer - strategaeth rheoli droop amledd. Mae'n ffurfweddu parth marw modiwleiddio - amledd - o 2% o'r pŵer graddedig/0.1 Hz ac yn defnyddio rheolaeth droop i gyflawni rheoliad amledd awtomatig o fewn yr ystod ±0.5 Hz, gydag amser ymateb o<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.
Cefnogaeth 3.2Voltage
Rheoli Droop Foltedd adweithiol - ar gyfer Rheoleiddio Foltedd: Mae VSG yn rheoli'r foltedd allbwn trwy efelychu system cyffroad generaduron cydamserol, hynny yw, trwy'r nodwedd droop foltedd adweithiol -. Mae'n cyfrifo gwerth gwyriad pŵer adweithiol ac yna'n addasu'r foltedd i wireddu rheolaeth effeithiol foltedd y system. Yn y grid pŵer, pan fydd y foltedd yn amrywio, gall VSG addasu'r pŵer adweithiol allbwn yn ôl y nodwedd droop foltedd adweithiol -. Er enghraifft, pan fydd foltedd y grid yn gostwng, bydd VSG yn cynyddu allbwn pŵer adweithiol, a bydd y pŵer adweithiol yn gweithredu ar y grid i godi'r foltedd; pan fydd y foltedd grid yn codi, bydd VSG yn lleihau allbwn pŵer adweithiol i ostwng y foltedd.
Cefnogaeth Adweithiol Deinamig mewn Gridiau Gwan: Mewn sefyllfaoedd gwan - grid neu ynys -, gellir defnyddio ynni - storio VSG fel ffynhonnell foltedd i ddarparu cefnogaeth. Mewn ardaloedd grid - gwan, mae rhwystriant y grid yn gymharol uchel, ac mae'r foltedd a'r amlder yn fwy tebygol o amrywio. Gall VSG wella sefydlogrwydd foltedd trwy ddarparu iawndal adweithiol. Er enghraifft, mewn rhai ardaloedd anghysbell gyda gridiau pŵer gwan, gall VSG addasu'r pŵer adweithiol allbwn mewn amser real - yn ôl sefyllfa foltedd y grid pŵer, gan wneud iawn am brinder pŵer adweithiol - y grid pŵer a chynnal sefydlogrwydd y foltedd7.
3.3Gwella Sefydlogrwydd Grid Pŵer
Atal Osgiliad System: Mae rheolaeth VSG yn efelychu nodweddion dampio generaduron cydamserol, a all atal osciliad system yn effeithiol a gwella perfformiad ymateb deinamig y system. Mewn system bŵer gyda chyfran uchel o ffynonellau ynni adnewyddadwy, oherwydd diffyg dampio dyfeisiau electronig pŵer, mae'r system yn dueddol o osciliad pŵer o dan rai aflonyddwch. Gall VSG gyflwyno dampio rhithwir trwy algorithmau rheoli. Pan fydd gan y system amrywiadau pŵer neu osgiliadau, bydd y dampio rhithwir yn chwarae rhan wrth atal yr osgiliad a gwneud i'r system ddychwelyd yn gyflym i gyflwr sefydlog.
Gwella Nam - Reid - Trwy Gallu: Gall technoleg VSG wella'r daith nam - - trwy allu systemau storio ynni -. Pan fydd foltedd y grid yn gostwng dros dro, gall VSG helpu'r grid pŵer i adennill trwy gefnogaeth adweithiol. Er enghraifft, yn achos taith foltedd - isel - trwy (LVRT), gall VSG addasu'r pŵer adweithiol allbwn yn ôl y sefyllfa gostyngiad foltedd, darparu iawndal adweithiol ar gyfer y grid pŵer, a helpu'r grid pŵer i adfer sefydlogrwydd foltedd yn gyflym, gan osgoi datgysylltu'r system storio ynni - yn ystod aflonyddwch grid a gwella sefydlogrwydd a dibynadwyedd y grid pŵer.
Newid Di-dor rhwng Grid - Cysylltiedig ac Ynys - Modd: Storfa ynni - Mae VSG yn cefnogi newid di-dor rhwng grid - cysylltiedig a modd ynys -. Mewn gridiau micro -, yn ystod y dydd, gall cynhyrchu pŵer ffotofoltäig weithredu yn y modd PQ, ac yn y nos neu yn y modd ynys -, gellir ei newid i fodd VSG i gynnal sefydlogrwydd y grid micro -. Mae'r gallu newid - di-dor hwn yn sicrhau cyflenwad pŵer parhaus llwythi allweddol (fel ysbytai, canolfannau data) ac yn gwella dibynadwyedd a hyblygrwydd y system bŵer8.
