Dan id-dokument jiffoka fuq il-metodi ta 'implimentazzjoni tal-Ġeneratur Sinkroniku Virtwali tal-Ħażna tal-Enerġija (VSG) u r-rwol ta' appoġġ sinifikanti tiegħu għall-grid tal-enerġija. Biż-żieda fil-penetrazzjoni ta 'sorsi ta' enerġija distribwiti bħall-ġenerazzjoni ta 'enerġija fotovoltajka, l-istabbiltà tal-grilja tal-enerġija tiffaċċja sfidi minħabba l-każwali u l-intermittenza tagħhom.
It-teknoloġija VSG tippermetti li sorsi ta 'enerġija distribwiti juru karatteristiċi simili għal ġeneraturi sinkroniċi tradizzjonali meta jkunu konnessi mal-grilja billi jissimulaw il-karatteristiċi mekkaniċi u esterni ta' ġeneraturi sinkroniċi, u b'hekk ittejjeb l-istabbiltà u l-affidabbiltà tal-grilja tal-enerġija. Dan id-dokument l-ewwel jintroduċi l-metodi ta 'implimentazzjoni ta' Energy Storage VSG mill-aspetti ta 'strateġiji ta' kontroll u arkitetturi tas-sistema. Imbagħad, telabora dwar ir-rwol ta 'appoġġ tal-Ħażna tal-Enerġija VSG għall-grilja tal-enerġija f'termini ta' appoġġ ta 'frekwenza, appoġġ ta' vultaġġ, u titjib tal-istabbiltà tal-grilja tal-enerġija. Fl-aħħarnett, ġew esposti x-xenarji ta 'applikazzjoni tat-teknoloġija VSG1.
1.Strateġija ta 'kontroll għal Ġeneratur Sinkroniku Virtwali
L-idea ewlenija tal-kontroll VSG hija li tissimula l-ekwazzjoni tal-moviment tar-rotor u l-ekwazzjoni transitorja elettromanjetika ta 'ġeneratur sinkroniku billi tikkontrolla l-vultaġġ tal-ħruġ u l-kurrent tal-inverter. L-istrateġija bażika tal-kontroll tagħha ġeneralment tinkludi l-partijiet li ġejjin:
1.Simulazzjoni ta 'l-ekwazzjoni ta' l-Angolu tal-Power: Issimula l-ekwazzjoni tal-moviment tar-rotor ta 'ġeneratur sinkroniku biex tistabbilixxi r-relazzjoni bejn il-qawwa attiva tal-ħruġ u l-frekwenza angolari virtwali.
2.Simulazzjoni ta 'ekwazzjoni ta' vultaġġ: Simula l-ekwazzjoni ta 'eċitazzjoni ta' ġeneratur sinkroniku biex tistabbilixxi r-relazzjoni bejn il-qawwa reattiva tal-ħruġ u l-potenzjal intern virtwali.
3.Kalkolu u filtrazzjoni tal-qawwa: Biex tikkalkula b'mod preċiż l-output tal-qawwa attiva u reattiva mill-inverter, huwa meħtieġ li tinġabar il-vultaġġ u l-kurrent tal-ħruġ u twettaq proċessar ta 'filtrazzjoni korrispondenti biex telimina l-influwenza ta' ħsejjes ta 'frekwenza għolja u disturbi tal-grilja.
4.Sostituzzjoni ta 'Phase Locked Loop (PLL): Fil-kontroll VSG, il-linja tradizzjonali msakkra tal-fażi normalment mhix meħtieġa. Il-frekwenza angolari virtwali hija kkalkulata direttament mill-ekwazzjoni tal-Angolu tal-qawwa, u tinkiseb sinkronizzazzjoni mal-grilja tal-enerġija. Dan jevita l-problema possibbli tat-telf tal-illokkjar tal-PLL taħt kundizzjonijiet dgħajfa tal-grilja tal-enerġija2.
Fis-sistema tal-ħażna tal-enerġija ibrida fotovoltajka bbażata fuq VSG-, il-kontroll VSG tal-konvertitur tal-ħażna tal-enerġija normalment jirċievi struzzjonijiet tal-enerġija mill-EMS. L-EMS tikkalkula l-valuri ta 'referenza tal-qawwa attiva u reattiva li s-sistema tal-ħażna tal-enerġija teħtieġ li tipprovdi abbażi ta' informazzjoni bħal produzzjoni fotovoltajka, domanda tat-tagħbija, status tal-grilja, u SOC tal-ħażna tal-enerġija. Il-kontrollur VSG tal-konvertitur tal-ħażna tal-enerġija, ibbażat fuq dawn il-valuri ta 'referenza u billi jissimula l-karatteristiċi tal-ġeneraturi sinkroniċi, jikkontrolla l-output tal-inverter biex jikseb regolazzjoni preċiża tal-enerġija u appoġġ inerzjali għall-grilja tal-enerġija.3.
