Gyda threiddiad cynyddol ynni gwynt a solar newydd a dadgomisiynu unedau cydamserol traddodiadol yn barhaus, mae systemau pŵer yn mynd i mewn icyfnod syrthni isel. Nid oes gan systemau trosi pŵer (PCS) ar gyfer storio ffotofoltäig ac ynni, fel dyfeisiau electronig pŵer gwrthdröydd, unrhyw rotorau cylchdroi ac nid oes ganddynt unrhyw syrthni cylchdro naturiol. Unwaith y bydd aflonyddwch grid pŵer yn digwydd, bydd y Gyfradd Newid Amlder (RoCoF) yn ymchwyddo'n sydyn, gan sbarduno namau rhaeadru a digwyddiadau grid mawr.
Un o dechnolegau craiddGrid{0}}Ffurfio (GFM) PCSyw'rSynthetigAlgorithm Generadur Cydamserol (VSG).. Mae'n datrys hafaliad mudiant rotor generaduron cydamserol mewn meddalwedd ac yn adeiladu syrthni cylchdro synthetig trwy god, gan alluogi offer electronig pŵer statig i ddarparu cefnogaeth syrthni tebyg i ager confensiynol neu unedau cynhyrchu trydan dŵr. Mae hyn hefyd yn allweddol ar gyfer gweithrediad sefydlog storio ynni mewn senarios grid gwan.
I. Egwyddor Sylfaenol VSGsyrthni synthetig
Mae generaduron cydamserol confensiynol yn dibynnu ar yr egni cinetig sy'n cael ei storio mewn rotorau enfawr. Pan fydd amlder grid yn gostwng, mae rotorau yn rhyddhau egni cinetig i rwystro amrywiad amledd cyflym; pan fydd amlder yn codi, maent yn amsugno pŵer gormodol i ffrwyno pigau amledd, yn y bôn yn ffurfio effaith flywheel corfforol.
Nid yw VSG yn dibynnu ar gydrannau mecanyddol. Yn lle hynny, mae'n datrys yr hafaliad mudiant rotor y tu mewn i'r rheolydd PCS:
J: Synthetigmoment o syrthni(wedi'i ffurfweddu gan baramedrau meddalwedd)
Pₘ: Cyfeirnod pŵer mecanyddol synthetig
Pₑ: Allbwn pŵer electromagnetig gwirioneddol y PCS
D: cyfernod dampio synthetig
ω: Cyflymder onglog Synthetig mewnol y PCS
ωg: Cyflymder onglog grid wedi'i fesur
Pan fydd prinder pŵer yn digwydd yn y grid pŵer ac mae cyflymder onglog grid ωg yn lleihau, mae term pŵer anghytbwys yn ymddangos yn yr hafaliad. Mae'r rheolydd ar unwaith yn tynnu ynni trydan o'r batri storio ynni ac yn allbynnu pŵer syrthni ychwanegol iddocyfyngu ar Gyfradd Newid Amlder (RoCoF)ac arafu gostyngiad amlder. I'r gwrthwyneb, rhag ofn y bydd gormodedd pŵer a chynnydd mewn amlder, mae'r PCS yn amsugno pŵer gormodol i atal amlder cynyddol cyflym.
II. Dadansoddiad o VSG Nodweddiadolsyrthni synthetigCod (Enghraifft MATLAB)
Isod mae cod gweithredu nodweddiadol ar gyfer rheoli syrthni Synthetig:
|
matlab |
Diffinio cysonyn amser syrthni Synthetig Tᵥᵢᵣₜ , fel arfer yn amrywio o 2 ~ 8 s, gan gynrychioli cryfder cefnogaeth syrthni;
Cyfrifwch yr amledd onglog sylfaen o'r amledd graddedig, yna tarddiad moment Synthetig syrthni Jᵥᵢᵣₜ ;
Samplu amledd grid ar ddau stamp amser yn olynol a chyfrifo'r gyfradd newid amledd onglog dω/dt (sy'n cyfateb i RoCoF);
Cyfrifwch y pŵer syrthni ychwanegol Pᵢₙₑᵣₜᵢₐ gan ddefnyddio Jᵥᵢᵣₜ a chyfradd amrywiad amledd onglog;
Gosodwch y pŵer syrthni ar y cyfeirnod pŵer gwreiddiol Pᵣₑf i gael y gorchymyn pŵer allbwn PCS terfynol Pᵣₑfₜₒₜₐₗ .
