SVG cho PV Solar

Giải pháp SVG cho hoạt động ngoài lưới của lưới điện siêu nhỏ lưu trữ năng lượng mặt trời PV

1. Bối cảnh kỹ thuật và kịch bản ứng dụng

Được thúc đẩy bởi chiến lược khử cacbon toàn cầu và tăng tốc triển khai Kho lưu trữ năng lượng doanh nghiệp (BESS), ngành sản xuất công nghiệp nặng tiêu thụ năng lượng cao, chẳng hạn như luyện lò cao, luyện kim loại màu, sản xuất hóa chất và các nhà máy chế biến lợi ích khai thác quy mô lớn, đang giới thiệu các hệ thống phát điện PV phân tán và định cấu hình BESS công suất lớn trên quy mô lớn.

Nhìn chung có các tải cảm ứng công suất cao, dòng dừng khởi động có tác động cao và các dạng sóng hài điện tử công suất phức tạp bên trong các cơ sở công nghiệp nặng như vậy. Việc tích hợp quang điện có độ xuyên thấu cao và BESS đã biến mạng lưới phân phối của các nhà máy truyền thống thành một hệ thống lưới điện siêu nhỏ công nghiệp kết hợp khả năng vận hành độc lập và kết nối lưới. Để đảm bảo tính liên tục của dây chuyền sản xuất, hệ thống phải có khả năng kiểm soát chất lượng điện năng ở trạng thái ổn định và nhất thời cực cao.

2. Yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị bù công suất phản kháng trong điều kiện không nối lưới

Khi các lưới điện siêu nhỏ công nghiệp đột ngột chuyển từ lưới điện công cộng có quán tính cao sang cấu trúc liên kết mạng cách ly độc lập "quang điện+lưu trữ năng lượng" quán tính thấp, công suất ngắn mạch, mức độ sự cố và biên độ ổn định nhất thời của hệ thống sẽ trải qua những thay đổi mạnh mẽ. Sự giao nhau động này trong tất cả các điều kiện vận hành đặt ra ba yêu cầu kỹ thuật cứng nhắc phi truyền thống sau đây đối với thiết bị bù công suất phản kháng:

một. Có khả năng điều chỉnh liên tục vô hạn hai chiều trong bốn góc phần tư

Thiết bị bù công suất phản kháng hiện đại phải phá vỡ những hạn chế của truyền thống “chỉ phát công suất phản kháng điện dung” truyền thống và phải có khả năng làm việc bốn góc phần tư, có khả năng điều chỉnh liên tục hai chiều, tuyến tính và vô hạn. Khi xảy ra hiện tượng bù quá mức ngoài lưới, thiết bị phải có khả năng chuyển đổi ngược từ "công suất phản kháng điện dung đầu ra" sang "chủ động hấp thụ công suất phản kháng điện dung (tức là công suất phản kháng cảm ứng đầu ra)" trong vòng một phần nghìn giây. Do đó, nó loại bỏ hoàn toàn công suất phản kháng điện dung dư thừa trong hệ thống và bảo vệ bộ biến tần lưu trữ năng lượng (PCS) khỏi nguy cơ vấp ngã quá điện áp.

b. Nó có tốc độ phản hồi nhất thời tính bằng mili giây (ms)

Sơ đồ bù công suất phản kháng phải áp dụng công nghệ điều khiển chuyển mạch tần số cao của tất cả các thiết bị điện tử công suất. Thời gian phản hồi nhất thời của hệ thống phải trong vòng 1 mili giây và thời gian phản hồi toàn chu kỳ phải nhỏ hơn 10 mili giây. Trong các khoảnh khắc động nhất thời như chuyển đổi chế độ hoặc thay đổi tải, đạt được khả năng điều chỉnh vô hạn tức thời, triệt tiêu hiện tượng nhấp nháy điện áp và ngăn ngừa sụt áp tức thời trong lưới điện siêu nhỏ.