Barra minn hekk, fid-dawl tal-karatteristiċi tal-konnessjoni tal-grilja fotovoltajka, jeħtieġ li jitqiesu wkoll xi strateġiji speċjali ta 'kontroll:
Strateġija ta 'kontroll koordinat: Kif tikkoordina l-kontroll bejn inverters fotovoltajċi u konvertituri tal-ħażna tal-enerġija biex tinkiseb l-aħjar tħaddim tas-sistema kollha. Pereżempju, meta l-frekwenza tal-grilja tinżel, is-sistema tal-ħażna tal-enerġija tipprovdi appoġġ inerzjali billi tirrilaxxa qawwa attiva malajr permezz tal-kontroll VSG, filwaqt li s-sistema fotovoltajka tista 'tbaxxi moderatament il-punt MPPT biex tipparteċipa fir-regolazzjoni tal-frekwenza.
Ġestjoni tas-SOC tal-ħażna tal-enerġija: Is-SOC tal-batteriji tal-ħażna tal-enerġija huwa fattur ewlieni li jaffettwa l--operazzjoni stabbli fit-tul tas-sistema. L-istrateġiji ta 'ġestjoni SOC jeħtieġ li jiġu integrati fil-kontroll VSG biex jipprevjenu l-iċċarġjar żejjed jew il-ħatt żejjed tal-batterija.
Adattabilità tal-grilja dgħajfa: Taħt kundizzjonijiet tal-grilja dgħajfa, l-impedenza tal-grilja hija relattivament għolja, u l-vultaġġ u l-frekwenza huma aktar suxxettibbli għall-varjazzjoni. Il-kontroll VSG jeħtieġ li jiġi ottimizzat għal karatteristiċi dgħajfa tal-grilja biex itejjeb il-marġni ta 'stabbiltà tas-sistema4.
2.Arkitettura tas-Sistema tal-Ħżin tal-Enerġija VSG
Is-sistema ta' konnessjoni tal-grilja tal-ħażna tal-enerġija VSG - hija magħmula prinċipalment minn matriċi fotovoltajċi, sistemi ta 'ħażna tal-enerġija, inverters, u unitajiet ta' kontroll VSG.
Array fotovoltajku: Huwa responsabbli għall-konverżjoni tal-enerġija solari f'enerġija elettrika DC, li hija s-sors tal-enerġija tas-sistema. L-inverter fotovoltajku jista 'jadotta l-istrateġija ta' kontroll Maximum Power Point Tracking (MPPT) biex timmassimizza l-estrazzjoni tal-enerġija mill-firxa fotovoltajka, jew tipparteċipa fil-kontroll koordinat tas-sistema meta s-sistema teħtieġha, u tipprovdi ċertu appoġġ.
Sistema ta' Ħażna tal-Enerġija: Normalment, jintużaw batteriji jew super - capacitors. Permezz tal-konvertitur DC bidirezzjonali - DC, il-ħażna u r-rilaxx tal-enerġija huma realizzati biex jrażżnu l-varjazzjonijiet tal-ħruġ tal-enerġija fotovoltajka u jtejbu l-istabbiltà tas-sistema. L-unità tal-ħażna tal-enerġija tadotta arkitettura ta' kontroll tal-linja doppja - ibbażata fuq il-konvertitur DC bidirezzjonali - DC. Il-kontroll tal-linja ta 'barra - jadotta strateġija ta' kontroll tal-ekwalizzazzjoni tal-vultaġġ - biex iżomm l-istabbiltà tal-vultaġġ tal-linja DC - permezz ta 'regolatur PI, b'ħin ta' rispons ta 'Inqas minn jew ugwali għal 5 ms. Il-kontroll tal-linja ta' ġewwa - jimplimenta l-kontroll tad-diżakkoppjar tal-kurrent biex jittraċċa b'mod preċiż il-kurrent ta' referenza billi juża feedback tal-istat, b'koeffiċjent ta' tmewwiġ kurrenti ta'<1.5%.
