В качестве основного компонента систем хранения энергии производительность инверторов хранения энергии (ПК) напрямую влияет на эффективность и стабильность всей системы хранения энергии. Функция виртуального синхронного генератора (VSG), как стратегия управления, наделяет инверторы хранения энергии с возможностью имитировать характеристики традиционных синхронных генераторов, что позволяет им продемонстрировать уникальные преимущества в различных сценариях применения. В следующем обсуждается принцип функции VSG в инверторах хранения энергии и подробно описывает его приложения в разных областях.
1 функциональный принцип VSG
1. Обзор виртуального синхронного генератора
Виртуальный синхронный генератор (VSG) - это стратегия управления, которая позволяет инверторам хранения энергии моделировать рабочие характеристики традиционных синхронных генераторов. Благодаря этому подходу инверторы хранения энергии не только обладают инерцией и демпфирующими характеристиками традиционных синхронных генераторов, но и стабильно работают как в режимах сетки, так и в режимах сетки, обеспечивая гибкую поддержку энергии для энергосистемы.
2. Структура управления и принцип
Структура управления VSG в основном основана на принципе управления Droop и вводит виртуальную инерцию и характеристики демпфирования на этой основе. Основная идея состоит в том, чтобы улучшить уравнение движения традиционных синхронных генераторов и получить уравнения управления, применимые к электронным устройствам питания. В частности, управление VSG имитирует движения ротора и электромагнитные характеристики синхронных генераторов, позволяя инверторам хранения энергии автоматически регулировать свою выходную мощность в соответствии с изменениями в частоте и напряжении системы, что обеспечивает эффективную поддержку для энергосистемы.
3. Сравнение режимов контроля ядра
Режим PQ: фиксированная активная\/реактивная мощность, не реагирует на изменения частоты\/напряжения сетки (подходит для точного управления мощностью).
Режим VSG: динамически реагирует на нарушения сетки питания, обеспечивая инерцию, регулирование частоты и поддержку регулирования напряжения (подходит для сценариев с высокими требованиями к стабильности).
4. VSG Active Controlcy Control
С точки зрения активного управления частотой, VSG достигает регулирования частоты с помощью модулятора виртуальной частоты. Он вычисляет разницу между фактической активной мощностью выходной сигнала и номинальной активной мощностью, а затем регулирует виртуальный крутящий момент. Этот процесс аналогичен регулированию разности крутящего момента в традиционных синхронных генераторах, где уравнение активной мощности традиционного синхронного генератора вводится в электронное устройство Power через демпфирующее звено, тем самым получая уравнение активной частоты модуляции виртуальной синхронной машины. Таким образом, когда частота системы изменяется, VSG может быстро реагировать и регулировать выходную активную мощность для поддержания стабильности частоты системы.
5. VSG -реактивный контроль напряжения мощности
Для контроля реактивного напряжения мощности VSG опирается на принцип системы возбуждения традиционных синхронных генераторов. Сначала он вычисляет величину реактивной мощности на выходном конце устройства, а затем вычисляет значение отклонения напряжения с помощью коэффициента реактивной мощности. Это значение объединяется с установленной точкой напряжения для получения опорного значения напряжения, необходимого для внешней петли напряжения. Коэффициент реактивной мощности определяет смещение напряжения при изменении реактивной мощности, тем самым достигая эффективного управления напряжением системы. В режиме вне сетки реактивный цикл мощности VSG согласуется с реактивной петлей мощности в управлении Droop, обеспечивая разумное распределение реактивной мощности и стабильность напряжения системы.
2 сценарии ключевых приложений VSG
1. Микросеграмм
Островная эксплуатация: независимо поддерживает напряжение и частоту, когда она не сетка, обеспечивая непрерывное источник питания для критических нагрузок, таких как больницы и центры обработки данных.
Беспланочное переключение между подключенной к сети и сеткой OFF: участвовать в поддержке сетки в режиме подключенного к сетке и поддерживайте стабильность микросетки в режиме острова.
2. Высокая доля доступа к возобновляемой энергии
Дополнение инерции: компенсируйте дефицит инерции новых источников энергии, таких как фотоэлектрическая и ветровая мощность, а также подавляющие колебания частоты.
Плавные колебания выходных данных: подавляя колебания мощности за счет виртуального демпфирования, способность энергосистема принять возобновляемую энергию усиливается.
3. Интеллектуальная дистрибьюторская сеть и слабая текущая сеть
Поддержка динамического напряжения: обеспечить компенсацию реактивной мощности в конце распределительной сети или в слабых областях сетки для повышения стабильности напряжения.
Вспомогательное участие в обслуживании. Используя такие функции, как регулирование частоты и резервная мощность, гибкость энергосистема может быть улучшена (например, участие в вспомогательных услугах на рынке электроэнергии).
4. Система хранения энергии подключенной к сети
Улучшенная стабильность мощности сетки: моделируйте характеристики синхронных генераторов и участвуйте в регуляции частоты (например, регулирование первичной частоты и реакция инерции).
Поездка на недостатке через способность: когда напряжение силовой сетки временно падает, это помогает восстановить сетку мощности посредством поддержки реактивной мощности (например, поездка низкого напряжения через LVRT).
5. Интеграция аварийного источника питания и распределенной энергии
Быстрый отклик на аварийный источник питания: в случае сбоя сетки электроэнергии он служит независимым источником питания для поддержки локальных нагрузок (таких как чрезвычайная ситуация в стиле бедствий).
Multi Der Collaborative Control: достичь совместной оптимизации распределенных ресурсов, таких как хранилище энергии и фотоэлектрика, и повышение эффективности использования энергии.
3 Технологические преимущества VSG
1. Повысить стабильность электроснабжения:Обеспечить возможности инерции, демпфирования и частоты и регулирования напряжения, чтобы адаптироваться к «сетке с низкой инерцией питания» с высокой доли электронного оборудования, подключенного к мощности.
2. Гибкий режим работы:Поддерживает как сетку, так и выключенные режимы сетки, подходящие для различных сценариев, таких как микросетки и основные сетки.
3. Повышение качества электроэнергии:Уменьшите напряжение\/дисбаланс тока и искажение гармоники посредством компенсации отрицательной последовательности и динамического контроля.
4. Повышение экономической стоимости:Участвуя в вспомогательных услугах, таких как регулирование частоты и резервное копирование, потенциальный доход систем хранения энергии может быть увеличен.
4 Практическое применение
Сценарий микрограммы:В течение дня фотоэлектрические средства генерируют электричество через режим PQ, а ночью или на изолированных островах переключаются на режим VSG для поддержания напряжения и стабильности частоты.
Сетка подключенная энергия хранение энергии:Когда частота сетки падает, VSG быстро высвобождает мощность (отклик инерции) для подавления падения частоты (например, когда частота падает с 50 Гц до 49,5 Гц, хранилище энергии автоматически увеличивает активный выход).
Слабая текущая поддержка сети:В отдаленных областях VSG улучшает стабильность напряжения и уменьшает потери линии за счет компенсации реактивной мощности.
5 Заключение
Функция VSG в инверторах хранения энергии в качестве расширенной технологии управления обеспечивает мощную поддержку систем хранения энергии в различных сценариях применения путем моделирования характеристик традиционных синхронных генераторов. От эксплуатации микросетей до гибкого регулирования интеллектуальных сетей распределения, от вспомогательных услуг систем хранения энергии подключенной к сети до независимого источника питания в специальных сценариях, функции VSG продемонстрировали их уникальные преимущества и важные роли.