|
Pwynt allweddol:Mae cyflymder ymateb pŵer inertia yn cael ei bennu gan amlder newid caledwedd PCS. Dim ond amledd newid o 3 ~ 5 kHz y mae PCS silicon traddodiadol wedi'i seilio ar IGBT, gyda latency rheoli hyd at gannoedd o ficroeiliadau ac oedi cyfnod amlwg mewn syrthni Synthetig. Mewn cyferbyniad, mae GFM PCS sy'n mabwysiadu modiwlau SiC yn hybu'r amlder newid i'r lefel 100 kHz, gan gywasgu hwyrni rheoli i tua dwsin o ficroeiliadau. Mae ei ymateb syrthni yn cyd-fynd yn well â generaduron cydamserol go iawn, ac mae sefydlogrwydd gridiau gwan wedi'i wella'n fawr. |
III. Gwahaniaethau Hanfodol Rhwng VSGsyrthni synthetiga Grid-Yn dilyn (GFL)
|
Math |
Nodweddion Craidd |
Gallu Inertia |
Senarios Perthnasol |
|
Grid-Yn dilyn (GFL) PCS |
Ffynhonnell gyfredol a reolir, yn dibynnu ar PLL i olrhain cyfnod foltedd grid |
Dim syrthni brodorol; dim ond syrthni Synthetig cynorthwyol cyfyngedig, sy'n dueddol o golli clo cyfnod o dan ddiffygion |
Strong power grid, high Short-Circuit Ratio (SCR) >3 |
|
Grid-Ffurfio VSG PCS |
Ffynhonnell foltedd a reolir, yn sefydlu cyfeiriad foltedd / amledd yn annibynnol |
Synthetig brodorol syrthni + dampio, yn annibynnol yn cefnogi amlder, gallu dechrau du |
AAD grid gwan<3, high-renewable-energy bases, islanded microgrids |
Y rhagosodiad ar gyfer grid-yn dilyn trawsnewidyddion yw bod y grid ei hun yn gweithredu fel ffynhonnell foltedd anhyblyg. Mewn gridiau gwan gyda rhwystriant llinell fawr, mae foltedd yn y Pwynt Cyplu Cyffredin (PCC) yn drifftio'n hawdd, mae'r ddolen glo cam yn tueddu i golli sefydlogrwydd, ac mae effaith syrthni Synthetig ychwanegol yn cael ei wanhau'n fawr.
Nid yw GFM VSG PCS bellach yn dibynnu ar grid anhyblyg allanol ac mae'n gwasanaethu fel angor foltedd ei hun. Hyd yn oed pan fydd y Gymhareb Cylched Byr (SCR) grid yn disgyn i 1.5 neu'n is, gall allbynnu syrthni synthetig yn sefydlog ac atal osciliad system.
IV. Ystyriaethau Dylunio ar gyfer Gweithredu Peirianneg
Tiwnio osyrthni synthetigParamedrau
Nid yw Tᵥᵢᵣₜ yn well pan fydd yn fwy. Mae Jᵥᵢᵣₜ rhy fawr yn cyflwyno-osgiliad amledd isel; mae gwerth rhy fach yn darparu cymorth syrthni annigonol ac yn methu ag atal RoCoF. Mewn ymarfer peirianneg,syrthni newidiol addasolyn cael ei fabwysiadu yn gyffredin: cynydduJyn ystod amrywiadau amlder cyflym a lleihauJo dan-amodau cyflwr cyson i gydbwyso sefydlogrwydd ac ymateb deinamig.
Cyfyngiadau Cynhwysedd Storio Ynni
Daw'r holl egni ar gyfer syrthni Synthetig o'r batri storio ynni. Mae cymorth syrthni tymor byr yn sbarduno gwefru a rhyddhau. Yn ystod y dyluniad, mae angen gwirio pŵer batri ac ystod Cyflwr Codi Tâl (SOC) i atal camau amddiffyn rhag cyfyngu a achosir gan ymateb syrthni aml.
Dagfa Lled Band Caledwedd
Ni waeth pa mor dda y mae algorithm syrthni Synthetig VSG wedi'i ddylunio, caiff ei gyfyngu gan gyflymder newid dyfeisiau pŵer. Mae oedi rheoli a gyflwynir gan amledd switsio isel yn gwanhau perfformiad syrthni a gall hyd yn oed achosi osgiliad isgydamserol. Modiwlau pŵer SiC lled band uchel yw'r sylfaen caledwedd ar gyfer GFM PCS perfformiad uchel.
V. Crynodeb o Werth Diwydiannol
Mae codau grid ledled y byd (ENTSO-E NC RfG 2.0, UK GC0137, Cod Tsieina ar gyfer Dylunio Gorsafoedd Storio Ynni Electrocemegol) wedi uwchraddio gallu grid yn raddol o swyddogaeth ddewisol i drothwy rhyng-gysylltu grid gorfodol.
VSG Inertia synthetig yn ei hanfodyn atgynhyrchu syrthni rotor generaduron cydamserol ar PCS storio ynni trwy algorithmau meddalwedd a chaledwedd electronig pŵer uchel{0}. Yn y-system bŵer math newydd gydag integreiddiad grid gwynt a solar ar raddfa fawr, mae syrthni grid synthetig-sy'n ffurfio PCS yn dod yn dechnoleg graidd i gynnal sefydlogrwydd amledd grid a gwarantu diogelwch cysylltiadau sylfaen ynni newydd i'r grid.
