כאשר תקלות כמו מעגלים קצרים או שביתות ברק מתרחשות ברשת החשמל, וגורמות לטיפות מתח, היכולת של המתח הנמוך דרך (LVRT) של ממירי אחסון אנרגיה הופכת למפתח להבטיח יציבות רשת. טכנולוגיה זו מחייבת את המהפך להישאר מחוברת לרשת ולספק תמיכה בכוח תגובתי גם כאשר המתח יורד לרמה מסוימת (כגון 20% מהמתח המדורג), ונמנע מתגובת שרשרת הנגרמת כתוצאה מניתוק בקנה מידה גדול. זוהי "תעודת הכניסה" עבור מערכות אחסון אנרגיה להשתתף בוויסות גילוח שיא ברשת ויסות תדרים, והיא גם אחד ממדדי הליבה למדידת ביצועי המהפך.
1 תגובה מדורגת לירידת מתח: תגובה מדויקת של עדין לעומק
הליבה של טכנולוגיית LVRT היא לאמץ אסטרטגיות שונות על בסיס מידת ירידת המתח. כאשר המתח יורד ל 50% -90% (ירידה קלה), המהפך מתעדף שמירה על תפוקה פעילה יציבה תוך הזרקת כמות קטנה של כוח תגובתי (בערך 20% מהספק המדורג) כדי לסייע בהשבת מתח הרשת. כאשר כישלון שנאי גרם לירידה במתח של 70% במערכת אחסון אנרגיה בפארק תעשייתי, המהפך כיוון את תפוקת ההספק המגיבה תוך 0.1 שניות, מה שמאפשר למתח לחזור לרמות רגילות תוך 2 שניות מבלי להשפיע על ייצור המפעל.
כאשר המתח יורד ל -20% -50% (ירידה בינונית), המהפך מפחית את התפוקה הפעילה (מתחת ל 50%), מגביר את הזרקת ההספק המגיבה (עד 50% מהספק המדורג), ומפצה במהירות על מחסור כוח תגובתי ברשת דרך מצב SVG (Static var, גנרטור). על פי תקן GB/T 36547-2018 בסין, ממירי אחסון אנרגיה חייבים לשמור על ירידת מתח של לפחות 625ms מבלי להתנתק מהרשת כאשר המתח יורד ל 20%. מותג מסוים של מוצר יכול לפעול ברציפות למשך 2 שניות במצב זה באמצעות אלגוריתמי בקרה מיטביים, תוך הרבה חריגה מהדרישות הסטנדרטיות.
לנוכח מצבים קיצוניים שבהם המתח יורד ל -0-20% (ירידה עמוקה), המהפך נכנס למצב "מניעת אי-איי", מנתק את מרבית התפוקה הפעילה ורק שומר על הזרם המינימלי כדי לאתר את מצב הרשת, תוך הכנה להתחבר מחדש לרשת. במהלך תהליך התאוששות המתח, המהפך מאמץ אסטרטגיה "התחלה רכה", והעוצמה הפעילה עולה בהדרגה בשיעור של 5%/מ.מ. כדי להימנע מגורם להשפעה משנית על רשת הכוח.
2 שיתוף פעולה של חומרה ותוכנה: תמיכה טכנית ליכולת מעבר
עיצוב חומרה הוא הערבות הבסיסית של LVRT. מכשירי הכוח של המהפך נבחרים כ- IGBTs עמידים בפני מתח גבוה (כגון מפרט 1200V/600A), עם אנרגיה מפולת (EAS) של עד 500 מ"ג, שיכולים לעמוד בדוקרני מתח במהלך תקלות; הצד DC מצויד בקבל אלקטרוליטי גדול בקיבולת (מעל 1000 מיקרו F), המשחרר אנרגיה לשמירה על יציבות אוטובוס DC במהלך טיפות מתח. ניתן לשלוט על תנודת מתח האוטובוס של מוצר מסוים בתוך ± 10%.
