Az energiatároló rendszerek alapvető alkotóelemeként az energiatároló inverterek (PCS) teljesítménye közvetlenül befolyásolja a teljes energiatároló rendszer hatékonyságát és stabilitását. A virtuális szinkron generátor (VSG) funkció, mint fejlett vezérlési stratégia, energiatároló -invertereket ad a hagyományos szinkron generátorok jellemzőinek szimulálására, lehetővé téve számukra, hogy az egyedi előnyöket demonstrálják a különféle alkalmazási forgatókönyvekben. Az alábbiakban tárgyalja a VSG funkció elvét az energiatároló inverterekben, és alkalmazásait különböző területeken dolgozta ki.
1 VSG funkcionális elv
1. A virtuális szinkron generátor áttekintése
A virtuális szinkron generátor (VSG) egy olyan vezérlési stratégia, amely lehetővé teszi az energiatároló inverterek számára, hogy szimulálják a hagyományos szinkron generátorok működési jellemzőit. Ezen megközelítés révén az energiatároló inverterek nemcsak a hagyományos szinkron generátorok tehetetlenségi és csillapító tulajdonságaival rendelkeznek, hanem stabilan működnek mind a rács csatlakoztatott, mind a rács módban, és rugalmas teljesítménytámogatást biztosítva az energiarendszer számára.
2. Ellenőrző struktúra és elv
A VSG kontrollszerkezet elsősorban a Droop Control elven alapul, és ezen az alapon bevezeti a virtuális tehetetlenséget és a csillapítási jellemzőket. Az alapvető ötlet a hagyományos szinkron generátorok mozgási egyenletének javítása és az elektronikus eszközökhöz alkalmazható vezérlési egyenletek megszerzése. Pontosabban, a VSG -vezérlés szimulálja a szinkron generátorok forgórészmozgását és elektromágneses tulajdonságait, lehetővé téve az energiatároló frekvenciaváltók számára, hogy automatikusan beállítsák kimeneti teljesítményüket a rendszer frekvenciájának és feszültségének változásainak megfelelően, ezáltal elérve az energiahálózat hatékony támogatását.
3. A magvezérlő módok összehasonlítása
PQ üzemmód: Rögzített aktív\/reaktív teljesítmény kimenete, nem reagál a rácsfrekvencia\/feszültség változásaira (a pontos energiavezérléshez alkalmas).
VSG mód: Dinamikusan reagál az elektromos hálózati zavarokra, tehetetlenség, frekvenciaszabályozás és feszültségszabályozás támogatására (nagy stabilitási követelményekkel rendelkező forgatókönyvekhez alkalmas).
4. VSG aktív frekvencia -szabályozás
Az aktív frekvencia -szabályozás szempontjából a VSG a virtuális frekvenciamodulátoron keresztül érje el a frekvenciaszabályozást. Kiszámítja a tényleges kimeneti aktív teljesítmény és a névleges aktív teljesítmény közötti különbséget, majd beállítja a virtuális nyomatékot. Ez a folyamat hasonló a hagyományos szinkron generátorok nyomatékkülönbségének beállításához, ahol a hagyományos szinkron generátor aktív teljesítmény -egyenletét egy csillapító linken keresztül vezetik be az elektronikus eszközbe, ezáltal megszerezve a virtuális szinkron gép aktív frekvenciamodulációs egyenletét. Ilyen módon, amikor a rendszerfrekvencia megváltozik, a VSG gyorsan reagálhat és beállíthatja a kimeneti aktív teljesítményt a rendszer frekvencia stabilitásának fenntartása érdekében.
5. VSG reaktív teljesítményfeszültség -szabályozás
A reaktív teljesítményfeszültség -szabályozáshoz a VSG a hagyományos szinkron generátorok gerjesztési rendszerének elvére támaszkodik. Először kiszámítja a reaktív teljesítmény nagyságát az eszköz kimeneti végén, majd kiszámítja a feszültség -eltérési értéket a reaktív teljesítmény -csökkenő együtthatóval. Ezt az értéket a feszültség -alapjel kombinálják, hogy megkapjuk a feszültség -referenciaértéket a feszültség külső hurokhoz. A reaktív teljesítmény -csökkenő együttható határozza meg a feszültség eltolódását, amikor a reaktív teljesítmény megváltozik, ezáltal elérve a rendszer feszültségének hatékony szabályozását. Off rács módban a VSG reaktív teljesítményhuroka összhangban van a reaktív teljesítményhurokkal a lealepülés során, biztosítva a reaktív teljesítmény ésszerű elosztását és a rendszer feszültségének stabilitását.
2 A VSG kulcsfontosságú alkalmazási forgatókönyvei
1. mikrohálózat
Sziget üzemeltetése: Függetlenül támogatja a feszültséget és a frekvenciát, ha a rácson kívül van, biztosítva a folyamatos áramellátást a kritikus terhelések, például a kórházak és az adatközpontok számára.
