Díríonn an páipéar seo ar mhodhanna cur chun feidhme Gineadóir Sioncrónach Fíorúil Stórála Fuinnimh (VSG) agus a ról tacaíochta suntasach don ghreille cumhachta. Le dul i bhfód méadaithe ar fhoinsí fuinnimh dáilte cosúil le giniúint cumhachta fótavoltach, tá dúshláin le sárú ag cobhsaíocht an eangach chumhachta mar gheall ar a randamacht agus a n-eatramh.
Cuireann teicneolaíocht VSG ar chumas foinsí cumhachta dáilte tréithe cosúil le gineadóirí sioncrónacha traidisiúnta a thaispeáint nuair atá siad ceangailte leis an eangach trí insamhladh a dhéanamh ar shaintréithe meicniúla agus seachtracha gineadóirí sioncrónacha, rud a fheabhsaíonn cobhsaíocht agus iontaofacht na heangaí cumhachta. Tugann an páipéar seo isteach ar dtús modhanna cur chun feidhme Stóráil Fuinnimh VSG ó na gnéithe de straitéisí rialaithe agus ailtireachtaí córais. Ansin, déanann sé mionsaothrú ar ról tacaíochta Stóráil Fuinnimh VSG don ghreille cumhachta i dtéarmaí tacaíochta minicíochta, tacaíocht voltais, agus feabhas a chur ar chobhsaíocht greille cumhachta. Ar deireadh, léiríodh cásanna feidhmithe na teicneolaíochta VSG1.
Straitéis 1.Control do Ghineadóir Sioncrónach Fíorúil
Is é an bunsmaoineamh a bhaineann le rialú VSG ná an chothromóid gluaisne rotor agus an chothromóid leictreamaighnéadach díomuan de ghineadóir sioncrónach a insamhail trí voltas aschuir agus sruth an inverter a rialú. Cuimsíonn a straitéis rialaithe bunúsach na codanna seo a leanas de ghnáth:
Insamhladh cothromóid Uillinn 1.Power: Insamhail an chothromóid tairiscint rotor de ghineadóir sioncrónach chun an gaol idir an chumhacht aschuir gníomhach agus an minicíocht uilleach fíorúil a bhunú.
Insamhladh cothromóid 2.Voltage: Insamhail an chothromóid excitation de ghineadóir sioncrónach chun an gaol idir an chumhacht imoibríoch aschuir agus an cumas inmheánach fíorúil a bhunú.
3. Ríomh agus scagadh cumhachta: Chun aschur cumhachta gníomhach agus imoibríoch an inverter a ríomh go beacht, is gá an voltas aschuir agus an sruth a bhailiú agus próiseáil scagtha comhfhreagrach a dhéanamh chun deireadh a chur le tionchar an torainn ardmhinicíochta agus suaitheadh greille.
Ionadú 4.Phase Locked Loop (PLL): I rialú VSG, de ghnáth ní gá an lúb glasáilte céim traidisiúnta. Déantar an minicíocht uilleach fíorúil a ríomh go díreach ag an gcothromóid Uillinn cumhachta, ag baint amach sioncrónú leis an eangach cumhachta. Seachnaíonn sé seo an fhadhb caillteanas glasála a d'fhéadfadh a bheith ag PLL faoi choinníollacha greille cumhachta lag2.
Sa chóras stórála fuinnimh hibrideach fótavoltach atá bunaithe ar VSG-, is gnách go bhfaigheann rialtóir VSG an tiontaire stórála fuinnimh treoracha cumhachta ó EMS. Ríomhann EMS luachanna tagartha na cumhachta gníomhacha agus imoibríocha a chaithfidh an córas stórála fuinnimh a sholáthar bunaithe ar fhaisnéis amhail aschur fótavoltach, éileamh ualaigh, stádas greille, agus SOC stórála fuinnimh. Déanann rialtóir VSG an tiontaire stórála fuinnimh, bunaithe ar na luachanna tagartha seo agus trí insamhladh a dhéanamh ar shaintréithe gineadóirí sioncrónacha, aschur an inverter a rialú chun rialachán cumhachta beacht agus tacaíocht inertial a bhaint amach don ghreille cumhachta.3.
