Elektrisüsteemis võib energiasalvestusseadmete integreerimine mõjutada võre võimsustegurit, eriti teatud tööstsenaariumide korral, mis võib põhjustada võimsusteguri vähenemist ja põhjustada elektrit tarbivate ettevõtete trahve. See on kahjulik energiahoidla majanduslikule kasule ja ettevõtete elektritarbimisele. Miks vähendab energiasalvestuse integreerimine elektrivõrgu võimsustegurit ja kuidas seda käsitleda?
1 Energia salvestamise integreerimise põhjustatud vähese võimsusega teguri põhjas põhjus
Võimsustegur on oluline näitaja aktiivse võimsuse osakaalu mõõtmiseks koguvõimsuses energiasüsteemis. Power Factor=p\/s, kus P on aktiivne võimsus ja S on ilmne võimsus. Pärast energiasalvestussüsteemi ühendamist väheneb võimsustegur, mis on seotud peamiselt järgmiste teguritega:
1. Energia salvestamise muundurite (PCS) reaktiivsed võimsuse omadused
Energiasalvestussüsteemid on tavaliselt võrega ühendatud energiasalvestusmuundurite kaudu. PCS on sisuliselt elektrienergia muundur, mis võib operatsiooni ajal tekitada järgmisi probleeme:
Lülitusseadmete mitte ideaalsed omadused:IGBT ja muudel lülitusseadmetel on kommuteerimisprotsessi ajal mööduv reaktiivne energiavajadus, mis võib põhjustada PC -de süstimist või absorbeerimist reaktiivset võimsust võrku.
Kontrollistrateegia mõju:Kui personaalarvutid kasutavad "konstantset aktiivse võimsuse juhtimist" ilma reaktiivse jõu suletud reguleerimiseta, võib selle võimsustegur kalduda välja näiteks 1-st. Kui süsteem peab kiiresti reageerima aktiivse võimsuse kõikumistele, võivad PC-d ajutiselt neelata mahajäänud reaktiivset võimsust, mis tuleneb praeguse silmuse ribalaiuse piirangutest, mille tulemuseks on hetke jõufaktori vähenemine.
Harmooniline reostus:PCS -i PWM -modulatsioon tekitab harmoonilisi voolusid (näiteks 5. ja 7. harmoonilised), mis suurendavad süsteemi ilmset võimsust ja vähendavad kaudselt võimsustegurit.
2. Energiasalvestussüsteemi töörežiimi lülitamine
Kui energiasalvestussüsteem lülitub laadimis- ja tühjendusrežiimide vahel, võivad reaktiivvõimsuses esineda kõikumisi:
Laadimisrežiim:Energiasalvestussüsteem on samaväärne "induktiivse koormusega", mis võib absorbeerida mahajäänud reaktiivset võimsust (eriti aku laadimise varases staadiumis, kus vool on suur ja faas jääb maha).
Tühjendusrežiim:Kui PCS -i juhtimine on vale, võib see välja anda täiustatud reaktiivse võimsuse (näiteks kui aku tühjeneb, võib muundur siseneda mahtuvuslikku tööpiirkonda alalisvoolu pinge kõikumiste tõttu).
Mööduv protsess:Režiimi vahetamise ajal võib PC-de faaslukustatud silmus (PLL) kaotada lukustuse pinge kõikumiste tõttu elektrivõrgus, mille tulemuseks on reaktiivse voolu ja energiafaktori lühiajalise vähendamise kontrolli kaotamine.
3. Võrgutakistus ja süsteemi resonants
Kui energiasalvestussüsteem on ühendatud jaotusvõrguga, kui ruudustikus on induktiivne impedants (näiteks pikad jooned, trafo lekkereaktiivsus), võib see moodustada LC -resonantsskeemi koos energiasalvestussüsteemi filtreerimise kondensaatoriga:
Resonants võimendab konkreetse sagedusega harmoonilisi voolusid, mis põhjustab reaktiivse jõu suurenemist ja võimsusteguri halvenemist. Kui energiasalvestussüsteemi väljundfiltri kondensaator resoneerub ruudustiku induktiivsusega teatud harmoonilise sagedusega, võib harmooniline vool ulatuda mitu korda nimivooluni, suurendades märkimisväärselt näilist jõudu
4. mitme energiasalvestusüksuse sünergistlik mõju
Suuremahulistes energiasalvestusjaamades võivad mitu energiasalvestusüksust (näiteks akuklastrid), mis on ühendatud võrku paralleelselt
Parameetri vastuolu:Iga personaalarvutite (näiteks PI regulaatori parameetrite ja surnud aja) juhtimisparameetritel on väikesed erinevused, mille tulemuseks on reaktiivvoolu ebaühtlane jaotus paralleelse ühenduse ja mõne ühiku ülekoormamise ajal.
Ringlev praegune probleem:Paralleelsed personaalarvutid võivad genereerida pingefaasi või amplituudi erinevuste tõttu ringlevat voolu, mis sisaldab suures koguses reaktiivse võimsuskomponente ja vähendab veelgi süsteemi üldist võimsustegurit.