אלגוריתמי תוכנה קובעים את הדיוק ואת מהירות המעבר. בקרת ציר DQ ניתוק בקרה המבוססת על תיאוריית כוח מיידית יכולה להפריד בין זרמים פעילים ותגוביים בטווח של 100 מיקרומטר ולהשיג ויסות עצמאי; אלגוריתם הבקרה החיזוי יכול לחזות את מגמת התאוששות המתח 5ms מראש ולהתאים את אסטרטגיית הפלט. המדידה בפועל של פרויקט אחסון אנרגיה בצד הרשת מציגה כי למהפך המשתמש באלגוריתם זה יש זמן תגובת כוח תגובתי של 20 מ 'בלבד כאשר המתח יורד ל -30%, המהיר פי שלושה מאשר בקרת PI המסורתית.
מעגל גילוי התקלות צריך להיות בעל מאפיין "עיכוב אפס". על ידי שילוב של משווה חומרה לסינון תוכנה, המהפך יכול לזהות תקלות טיפת מתח בתוך 2MS, הימנעות משיפוט שגוי. בתחנת כוח משולבת של אחסון רוח, המהפך הבחין בהצלחה בין ירידת המתח האמיתי הנגרמת כתוצאה משביתות ברק לבין תנודות המתח החולף הנגרמת כתוצאה מהפעלה מוטורית, ללא כל טעות.
3 אימות מבוסס תרחיש: בדיקות קפדניות ממעבדה לאתר
במעבדה, ביצועי LVRT קיבלו תוקף באמצעות "סימולטור טיפת מתח". הסימולטור יכול לייצר צורות גל מתח עם עומקי טיפה שונים (0-100%) ומשך (0.1S-2S) כדי לבדוק את מאפייני הפלט של המהפך בתנאי הפעלה שונים. על פי בדיקות שנערכה על ידי סוכנות הסמכה, ממירים שהוסמכו על ידי LVRT לא הראו הזדקנות משמעותית של מכשירי כוח לאחר 1000 מחזורי בדיקה, עם שיעור השפלה של ביצועים של פחות מ- 5%.
באפליקציות באתר מתמודדים עם אתגרים מורכבים יותר. ברשת ההפצה, ירידת המתח מלווה לעתים קרובות בעיוות הרמוני, והממירים צריכים להיות בעלי יכולת להתנגד להתערבות הרמונית; באזורים עשירים באנרגיה חדשה, כאשר ממירים מרובים מגיבים בו זמנית ל- LVRT, נדרש תיאום תקשורת כדי למנוע מתח יתר הנגרם כתוצאה מסופרפוזיציה של כוח תגובתי. תחנת חשמל מסוימת לאחסון אנרגיה פוטו -וולטאית שלטה על סטיית תפוקת החשמל המגיבה של 20 ממירים בתוך ± 5% באמצעות בקרת אשכול, והבטיחה תהליך התאוששות מתח חלק.
עם התלות ההולכת וגוברת של רשת הכוח באנרגיה חדשה, דרישות הטכנולוגיה של LVRT משדרגות כל העת. התקן האחרון של האיחוד האירופי מחייב ממירים לשמור על ירידת מתח של 0% עבור 150ms מבלי להתנתק מהרשת, וכמה אזורים בסין הרחיבו גם את זמן ה- LVRT ל 1.5 שניות. הנסיעה במתח הנמוך באמצעות יכולת של ממירי אחסון אנרגיה השתנתה מ"פונקציה אופציונלית "ל"ביצוע חיוני". זה לא רק מבטיח את הבטיחות של מערכת אחסון האנרגיה עצמה, אלא גם הופכת לתמיכה חשובה ברשת הכוח להתמודד עם תקלות ולשמור על יציבות, מה שהופך את האנרגיה הנקייה לחוסמת יותר בתהליך ההשתלבות ברשת החשמל.