Ina theannta sin, i bhfianaise na saintréithe a bhaineann le nasc greille fótavoltach, ní mór roinnt straitéisí rialaithe speisialta a mheas freisin:
Straitéis rialaithe chomhordaithe: Conas an rialú idir inverters fótavoltach agus tiontairí stórála fuinnimh a chomhordú chun oibriú optamach an chórais ar fad a bhaint amach. Mar shampla, nuair a thiteann an minicíocht greille, soláthraíonn an córas stórála fuinnimh tacaíocht táimhe trí chumhacht gníomhach a scaoileadh go tapa trí rialú VSG, agus is féidir leis an gcóras fótavoltach an pointe MPPT a ísliú go measartha chun páirt a ghlacadh i rialáil minicíochta.
Bainistíocht SOC stórála fuinnimh: Is príomhfhachtóir é SOC na gcadhnraí stórála fuinnimh a théann i bhfeidhm ar oibriú cobhsaí fadtéarmach an chórais. Ní mór straitéisí bainistíochta SOC a chomhtháthú le rialú VSG chun rómhuirearú nó ró-urscaoileadh na ceallraí a chosc.
Inoiriúnaitheacht greille lag: Faoi choinníollacha greille lag, tá an impedance greille sách ard, agus tá an voltas agus an minicíocht níos mó seans maith go luaineacht. Ní mór rialú VSG a bharrfheabhsú le haghaidh tréithe laga eangaí chun corrlach cobhsaíochta an chórais a fheabhsú4.
2.System Ailtireacht Stóráil Fuinnimh VSG
Tá córas nasctha greille VSG stórála fuinnimh - comhdhéanta den chuid is mó d'eagair fótavoltach, córais stórála fuinnimh, inverters, agus aonaid rialaithe VSG.
Array Photovoltaic: Tá sé freagrach as fuinneamh na gréine a thiontú go fuinneamh leictreach DC, arb é foinse fuinnimh an chórais. Is féidir leis an inverter fótavoltach straitéis rialaithe Uasta Rianú Pointe Cumhachta (MPPT) a ghlacadh chun an t-eastóscadh fuinnimh a uasmhéadú ón eagar fótavoltach, nó páirt a ghlacadh i rialú comhordaithe an chórais nuair is gá don chóras é, ag soláthar tacaíochta áirithe.
Córas Stórála Fuinnimh: Go hiondúil, úsáidtear cadhnraí nó sár- - toilleoirí. Tríd an tiontaire déthreorach DC -, déantar an stóráil agus an scaoileadh fuinnimh a bhaint amach chun luaineachtaí aschuir na cumhachta fótavoltach a bhaint agus cobhsaíocht an chórais a fheabhsú. Glacann an t-aonad stórála fuinnimh ailtireacht rialaithe lúb dé - bunaithe ar an tiontaire déthreorach DC - DC. Glacann an rialú lúb seachtrach - straitéis rialaithe cothromaithe voltais - chun cobhsaíocht voltas bus DC - a chothabháil trí rialtóir PI, le ham freagartha níos lú ná nó cothrom le 5 ms. Cuireann an rialtán lúb inmheánach - an rialú díchúplála reatha i bhfeidhm chun an sruth tagartha a rianú go beacht ag baint úsáide as aiseolas stáit, le comhéifeacht ripple reatha de<1.5%.
Inverter: Tiontaíonn sé fuinneamh leictreach DC go fuinneamh leictreach AC agus déanann sé sioncrónú agus rialáil leis an eangach chumhachta tríd an aonad rialaithe VSG. Sa chóras VSG stórála fuinnimh -, is gnách go gcuirtear an rialú VSG i bhfeidhm ar an tiontaire stórála fuinnimh - nó ar an tiontaire comhtháite toisc go bhfuil cumas sreabhadh cumhachta déthreo ag an gcóras stórála fuinnimh -, atá níos oiriúnaí chun rialú cumhachta gníomhach agus imoibríoch gineadóirí sioncrónacha a insamhlú.