Inverter: Jikkonverti l-enerġija elettrika DC f'enerġija elettrika AC u jirrealizza s-sinkronizzazzjoni u r-regolamentazzjoni mal-grilja tal-enerġija permezz tal-unità ta 'kontroll VSG. Fis-sistema tal-ħażna tal-enerġija - VSG, il-kontroll VSG ġeneralment jiġi applikat għall-konvertitur tal-ħażna tal-enerġija - jew il-konvertitur integrat minħabba li s-sistema tal-ħażna tal-enerġija - għandha l-abbiltà ta 'fluss ta' enerġija bidirezzjonali, li hija aktar adattata biex tissimula l-kontroll tal-qawwa attiva u reattiva ta 'ġeneraturi sinkroniċi.
Unità ta 'Kontroll VSG: Hija l-qalba tas-sistema. Billi tissimula l-ekwazzjoni tal-moviment tar-rotor u l-ekwazzjoni reattiva tal-kontroll tal-vultaġġ - ta 'ġeneraturi sinkroniċi, tirrealizza r-regolazzjoni tal-frekwenza u l-vultaġġ tal-grilja tal-enerġija. L-unità ta 'kontroll VSG tinkludi wkoll modulu ta' kalkolu u filtrazzjoni tal-enerġija, li jiġbor il-vultaġġ u l-kurrent tal-ħruġ u jwettaq proċessar ta 'filtrazzjoni korrispondenti biex jelimina l-influwenza ta' storbju ta 'frekwenza għolja - u disturbi fil-grilja5.
3.Rwol ta 'Support tal-Ħżin tal-Enerġija VSG għall-Grid tal-Enerġija
3.1 Appoġġ tal-Frekwenza
Appoġġ għall-Inerzja: Fis-sistema tal-enerġija, il-ġeneraturi sinkroniċi tradizzjonali għandhom rwol ewlieni fl-istabbiltà tal-frekwenza tas-sistema bis-saħħa tal-inerzja rotazzjonali tagħhom. Meta l-frekwenza tal-grilja tvarja, l-inerzja rotazzjonali tal-ġeneraturi sinkroniċi tista 'tassorbi jew tirrilaxxa l-enerġija kinetika, u b'hekk tnaqqas ir-rata tal-bidla tal-frekwenza. Il-ħażna tal-enerġija VSG jissimula l-inerzja tar-rotor ta 'ġeneraturi tradizzjonali permezz ta' inerzja virtwali. Meta l-frekwenza tal-grilja tinbidel, VSG jista 'malajr jirrilaxxa jew jassorbi l-enerġija biex inaqqas ir-rata tal-bidla tal-frekwenza. Pereżempju, meta l-frekwenza tal-grilja tinżel f'daqqa, il-VSG b'inerzja virtwali se jirrilaxxa l-enerġija skont l-ekwazzjoni tal-moviment tar-rotor, iżid il-produzzjoni tal-qawwa attiva u jrażżan it-tnaqqis ulterjuri tal-frekwenza.
Regolament tal-Frekwenza: VSG jista 'jipparteċipa fir-regolazzjoni tal-frekwenza primarja tal-grilja tal-enerġija permezz tal-istrateġija tal-kontroll tal-waqgħa tal-frekwenza tal-qawwa -. Jikkonfigura żona ta 'frekwenza - modulazzjoni mejta - ta' 2% tal-qawwa nominali/0.1 Hz u juża kontroll droop biex jikseb regolazzjoni awtomatika tal-frekwenza fil-medda ta '±0.5 Hz, b'ħin ta' rispons ta '<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.
3.2 Appoġġ ta 'Voltage
Reattiv - Kontroll tad-Droop tal-Vultaġġ għar-Regolament tal-Vultaġġ: VSG jikkontrolla l-vultaġġ tal-ħruġ billi jissimula s-sistema ta 'eċitazzjoni ta' ġeneraturi sinkroniċi, jiġifieri permezz tal-karatteristika reattiva ta 'waqgħa tal-vultaġġ -. Jikkalkula l-valur tad-devjazzjoni tal-qawwa reattiva u mbagħad taġġusta l-vultaġġ biex tirrealizza l-kontroll effettiv tal-vultaġġ tas-sistema. Fil-grid tal-enerġija, meta l-vultaġġ ivarja, VSG jista 'jaġġusta l-qawwa reattiva tal-ħruġ skont il-karatteristika ta' waqgħa tal-vultaġġ reattiv -. Pereżempju, meta l-vultaġġ tal-grilja jinżel, VSG se jżid il-produzzjoni tal-qawwa reattiva, u l-qawwa reattiva se taġixxi fuq il-grilja biex tgħolli l-vultaġġ; meta l-vultaġġ tal-grilja jogħla, VSG se jnaqqas l-output ta 'qawwa reattiva biex ibaxxi l-vultaġġ.