2 võimsusteguri halvenemise mõju
1. Suurenenud toitevõrgu kaotused:Reaktiivne võimsus võib põhjustada ülekandeliinide ja trafode suurenenud vasekaotusi, vähendades süsteemi efektiivsust.
2. pinge stabiilsus vähenenud:Lag -reaktiivne võimsus võib põhjustada elektrivõrgu pingelangust, eriti jaotusvõrgu lõpus, mis võib mõjutada muude koormuste normaalset toimimist.
3. Elektri karistuse oht:Enamikul elektrivõrkude ettevõtetel on kasutajate külgteoste tegurite hindamisnõuded (näiteks trahvid toitefaktori jaoks alla 0. 9). Kui energiategur ei vasta standardile pärast energiasalvestuse ühendamist, võib see suurendada tegevuskulusid.
4. lühendatud seadmed eluiga:Harmoonilised ja reaktiivsed voolud võivad põhjustada seadmete, näiteks trafode ja kaablite suurenenud kuumutamist, kiirendades isolatsiooni vananemist.
3 Lahendus võimsusteguri optimeerimiseks
Energiasalvestuse juurdepääsu põhjustatud energiafaktori probleemi lahendamiseks saab vastu võtta tervikliku strateegia "seadmete täiustamine+juhtimise optimeerimine+süsteemi koostöö":
1. staatiline VAR -generaator (SVG)
SVG genereerib pingeallika muunduri kaudu vajaliku reaktiivvoolu (mahajäämus või juhtimine) reaalajas, kompenseerides kiiresti energiasalvestussüsteemi reaktiivse võimsuse nõudluse (reageerimise aeg võib jõuda MS tasemele). Dünaamiline reguleerimise vahemik on lai (-1 kuni +1 toitefaktor), mis võib samaaegselt harmoonilisi mahasuruda ja sobib suure võimsusega kõikumise stsenaariumide jaoks (näiteks uue energiajaotuse ja salvestussüsteemide jaoks).
Konfiguratsioonimeetod on installida tsentraliseeritud SVG energiasalvestuse elektrijaama ruudustiku ühenduspunkti või integreerida igasse PCS-moodulisse hajutatud väikese mahutavuse SVG, et saavutada kohapealne reaktiivvõimsuse kompenseerimine.
2. Energiamuunduri (PCS) juhtimise optimeerimine
Lisage personaalarvutite juhtimisstrateegiale reaktiivne võimsus välimine silmus ja arvutage reaalajas vajalik reaktiivne võimsuse võrdlusväärtus reaalajas, tuvastades võrepinge ja voolu, nii et PC -d saavad aktiivselt välja anda või absorbeerida reaktiivset võimsust ja säilitada võimsustegurit 1.
3. Riistvara kujundamine ja parameetrite sobitamine
Optimeerige filtreerimisparameetrid:Kujundus PCS filtri parameetrid (näiteks induktiivsuse ja mahtuvuse väärtused), mis põhineb elektrivõrgu impedantsi omadustel, vältides resonantssagedusi;
Valige suure võimsusega seadmed:Kasutage lage ribalapi pooljuhtide seadmeid, näiteks räni karbiidi (sic) ja galliumnitriidi (GAN), et vähendada lülituskadusid ja reaktiivse võimsuse nõudeid;
Jagatud kompensatsioon hajutatud energiasalvestuse jaoks:Hajutatud energiasalvestuse jaoks (näiteks kasutajate küljega fotogalvaaniliste salvestussüsteemide jaoks) saab igasse energiasalvestusüksusesse paigaldada väikesed reaktiivse energiakompensatsiooni seadmed (näiteks türistori lülituskondensaatorid TSC), et vähendada reaktiivse võimsuse edastamist toitevõrgus.
4 Rakendussoovitused
1. Suuremahuliste energiaallika elektrijaamad
"Inverteri reaktiivse võimsuse juhtimise+SVG dünaamilise kompensatsiooni+aktiivne filtri harmoonilise juhtimise" kombineeritud skeemi vastuvõtmine.
2. Kasutaja poole energia salvestussüsteem (tööstuslik ja kaubanduslik energiasalvestus)
Prioriteet tuleks nimetada muunduri juhtimisstrateegia (näiteks fikseeritud võimsusteguri väärtuse seadmine) optimeerimisel koos väikeste kondensaatoripankadega staatilise reaktiivse energiakompensatsiooni saamiseks.
3. mikrovõrkude stsenaarium
Droopi juhtimise ja adaptiivse reaktiivse võimsuse kompensatsiooni vastuvõtmine koos kohalike koormuse omadustega reaktiivse väljundi dünaamiliseks reguleerimiseks, et tagada stabiilne võimsustegur kõrgem 0. 9.
5 järeldus
Energiasalvestussüsteemide integreerimine elektrivõrku põhjustab võimsusteguri vähenemist, mis on sisuliselt reaktiivsete võimsuse omaduste, harmoonilise reostuse ja süsteemi parameetrite sobitamise probleemide kombineeritud mõju tulemus. Kasutades dünaamilisi reaktiivse energiakompensatsiooniseadmeid (näiteks SVG), optimeerides PCS -i juhtimisstrateegiaid ja koordineerides elektrivõrkude ajakava, saab võimsustegurit tõhusalt parandada.