Stöðugur samstilltur jafnari fyrir meðalspennu í sólarorkuframleiðslu

Inngangur

Að samþætta stórfellda sólarorku í raforkukerfinu býður upp á einstakar áskoranir. Þar sem sólarorkuframleiðsla er slitrótt og byggir á inverterum getur hún leitt til spennusveiflna, lélegrar orkunotkunar og lélegrar orkunotkunar. Aflstuðullog stöðugleikavandamál við sameiginlega tengingu (PCC).

Til að uppfylla strangar kröfur um raforkukerfi treysta nútíma sólarorkuver í auknum mæli á Miðlungsspenna (MV) Stöðugleiki Samstilltur jöfnunarbúnaðurs (STATCOMs)Þessi bloggfærsla kannar hvernig MV STATCOM virka sem fullkomin tvíátta gagnvirk uppspretta við hvarfgjörn afls til að stöðuga samþættingu sólarorku.

Áskorunin: Óregluleg sólarorkubreytingar og samræmi við raforkukerfi

Sólarorkuver á stórum skala eru oft staðsett á afskekktum svæðum með „veikum“ tengingum við raforkukerfið (mikil viðnám í raforkukerfinu). Þegar ský fara yfir sólarorkuver lækkar virka afköstin (P) skyndilega. Þessi skyndilega breyting raskar spennuferlinu við PCC.

Þar að auki framfylgja rekstraraðilum flutningskerfisins ströngum reglum um netkerfi sem krefjast þess að sólarorkuver:

• Haltu ákveðnum aflsstuðli eða spennustillingu.
• Veita Lágspennuakstur (LVRT)og Háspennuakstur (HVRT)við bilanir í raforkukerfinu.
• Sprauta eða taka upp hvarfgjarnt afl (Q) innan millisekúndna.

Þó að sólarspennubreytar geti veitt einhverja hvarfgjörna orku, þá lækkar afkastageta þeirra verulega þegar þeir eru starfandi á hámarks virkri afköstum, og þeim skortir oft þá hraðvirku og stórfelldu svörun sem þarf við alvarlegar truflanir á raforkukerfinu.

Lausnin: Hvernig MV STATCOM kemur inn í myndina

MV STATCOM er tæki byggt á aflrafmagnsrafmagni sem notar einangruð tvípóla smára (IGBT) sem eru stilltir sem spennugjafabreytir (VSC). Tengt samsíða (shunt) við aðal spennistöðvarbraut sólarorkuversins virkar það sem stillanleg samstillt spennugjafi.

1. Stuðningur við kraftmikinn viðbragðsafl

STATCOM fylgist stöðugt með spennu netsins.

• Rafmagnsstilling (V_STATCOM > V_Grid):Ef spenna netsins lækkar vegna skýjasveiflu eða bilunar, þá sprautar STATCOM strax inn hvarfgjarnri orku ($Q$) til að auka spennuna.
• Aðleiðandi stilling (V_STATCOM Ef spennan í raforkukerfinu hækkar, þá tekur STATCOM upp hvarfgjarnt afl til að koma spennunni aftur á öruggt rekstrarsvið.

2. Svarstími á millisekúndustigi

Ólíkt hefðbundnum rofþéttabankum eða Static Vari Compensators (SVC) sem reiða sig á hægari þýristora og hvarfa, bregst IGBT-byggður STATCOM við innan brots úr lotu (venjulega $

3. Fullur möguleiki við lága spennu

Viðbragðsstraumgeta hefðbundins þéttabanka lækkar ferningslaga með lækkun spennu. Aftur á móti getur STATCOM veitt hámarks rafrýmdarstraum sinn jafnvel þegar spennan í raforkukerfinu lækkar verulega, sem býður upp á betri stuðning við skammhlaup.

Tæknileg sundurliðun: Kerfisarkitektúr

MV STATCOM í sólarorkuforriti kemst venjulega framhjá þörfinni fyrir stóran spennubreyti með því að nota Mátbundinn fjölstigsbreytir (MMC)eða kaskaðatengd H-brúarkerfi. Þetta gerir kleift að tengjast beinum spennubussum (t.d. 13,8 kV, 34,5 kV).

Niðurstaða

Þar sem sólarorkuframleiðsla eykst þrengja rekstraraðilar raforkuneta möguleikana fyrir leyfileg spennufrávik. Meðalspennu-STATCOM hefur þróast úr valfrjálsu hjálparkerfi í mikilvægan hornstein í sólarorkuarkitektúr á stórum skala. Með því að veita hraða, nákvæma og áreiðanlega spennustýringu tryggja MV STATCOM að hrein sólarorka sé stöðug og fyrirsjáanleg eign fyrir nútíma raforkukerfi.