Appoġġ Reattiv Dinamika fi Grids Dgħajfin: F'sitwazzjonijiet ta 'modalità - dgħajjef jew gżira -, il-ħażna tal-enerġija - VSG tista' tintuża bħala sors ta 'vultaġġ biex tipprovdi appoġġ. F'żoni tal-grilja - dgħajfa, l-impedenza tal-grilja hija relattivament għolja, u l-vultaġġ u l-frekwenza huma aktar probabbli li jvarjaw. VSG jista 'jtejjeb l-istabbiltà tal-vultaġġ billi jipprovdi kumpens reattiv. Pereżempju, f'xi żoni remoti bi grilji ta 'enerġija dgħajfa, VSG jista' jaġġusta l-qawwa reattiva tal-ħruġ f'ħin reali - skont is-sitwazzjoni tal-vultaġġ tal-grilja tal-enerġija, li tikkumpensa għan-nuqqas ta 'enerġija reattiva - tal-grilja tal-enerġija u żżomm l-istabbiltà tal-vultaġġ7.
3.3Titjib tal-Istabbiltà tal-Grid tal-Enerġija
Soppressjoni tal-Oxxillazzjoni tas-Sistema: Il-kontroll VSG jissimula l-karatteristiċi tad-damping tal-ġeneraturi sinkroniċi, li jistgħu jrażżnu b'mod effettiv l-oxxillazzjoni tas-sistema u jtejbu l-prestazzjoni tar-rispons dinamiku tas-sistema. F'sistema ta 'enerġija bi proporzjon għoli ta' sorsi ta 'enerġija rinnovabbli, minħabba n-nuqqas ta' damping ta 'apparat elettroniku tal-enerġija, is-sistema hija suxxettibbli għall-oxxillazzjoni tal-enerġija taħt ċerti disturbi. VSG jista 'jintroduċi damping virtwali permezz ta' algoritmi ta 'kontroll. Meta s-sistema jkollha varjazzjonijiet jew oxxillazzjonijiet tal-qawwa, id-damping virtwali se jkollu rwol fit-trażżin tal-oxxillazzjoni u jagħmel is-sistema malajr terġa 'lura għal stat stabbli.
Titjib tal-Ħsara - Ride - Permezz tal-Kapaċità: It-teknoloġija VSG tista' ttejjeb il-ħsara - Ride - permezz tal-kapaċità ta' sistemi ta' ħżin tal-enerġija -. Meta l-vultaġġ tal-grilja jinżel temporanjament, VSG jista 'jgħin lill-grilja tal-enerġija tirkupra permezz ta' appoġġ reattiv. Pereżempju, fil-każ ta 'rikba ta' vultaġġ baxx - - permezz (LVRT), VSG jista 'jaġġusta l-qawwa reattiva tal-ħruġ skont is-sitwazzjoni tal-waqgħa tal-vultaġġ, jipprovdi kumpens reattiv għall-grilja tal-enerġija, u jgħin lill-grilja tal-enerġija malajr terġa' tirrestawra l-istabbiltà tal-vultaġġ, tevita l-iskonnessjoni tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija - waqt disturbi tal-grilja u ttejjeb l-istabbiltà tal-grilja u l-affidabbiltà tal-grilja.
Qlib bla xkiel bejn Grid - Konnessa u Modalità Gżira -: Ħażna ta' Enerġija - VSG jappoġġja swiċċjar bla xkiel bejn grid - konness u modalità gżira -. Fil-grilji mikro -, matul il-ġurnata, il-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka tista 'topera fil-modalità PQ, u bil-lejl jew fil-modalità gżira -, tista' tinbidel għall-modalità VSG biex tinżamm l-istabbiltà tal-grilja mikro -. Din il-kapaċità ta' swiċċjar - bla xkiel tiżgura l-provvista ta' enerġija kontinwa ta' tagħbijiet ewlenin (bħal sptarijiet, ċentri tad-dejta) u ttejjeb l-affidabbiltà u l-flessibilità tas-sistema tal-enerġija8.
4.Xenarji ta 'applikazzjoni
Xenarji ta' aċċess għall-enerġija ġodda ta'-proporzjon għoli: Bl-integrazzjoni-skala kbira ta' enerġija ġdida, l-inerzja u l-kapaċità ta' ċirkwit qasir-tal-grilja tal-enerġija naqsu, u l-istabbiltà tal-frekwenza u l-vultaġġ qed tiffaċċja sfidi. Kemm il-ġeneraturi sinkroniċi virtwali kif ukoll il-ħżin tal-enerġija strutturat tal-grid-għandhom valur ta' applikazzjoni sinifikanti f'dan ix-xenarju. Jistgħu jipprovdu appoġġ inerzjali u ta 'damping meħtieġ għal sistemi ġodda ta' ġenerazzjoni tal-enerġija tal-enerġija, itejbu l-istabbiltà u l-affidabbiltà tal-grilja tal-enerġija, iżidu l-kapaċità li jakkomodaw enerġija ġdida, u jiżguraw it-tħaddim sikur u stabbli ta 'sistemi tal-enerġija bi proporzjon għoli ta' enerġija ġdida.
