Az új energiaforrások, például a fotovoltaika és a szélenergia nagyszabású integrációjának mai korszakában a rácsfeszültség pillanatnyi cseppje (például villámcsapások és rövidzárlati hibák) passzív leválasztást okozhat az inverterek, kiváltó láncreakciók és akár nagyszabású áramkimaradások kiváltásához. Az alacsony feszültségű (LVRT) technológián keresztüli utazás, mivel a rácshoz csatlakoztatott inverterek alapvető képessége lehetővé teszi a berendezések számára, hogy fenntartsák a hálózathoz csatlakoztatott működést a feszültségcseppek során, és gyorsan reagáljanak a rács helyreállítása után, és láthatatlan védelmi vonalmá válnak az új energia és a hálózat koordinált stabilitásának fenntartására. Technológiai érettsége közvetlenül befolyásolja a megújuló energia nagy arányú megújuló energia rácsának biztonságát.
1 Az LVRT alap logikája: a "passzív védelem" -től az "aktív támogatásig"
A hagyományos inverterek „off rácsvédelme” végzetes hibái vannak. Amikor az energiahálózat feszültsége a névleges érték 80% -a alá esik, a régimódi inverter túlterhelt védelmet vált ki, és 0,1 másodpercen belül levágja a kapcsolatot az elektromos hálózathoz, ami az új energia kimenetének azonnali eltűnését eredményezi. 2019-ben egy Európában egy szélerőműpark villámcsapások miatt feszültségcsökkenést tapasztalt, ami miatt az LVRT nélküli 300 inverter együttesen leválasztja a rácsot, ami a regionális villamosenergia-hálózat frekvenciájának ingadozását eredményezte, és a 0,5 Hz-es regionális villamosenergia-hálózatban szinte kiváltja a tartalék erőforrások indítását.
Az új Generation LVRT technológia kettős funkciókat ér el a "Hiba Ride" és a "Feszültség Támogatás" funkciójáról. Ha feszültségcsökkenést észlelnek (például a névleges érték 20% -ára csökkennek), a frekvenciaváltó úgy reagál, hogy aktiválja a Crowbar áramkört, hogy felesleges energiát fogyasztson a DC oldalon, és elkerülje az IGBT (szigetelt kapu bipoláris tranzisztor) túllépési károsodását; Ugyanakkor állítsa be az aktuális kimenetet és injektálja a reaktív áramot (amplitúdóval akár 1,5 -szerese a névleges áramot) a rácsba, hogy a rács feszültsége gyorsan helyreálljon. A Kínában a fotovoltaikus erőmű tényleges tesztelése azt mutatja, hogy az LVRT-vel felszerelt inverter képes fenntartani a rácshoz csatlakoztatott működést 150 ms-ra, amikor a feszültség 0% -ra esik (háromfázisú rövidzárlat), és visszaállítja a normál kimenetet 0,5 másodpercen belül a hiba megszüntetése után.
2 Technológiai evolúció: A „megfelelés” -től a „teljesítmény -optimalizálásig”
A hardverfrissítés támogatja a szélsőséges munkakörülményeket. A frekvenciaváltó teljesítménymodulja nagyfeszültség-ellenálló IGBT-t (1700 V blokkolási feszültséget) alkalmaz, amely 40% -kal növeli a túlfeszültség margóját a hagyományos 1200 V-os eszközökhöz képest; A DC oldalon egy szuperkondenzátor energiatároló egységgel van felszerelve, amely 200 ms -en belül elnyeli az energiakingadozásokat, és megakadályozza, hogy az egyenáramú busz feszültsége kiszabaduljon az irányításból. Egy bizonyos, 100 kW -os inverter márka sikeresen ellenállt annak a szélsőséges munkakörülménynek, hogy a feszültség 100% -ról 0% -ra csökken, majd az LVRT tesztelés során helyreállt. A modul hőmérséklete 85 fokon belül stabil maradt, sérülés nélkül.
A szoftver algoritmusok javítják a válasz sebességét. A modell prediktív kontroll (MPC) alapú LVRT algoritmus 10 kHz -re növeli a mintavételi frekvenciát, amely ötször gyorsabb, mint a hagyományos PI -kontroll. Meg tudja határozni a feszültségcseppeket és beállíthatja a kimeneti áramot 5ms -en belül. A német frekvenciaváltó gyártója által kifejlesztett „rácsimpedanciaérzékelő” technológia valós időben meghatározhatja a feszültségcsökkenések okát (hibák vagy terhelésváltozások), és ennek megfelelően beállíthatja a reaktív teljesítménybefecskendezési stratégiákat: A reaktív teljesítmény beinjektálását a hibák során (a 0,9-es teljesítménytényezővel elmarad), és a kevésbé reagálási teljesítményt a terhelés során (0,9-es teljesítmény tényezővel), a redukciós rács-helyreállítási idővel.
3 Szabványok és forgatókönyvek: A globális adaptáció technológiai játék
Az LVRT szabványok megkülönböztetése a különböző országokban teszteli a termékek kompatibilitását. A kínai GB/T 19964 megköveteli, hogy a fotovoltaikus frekvenciaváltók 2 másodpercig a rácshoz kapcsolódjanak, amikor a feszültség 20%-ra esik; Az EU EN 50530 kimondja, hogy amikor a feszültség 0%-ra esik, azt 150 ms -ra kell támogatni; Az USA UL 1741 SA alacsony feszültség alatt hangsúlyozza az aktív teljesítmény -visszanyerési sebességet (a hibaelhárítás után 2 másodpercen belül 90% -ra visszaállított). Annak érdekében, hogy megfeleljen a globális piacnak, egy bizonyos vállalkozás kifejlesztett egy "programozható LVRT -görbét", amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy 20 különböző szabványos keresztező funkciót konfiguráljanak a szoftveren keresztül. A termék a világ több mint 100 országában akadálymentes alkalmazásokat ért el.
A komplex energiahálózat forgatókönyveinek adaptív ellenőrzése. A gyenge energiahálózatban (például a távoli elosztóhálózatokban) a feszültségcseppeket harmonikus torzítással lehet kísérni, és az invertereknek anti -harmonikus képességekkel kell rendelkezniük (a teljes harmonikus torzítási sebesség THD<5%); In a multi inverter cluster scenario, it is necessary to avoid current oscillations during the LVRT process. A wind farm used "cluster coordinated control" to control the current deviation of 50 inverters within 5%, avoiding secondary faults. These practices demonstrate that LVRT technology has evolved from simply meeting standards to a system level solution that adapts to complex power grid environments.
Mivel az új energia aránya meghaladja a 40%-ot, az LVRT technológia az "opcionális konfigurációról" egy "kötelező követelményre" változik. A következő generációs inverterek LVRT képessége kiterjeszti a "Nagyfeszültségű út (HVRT)" és a "Frekvenciaváltás" -ra, hogy teljes forgatókönyv -reakciót érjen el a rács rendellenességeire. Ez a technológiai átmenet a „passzív adaptációról” az „aktív támogatásról” a rácshoz csatlakoztatott invertereket nemcsak az energiakonverziós eszközökről, hanem az „intelligens szabályozók” számára is lehetővé teszi a hálózati stabilitás fenntartásához, és alapvető támogatást nyújt az új energiarendszerek felépítéséhez.