c. Có đặc tính nguồn dòng không đổi, không phụ thuộc vào dao động điện áp của hệ thống

Công suất đầu ra công suất phản kháng của thiết bị bù điện dung truyền thống phụ thuộc rất nhiều vào điện áp lưới và tỷ lệ thuận với bình phương điện áp (Q=ω C U 2). Tại những thời điểm quan trọng khi điện áp bus giảm đáng kể do tắt lưới hoặc chuyển tải nặng, các tụ điện truyền thống sẽ bị suy giảm khả năng bù theo cấp số nhân do sụt áp và hỏng khi hệ thống cần hỗ trợ công suất phản kháng nhiều nhất.

Lưới điện siêu nhỏ có quán tính thấp yêu cầu phần cứng bù có đặc tính đầu ra nguồn dòng không đổi. Ngay cả khi điện áp trên thanh cái giảm mạnh do tác động nhất thời, thiết bị vẫn có thể duy trì đầu ra dòng điện phản kháng đầy tải định mức, cung cấp hỗ trợ điện áp mạnh cho lưới điện siêu nhỏ và ngăn ngừa tình trạng mất điện theo tầng.

3. Tủ bù tụ điện thông thường (TSC) bị lỗi trong trường hợp này

Điểm mù điều khiển: Máy biến áp lấy mẫu (CT) của bộ điều khiển tụ điện truyền thống thường được triển khai ở phía đường dây chính đến của nguồn điện lưới. Sau khi mất điện, dòng lấy mẫu trở về 0, khiến bộ điều khiển bị mù và không thể ra lệnh chính xác cho tụ thoát ra.

Độ trễ phản hồi: Các tụ điện truyền thống có thời gian chết phóng điện ở mức phút sau khi loại bỏ, không thể đáp ứng các yêu cầu về độ ổn định nhất thời ở mức mili giây (ms) của các lưới điện siêu nhỏ bị cô lập.

4. Giải pháp và cấu hình

Báo cáo kiểm tra chất lượng điện năng

Trường hợp này đã được trang bị tủ bù tụ điện 800kVar với cuộn kháng 7%, áp dụng chế độ nâng cấp tích hợp là "tháo dỡ hoàn toàn các tụ điện cũ và cấu hình đầy đủ tủ bù thông minh SVG mới.

Tháo dỡ tủ bù công suất phản kháng nguyên bản và lắp 2 chân đế Sinava SNA-SVG-F500 SVG tủ được chuyển mạch bằng IGBT

Khi lưới điện công cộng bên ngoài bị mất điện đột ngột và hệ thống chuyển sang hoạt động ngoài lưới "quang điện+lưu trữ năng lượng", tủ SVG ngay lập tức trở thành trung tâm ổn định hệ số công suất và điện áp cục bộ của lưới điện siêu nhỏ. Thông qua khả năng điều chỉnh động hai chiều bốn góc phần tư, hệ thống điều khiển mạng của tủ SVG và PCS lưu trữ năng lượng được phối hợp chặt chẽ. Khi tình trạng ngập điện dung nhất thời xảy ra trong lưới điện siêu nhỏ do phụ tải giảm đột ngột hoặc tăng vọt năng lượng mới, tủ SVG có thể chủ động hấp thụ công suất phản kháng điện dung trong vòng 10 mili giây. Trước khi kích hoạt bảo vệ quá áp trong bộ biến tần PCS lưu trữ năng lượng, điều này đảm bảo phòng ngừa an toàn và làm mịn dòng điện phản kháng ngược ngược, ổn định hệ số công suất trên 0,95 ở trạng thái lưới cách ly. Sự biến động của điện áp bus lưới điện siêu nhỏ được kiểm soát trong phạm vi cực kỳ thấp dưới 2%, thực sự đảm bảo hoạt động xanh không bị gián đoạn của các nhà máy công nghiệp nặng trong tình trạng mất điện thường xuyên hoặc hạn chế nguồn điện trong lưới điện.