SVG для фотоэлектрических солнечных батарей

SVG решение для автономной работы микросети с фотоэлектрическими накопителями солнечной энергии

1. Технические предпосылки и сценарий применения

Руководствуясь глобальной стратегией обезуглероживания и ускоренным внедрением систем накопления энергии на предприятиях (BESS), энергоемкие предприятия тяжелой промышленности, такие как доменная плавка, переработка цветных металлов, химическое производство и крупные горно-обогатительные комбинаты, внедряют распределенные системы выработки фотоэлектрической энергии и настраивают BESS большой мощности на базе в большом масштабе.

На таких тяжелых промышленных объектах, как правило, имеются мощные индуктивные нагрузки, мощные пуско-остановочные токи и сложные гармонические сигналы силовой электроники. Интеграция фотоэлектрических систем высокой мощности и BESS преобразовала распределительную сеть традиционных заводов в промышленную микросетевую систему, которая сочетает в себе возможности подключения к сети и автономной работы вне сети. Для обеспечения бесперебойной работы производственной линии система должна обладать чрезвычайно высокими возможностями контроля качества электроэнергии в переходных и стационарных режимах.

2. Технические требования к оборудованию для компенсации реактивной мощности в условиях отключения от сети

Когда промышленные микросети внезапно переключаются с высокоинерционных электросетей общего пользования на низкоинерционные независимые изолированные сетевые топологии "фотоэлектрика + накопители энергии", мощность короткого замыкания, уровень отказов и запас устойчивости системы к переходным процессам претерпевают кардинальные изменения. Это динамическое переключение при любых условиях эксплуатации предъявляет следующие три нетрадиционных жестких технических требования к оборудованию для компенсации реактивной мощности:

a. Возможность двунаправленной бесконечной регулировки в четырех квадрантах

Современное оборудование для компенсации реактивной мощности должно преодолевать традиционные ограничения, связанные с "выдачей только емкостной реактивной мощности", и должно работать в четырех квадрантах, обеспечивая двунаправленную, линейную и бесконечную непрерывную регулировку. Когда происходит перекомпенсация при отключении от сети, устройство должно быть способно переключиться с "выходной емкостной реактивной мощности" на "активное поглощение емкостной реактивной мощности (т.е. выходной индуктивной реактивной мощности)" в течение миллисекунд. Таким образом, он полностью устраняет избыточную емкостную реактивную мощность в системе и защищает инвертор-накопитель энергии (PCS) от угрозы отключения от перенапряжения.

b. Он имеет скорость реагирования на переходные процессы в миллисекундах (мс).

Схема компенсации реактивной мощности должна использовать технологию высокочастотного коммутационного управления всеми силовыми электронными устройствами. Время срабатывания системы в переходный период должно составлять не более 1 миллисекунды, а время срабатывания в течение полного цикла - не более 10 миллисекунд. Во время динамических переходных процессов, таких как переключение режимов или изменение нагрузки, достигайте мгновенного бесконечного регулирования, подавляйте колебания напряжения и предотвращайте мгновенный сбой напряжения в микросетях.

c. Обладайте постоянными характеристиками источника тока, независимыми от колебаний напряжения в системе.

Выходная мощность традиционного оборудования с емкостной компенсацией реактивной мощности сильно зависит от напряжения в сети и прямо пропорциональна квадрату напряжения (Q=Ωcu2). В критические моменты, когда напряжение на шине значительно падает из-за отключения от сети или большой нагрузки, традиционные конденсаторы будут испытывать экспоненциальное снижение компенсационных возможностей из-за падения напряжения и выйдут из строя, когда система больше всего нуждается в поддержке реактивной мощности.

Микросети с низкой инерционностью требуют компенсирующего оборудования с постоянными выходными характеристиками источника тока. Даже если напряжение на шине резко падает из-за кратковременного воздействия, оборудование может поддерживать номинальный реактивный ток при полной нагрузке, обеспечивая надежную поддержку напряжения на микросети и предотвращая каскадные отключения электроэнергии.

3. В этом случае обычный конденсаторный компенсационный шкаф (TSC) выходит из строя

Контрольная "слепая зона": В традиционных конденсаторных контроллерах преобразователь дискретизации (CT) обычно подключается к основной входящей линии электропитания. После отключения электроэнергии ток дискретизации возвращается к нулю, в результате чего контроллер становится "слепым" и не может правильно подать команду на отключение конденсатора.

Задержка срабатывания: Традиционные конденсаторы после извлечения разряжаются в течение минуты, что не соответствует требованиям к стабильности переходных процессов на миллисекундном уровне (мс), предъявляемым к изолированным микросетям.

4. Решение и конфигурация

Отчет об аудите качества электроэнергии

Этот корпус уже оснащен конденсаторным компенсационным шкафом емкостью 800 квар с 7%-ным реактором, в котором реализован интегрированный режим модернизации, заключающийся в "полном демонтаже старых конденсаторов и полной настройке нового интеллектуального компенсационного шкафа SVG".

Демонтируйте оригинальный конденсаторный шкаф компенсации реактивной мощности и установите 2 блока напольной подставки SinavaШкаф SNA-SVG-F500 SVGс IGBT-коммутацией

Когда внешняя электросеть общего пользования неожиданно отключается от электросети и система переключается на автономный режим работы "фотоэлектрическая + накопление энергии", шкаф SVG немедленно становится локальным центром стабилизации напряжения и коэффициента мощности микросети. Благодаря возможности двунаправленной динамической настройки по четырем квадрантам сетевая система управления шкафами SVG и компьютерами с накопителями энергии отличается высокой степенью координации. Когда в микросети возникает кратковременное емкостное переполнение из-за внезапного падения нагрузки или скачка напряжения в сети, шкаф SVG может активно поглощать емкостную реактивную мощность в течение 10 миллисекунд. Перед включением защиты от перенапряжения в инверторе energy storage PCS это обеспечивает надежное регулирование и сглаживание обратного реактивного тока, стабилизируя коэффициент мощности выше 0,95 в изолированном состоянии сети. Колебания напряжения на шине микросети контролируются в чрезвычайно низком диапазоне - менее 2%, что действительно гарантирует бесперебойную экологичную работу предприятий тяжелой промышленности при частых отключениях электроэнергии или ограничениях мощности в электросети.