Zökkenőmentes bekapcsolás a rács csatlakoztatott és a rács kikapcsolása között: Vegyen részt a rács -támogatásban rácshoz csatlakoztatott módban, és tartsa meg a mikrogén stabilitását szigetelt módban.
2. A megújuló energia hozzáférésének nagy aránya
Inerciak kiegészítése: Kompenzálja az új energiaforrások, például a fotovoltaikus és a szélenergia tehetetlenségi hiányát, és elnyomja a frekvencia ingadozását.
Sima kimenetelű ingadozások: Az energiaszekercsek elnyomásával a virtuális csillapítás révén az energiahálózat képessége javul a megújuló energia elfogadására.
3. Intelligens elosztóhálózat és a gyenge aktuális hálózat
Dinamikus feszültség -támogatás: Adjon reaktív energiakompenzációt az elosztóhálózat végén vagy a gyenge rácsterületeken a feszültség stabilitásának javítása érdekében.
Kiegészítő szolgáltatás részvétele: Az olyan funkciók felhasználásával, mint a frekvenciaszabályozás és a tartalékkapacitás, javítható az energiahálózat rugalmassága (például a villamosenergia -piacon a kiegészítő szolgáltatásokban való részvétel).
4. Rács csatlakoztatott energiatároló rendszer
Fokozott energiahálózat stabilitása: Szimulálja a szinkron generátorok jellemzőit, és vegyen részt a frekvenciaszabályozásban (például az elsődleges frekvenciaszabályozás és a tehetetlenségi válasz).
Hibás út a képességen keresztül: Ha az energiahálózat feszültsége ideiglenesen csökken, ez segít visszaállítani az energiahálózatot a reaktív energiatámasz révén (például az alacsony feszültségű LVRT -n keresztül).
5. A sürgősségi tápegység és az elosztott energia integrálása
Gyors reakció a sürgősségi tápegységre: Az energiahálózat meghibásodása esetén független energiaforrásként szolgál a helyi terhelések (például katasztrófa vészhelyzet) támogatására.
Multi -DER együttműködő ellenőrzés: Az elosztott erőforrások, például az energiatárolás és a fotovoltaika együttműködési optimalizálásának elérése, valamint az energiafelhasználás hatékonyságának javítása.
3 A VSG technológiai előnyei
1. Fokozza az energiahálózat stabilitását:Biztosítson tehetetlenséget, csillapítást, valamint frekvenciát és feszültségszabályozási képességeket az "alacsony tehetetlenségű energiahálózathoz" való alkalmazkodáshoz, nagy arányban az elektronikus elektronikus berendezésekhez csatlakoztatva.
2. Rugalmas üzemmód:Támogatja mind a rács csatlakoztatott, mind az OFF rácsmódot, amely különféle forgatókönyvekhez, például mikrohálókhoz és fő rácsokhoz alkalmas.
3. Javítsa az energiaminőséget:Csökkentse a feszültség\/áram egyensúlyhiányát és a harmonikus torzulást a negatív szekvencia -kompenzáció és a dinamikus kontroll révén.
4. Gazdasági érték javítása:Ha részt vesznek olyan kiegészítő szolgáltatásokban, mint például a frekvenciaszabályozás és a biztonsági mentés, növelhetők az energiatároló rendszerek potenciális bevétele.
4 Gyakorlati alkalmazás
Mikrogrid forgatókönyv:A nap folyamán a fotovoltaikusok PQ módban, éjjel vagy izolált szigeteken keresztül villamos energiát generálnak, az energiatároló váltásokat a VSG üzemmódra, a feszültség és a frekvencia stabilitásának fenntartása érdekében.
Rács csatlakoztatott energiatárolás:Amikor a rács frekvenciája csökken, a VSG gyorsan felszabadítja az energiát (tehetetlenségi válasz) a frekvenciacsepp elnyomására (például amikor a frekvencia 50 Hz -ről 49,5 Hz -re csökken, az energiatárolás automatikusan növeli az aktív kimenetet).
Gyenge jelenlegi hálózati támogatás:A távoli területeken a VSG javítja a feszültség stabilitását és csökkenti a vonalveszteségeket a reaktív energiakompenzáció révén.
5 Következtetés
A VSG funkció az energiatároló -inverterekben, mint fejlett vezérlési technológiában, hatékonyan támogatja az energiatároló rendszereket a különféle alkalmazási forgatókönyvekben a hagyományos szinkron generátorok jellemzőinek szimulálásával. A mikrohálózatok szigetelésétől az intelligens disztribúciós hálózatok rugalmas szabályozásáig, a hálózathoz kapcsolódó energiatároló rendszerek kiegészítő szolgáltatásaitól kezdve a független tápegységig a speciális forgatókönyvekben, a VSG funkciók megmutatják egyedi előnyeiket és fontos szerepeiket.