Senarios 4.Cais
Senarios mynediad ynni newydd cyfran uchel: Gydag integreiddiad ynni newydd ar raddfa fawr, mae inertia a chynhwysedd cylched byr y grid pŵer wedi lleihau, ac mae sefydlogrwydd amledd a foltedd yn wynebu heriau. Mae gan eneraduron cydamserol rhithwir a-storfa ynni strwythuredig grid werth cymhwysiad sylweddol yn y senario hwn. Gallant ddarparu cefnogaeth anadweithiol a llaith angenrheidiol ar gyfer systemau cynhyrchu pŵer ynni newydd, gwella sefydlogrwydd a dibynadwyedd y grid pŵer, cynyddu'r gallu i ddarparu ar gyfer ynni newydd, a sicrhau gweithrediad diogel a sefydlog systemau pŵer gyda chyfran uchel o ynni newydd.
Senario microgrid: Mewn senario microgrid, boed yn weithrediad sy'n gysylltiedig â'r grid neu'n weithrediad oddi ar y grid, mae angen cyflenwad pŵer sefydlog a dibynadwy i gynnal sefydlogrwydd foltedd ac amledd y system. Gall y system storio ynni a reolir gan generaduron cydamserol rhithwir ddarparu cymorth pŵer sefydlog ar gyfer microgridiau yn union fel generaduron disel traddodiadol, gan gyflawni newid llyfn a gweithrediad annibynnol microgrids. Gall grid -sy'n ffurfio storfa ynni, yn seiliedig ar dechnoleg generadur cydamserol rhithwir, wasanaethu fel ffynhonnell pŵer graidd microgrids, adeiladu a chefnogi gweithrediad sefydlog microgrids, a gwella dibynadwyedd cyflenwad pŵer ac ansawdd pŵer microgrids.
Gwasanaethau ategol ochr grid: Mae storfa ynni strwythuredig grid yn cymryd rhan mewn gwasanaethau ategol megis rheoleiddio amlder a rheoleiddio foltedd, ac yn darparu ymateb syrthni a chymorth deinamig trwy dechnoleg VSG.
Gridiau pŵer gwan ac ardaloedd anghysbell: Mewn ardaloedd â chryfder grid pŵer gwan neu ranbarthau anghysbell, mae storfa ynni strwythuredig grid yn darparu capasiti cylched byr a chymorth foltedd trwy dechnoleg VSG, gan leihau dibyniaeth ar eneraduron diesel9.
1.CSDN, storio ynni technoleg generadur synchronous rhithwir.
2.CSDN, grid-system storio ynni hybrid ffotofoltäig cysylltiedig yn seiliedig ar gynhyrchydd cydamserol rhithwir gydag efelychiad Simulink.
3.Li Yongli, Li Yi. Dosbarthiad pŵer a dull rheoli inertia rhithwir ar gyfer systemau storio ynni hybrid ffotofoltäig yn seiliedig ar generaduron cydamserol rhithwir. CN202211422434.1 [2025-04-20].
4.Dai Jiaoyang, Peirianneg Drydanol. Ymchwil ar Strategaeth Dosbarthu Pŵer a Sefydlogrwydd System Generadur Cydamserol Rhithwir Storio Ynni Hybrid [D] Prifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Huazhong [2025-04-20].
5.CSDN, grid VSG Cydamseru Rhithwir-wedi cysylltu Pŵer Actif ac Adweithiol Yn dilyn Ymchwil ar Storio Ynni Ffotofoltaidd (a weithredwyd trwy efelychiad Simulink).
6.Llwyfan cyfnewid diwedd cenedlaethol uchel- ar gyfer papurau ymchwil wyddonol a Gwybodaeth dechnolegol, gwella strategaeth reoli storio ffotofoltäig VSG o dan foltedd grid anghytbwys.
Gwybodaeth 7.VIP, dyfais cynhyrchu pŵer adweithiol statig Math o Storio Ynni a'i reolaeth ffynhonnell foltedd cydamserol ei hun.
8.NSTL, Generadur Cydamserol Rhithwir Rheolaeth Addasol o Orsaf Bŵer Storio Ynni yn Seiliedig ar Gyfyngiadau Ffisegol.
9.CSDN, Y Berthynas rhwng Generaduron Cydamserol Rhithwir a-Storio ynni strwythuredig Grid.