Синтетичка инерција у синтетичком синхроном генератору (ВСГ) за мрежу-формирање система за конверзију снаге (ПЦС)

Са све већим продором нове енергије ветра и сунца и континуираним гашењем традиционалних синхроних јединица, енергетски системи улазе униска{0}}ера инерције. Системи за конверзију енергије (ПЦС) за фотонапон и складиштење енергије, као енергетски електронски уређаји засновани на инвертерима{1}}, немају ротирајуће роторе и немају природну ротациону инерцију. Када дође до поремећаја у електричној мрежи, брзина промене фреквенције (РоЦоФ) ће нагло порасти, лако ће покренути каскадне грешке и велике-догађаје ван{4}}мреже.

Једна од основних технологијаМрежа{0}}Компјутери за формирање (ГФМ).јеСинтетичкиАлгоритам синхроног генератора (ВСГ).. Он решава једначину кретања ротора синхроних генератора у софтверу и конструише синтетичку ротациону инерцију преко кода, омогућавајући електронској опреми са статичном снагом да испоручи подршку инерцији слично као код конвенционалних парних или хидроелектричних јединица за генерисање. Ово је такође кључ за стабилан рад складишта енергије у сценаријима слабе мреже.

И. Основни принцип ВСГСинтетичка инерција

Конвенционални синхрони генератори се ослањају на кинетичку енергију ускладиштену у масивним роторима. Када фреквенција мреже падне, ротори ослобађају кинетичку енергију да би спречили брзу варијацију фреквенције; када фреквенција расте, они апсорбују вишак снаге да обуздају скокове фреквенције, у суштини формирајући физички ефекат замајца.

ВСГ не зависи од механичких компоненти. Уместо тога, решава једначину кретања ротора унутар ПЦС контролера:

J: Синтетичкимомент инерције(конфигурисано софтверским параметрима)

Пₘ: Референтна синтетичка механичка снага

Пₑ: Стварна излазна електромагнетна снага ПЦС-а

D: Синтетички коефицијент пригушења

ω: Унутрашња синтетичка угаона брзина ПЦС-а

ωг: Измерена угаона брзина мреже

Када дође до несташице електричне енергије у електричној мрежи и угаона брзина мреже ωг опадне, у једначини се појављује неуравнотежен члан снаге. Контролер одмах црпи електричну енергију из батерије за складиштење енергије и даје додатну снагу инерцијиограничити брзину промене фреквенције (РоЦоФ)и успоравају пад фреквенције. Насупрот томе, у случају вишка снаге и пораста фреквенције, ПЦС апсорбује вишак енергије да би сузбио брзу ескалацију фреквенције.

ИИ. Анализа типичне ВСГСинтетичка инерцијаКод (МАТЛАБ пример)

Испод је типичан код имплементације за контролу синтетичке инерције:

Дефинишите временску константу синтетичке инерције Тᵥᵢᵣₜ, која се обично креће од 2~8 с, што представља снагу инерционе подршке;

Израчунајте основну угаону фреквенцију ​​​​​ωбₐₛₑ из номиналне фреквенције, а затим изведите синтетички момент инерције ​​​​​Јᵥᵢᵣₜ ;

Узорак фреквенције мреже на две узастопне временске ознаке и израчунајте брзину промене угаоне фреквенције дω/дт (одговара РоЦоФ);

Израчунајте додатну снагу инерције Пᵢₙₑᵣₜᵢₐ користећи Јᵥᵢᵣₜ и брзину варијације угаоне фреквенције;

Суперпонирајте инерциону снагу на оригиналну референцу снаге Пᵣₑф да бисте добили коначну наредбу ПЦС излазне снаге Пᵣₑфₜₒₜₐₗ.

ИИИ. Суштинске разлике између ВСГ-аСинтетичка инерцијаи Грид{0}}Фолловинг (ГФЛ)

Претпоставка за мрежне{0}}конверторе је да сама мрежа делује као крути извор напона. У слабим мрежама са великом импедансом линије, напон на тачки заједничког спајања (ПЦЦ) лако се помера, фазно-закључана петља има тенденцију да изгуби стабилност, а ефекат додатне синтетичке инерције је у великој мери ослабљен.

ГФМ ВСГ ПЦС више не зависи од спољне круте мреже и служи као напонско сидро. Чак и када мрежни-однос кратког споја (СЦР) падне на 1,5 или ниже, може стабилно да даје синтетичку инерцију и потискује осцилације система.

ИВ. Разматрања дизајна за инжењерску имплементацију

Тунинг офСинтетичка инерцијаПараметерс

Тᵥᵢᵣₜ није бољи када је већи. Претерано велики Јᵥᵢᵣₜ уводи ниско-осцилацију; претерано мала вредност пружа недовољну подршку инерцији и не успева да обузда РоЦоФ. У инжењерској пракси,адаптивна променљива инерцијауобичајено је прихваћено: повећањеJпри брзим флуктуацијама фреквенције и смањитиJу условима стабилног{0}}стања ради балансирања стабилности и динамичког одговора.

Ограничења капацитета складиштења енергије
Сва енергија за синтетичку инерцију долази из батерије за складиштење енергије. Краткорочна{1}}подршка за инерцију покреће пуњење и пражњење. Током пројектовања, неопходно је проверити снагу батерије и опсег стања напуњености (СОЦ) да бисте спречили -преко-ограничења заштитних радњи изазваних честим инерционим одзивом.

Уско грло хардверског пропусног опсега
Без обзира на то колико је ВСГ Синтхетиц инерцијски алгоритам добро дизајниран, он је ограничен брзином пребацивања енергетских уређаја. Контролно кашњење уведено ниском фреквенцијом преклапања слаби инерционе перформансе и може чак изазвати подсинхроне осцилације. СиЦ енергетски модули великог{2}}пропусног опсега чине хардверску основу за ГФМ ПЦС високих{3}}перформанси.

В. Резиме индустријске вредности

Мрежни кодови широм света (ЕНТСО-Е НЦ РфГ 2.0, УК ГЦ0137, Кинески кодекс за пројектовање станице за складиштење електрохемијске енергије) постепено су унапредили способност формирања мреже-са опционе функције на обавезни праг међуповезивања мреже.

ВСГ Синтетичка инерција у суштиниреплицира инерцију ротора синхроних генератора на ПЦС за складиштење енергије преко софтверских алгоритама и-електронског хардвера велике брзине. У новом-енергијском систему са великом-интеграцијом у мрежу ветра и сунца, синтетичка инерција ПЦС-а који формира мрежу{3}} постаје основна технологија за одржавање стабилности фреквенције мреже и гарантовање безбедности{4}}конекције на мрежу нових енергетских база.