Xenarju ta' mikrogrid: F'xenarju ta' mikrogrid, kemm jekk tkun operazzjoni-konnessa mal-grilja jew operazzjoni off-grid, hija meħtieġa provvista tal-enerġija stabbli u affidabbli biex tinżamm l-istabbiltà tal-vultaġġ u l-frekwenza tas-sistema. Is-sistema tal-ħażna tal-enerġija kkontrollata minn ġeneraturi sinkroniċi virtwali tista 'tipprovdi appoġġ stabbli tal-enerġija għall-mikrogrids bħall-ġeneraturi tad-diżil tradizzjonali, li tikseb swiċċjar bla xkiel u tħaddim indipendenti tal-mikrogrids. Ħażna tal-enerġija li tifforma grid-, ibbażata fuq teknoloġija ta 'ġeneratur sinkroniku virtwali, tista' sservi bħala s-sors tal-enerġija ċentrali tal-mikrogrids, tibni u tappoġġja l-operat stabbli tal-mikrogrids, u ttejjeb l-affidabbiltà tal-provvista tal-enerġija u l-kwalità tal-enerġija tal-mikrogrids.
Servizzi awżiljarji tal-grid-ġenb: Grid-ħażna ta' enerġija strutturata tipparteċipa f'servizzi awżiljarji bħar-regolazzjoni tal-frekwenza u r-regolazzjoni tal-vultaġġ, u tipprovdi rispons ta' inerzja u appoġġ dinamiku permezz tat-teknoloġija VSG.
Grilji tal-enerġija dgħajfa u żoni remoti: F'żoni b'saħħa dgħajfa tal-grilja tal-enerġija jew reġjuni remoti, grid-ħażna tal-enerġija strutturata tipprovdi kapaċità ta' ċirkwit qasir- u appoġġ ta' vultaġġ permezz tat-teknoloġija VSG, u tnaqqas id-dipendenza fuq ġeneraturi tad-diżil9.
1.CSDN, teknoloġija tal-ġeneratur sinkroniku virtwali tal-ħażna tal-enerġija.
2.CSDN, sistema ta' ħażna ta' enerġija ibrida fotovoltajka konnessa mal-grid-ibbażata fuq ġeneratur sinkroniku virtwali b'simulazzjoni Simulink.
3.Li Yongli, Li Yi. Id-distribuzzjoni tal-enerġija u l-metodu ta 'kontroll tal-inerzja virtwali għal sistemi ta' ħażna tal-enerġija ibrida fotovoltajka bbażati fuq ġeneraturi sinkroniċi virtwali. CN202211422434.1 [2025-04-20].
4.Dai Jiaoyang, Inġinerija Elettrika. Riċerka dwar l-Istrateġija tad-Distribuzzjoni tal-Enerġija u l-Istabbiltà tas-Sistema tal-Ġeneratur Sinkroniku Virtwali tal-Ħażna tal-Enerġija Ibrida [D] Huazhong University of Science and Technology [2025-04-20].
5.CSDN, Grid VSG ta' Sinkronizzazzjoni Virtwali-Qawwa Attiva u Reattiva konnessa Wara Riċerka dwar Ħażna ta' Enerġija Fotovoltajka (implimentata permezz ta' simulazzjoni Simulink).
6.Pjattaforma ta' skambju ta 'livell għoli-nazzjonali għal dokumenti ta' riċerka xjentifika u Informazzjoni teknoloġika, ittejjeb l-istrateġija ta 'kontroll tal-ħażna fotovoltajka VSG taħt vultaġġ tal-grilja żbilanċjat.
7.Informazzjoni VIP, Apparat ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija reattiva statika tat-Tip tal-Ħażna tal-Enerġija u l-kontroll tas-sors ta 'vultaġġ sinkroniku tiegħu awto-.
8.NSTL, Ġeneratur Sinkroniku Virtwali Kontroll Adattiv tal-Power Station tal-Ħażna tal-Enerġija Ibbażat fuq Limitazzjonijiet Fiżiċi.
9.CSDN, Ir-Relazzjoni bejn Ġeneraturi Sinkroniċi Virtwali u Ħażna tal-enerġija strutturata tal-Grid-.