Aonad Rialaithe VSG: Is é croílár an chórais é. Trí chothromóid tairiscint an rotor a insamhladh agus cothromóid rialaithe voltais - imoibríoch gineadóirí sioncrónacha, tuigeann sé rialáil minicíocht agus voltas an eangach chumhachta. Áirítear leis an aonad rialaithe VSG freisin modúl ríomha agus scagtha cumhachta, a bhailíonn an voltas aschuir agus an sruth agus a dhéanann próiseáil scagtha comhfhreagrach chun deireadh a chur le tionchar torainn ardmhinicíochta - agus suaitheadh greille.5.
3.Ról Tacaíochta Stórála Fuinnimh VSG don Eangach Cumhachta
3.1 Tacaíocht Minicíochta
Tacaíocht táimhe: Sa chóras cumhachta, tá ról lárnach ag gineadóirí sioncrónacha traidisiúnta i gcobhsaíocht mhinicíocht an chórais de bhua a táimhe rothlacha. Nuair a athraíonn minicíocht na greille, is féidir le táimhe rothlach gineadóirí sioncrónacha fuinneamh cinéiteach a ionsú nó a scaoileadh, rud a mhoillíonn ráta athraithe na minicíochta. Stóráil fuinnimh Insamhlaíonn VSG táimhe rótar gineadóirí traidisiúnta trí táimhe fíorúil. Nuair a athraíonn an minicíocht greille, is féidir le VSG fuinneamh a scaoileadh nó a ionsú go tapa chun ráta athraithe na minicíochta a mhoilliú. Mar shampla, nuair a thiteann an minicíocht greille go tobann, scaoilfidh an VSG le táimhe fíorúil fuinneamh de réir chothromóid tairiscint an rotor, ag méadú an t-aschur cumhachta gníomhach agus ag cur an titim minicíochta breise faoi chois.
Rialachán Minicíochta: Is féidir le VSG páirt a ghlacadh i rialáil minicíochta príomhúil an eangach chumhachta tríd an straitéis rialaithe droop minicíochta cumhachta -. Socraíonn sé crios modhnúcháin minicíochta - marbh - de 2% den chumhacht rátáilte/0.1 Hz agus úsáideann sé rialú droop chun rialú minicíochta uathoibríoch a bhaint amach laistigh den raon ±0.5 Hz, le ham freagartha de<100 ms. When the grid frequency deviates from the rated value, VSG will adjust the output of active power according to the power - frequency droop characteristic to make the grid frequency return to the stable range6.
Tacaíocht 3.2Voltage
Rialú Droop Voltas Imoibríoch - le haghaidh Rialachán Voltas: Rialaíonn VSG an voltas aschuir trí chóras excitation gineadóirí sioncrónacha a insamhlú, is é sin, trí shaintréith droop voltais imoibríoch -. Ríomhann sé an luach diall cumhachta imoibríoch agus ansin déanann sé an voltas a choigeartú chun rialú éifeachtach voltas an chórais a bhaint amach. Sa ghreille cumhachta, nuair a athraíonn an voltas, is féidir le VSG an chumhacht imoibríoch aschuir a choigeartú de réir tréith droop voltais imoibríoch -. Mar shampla, nuair a thiteann an voltas greille, méadóidh VSG an t-aschur cumhachta imoibríoch, agus gníomhóidh an chumhacht imoibríoch ar an ngreille chun an voltas a ardú; nuair a ardóidh an voltas greille, laghdóidh VSG aschur cumhachta imoibríoch chun an voltas a ísliú.
Tacaíocht Dinimiciúla Imoibríocha in Eangacha Lag: I gcásanna laga - greille nó oileáin - mód, is féidir stórála fuinnimh - VSG a úsáid mar fhoinse voltais chun tacaíocht a sholáthar. I limistéir ghreille lag -, tá an impedance greille sách ard, agus is dóichí go n-athraíonn an voltas agus an minicíocht. Is féidir le VSG cobhsaíocht an voltais a fheabhsú trí chúiteamh imoibríoch a sholáthar. Mar shampla, i roinnt áiteanna iargúlta le greillí cumhachta lag, is féidir le VSG an chumhacht imoibríoch aschuir a choigeartú i bhfíor-am - de réir staid voltais an ghreille cumhachta, rud a chúiteamh as ganntanas cumhachta imoibríoch - an eangach chumhachta agus cobhsaíocht an voltais a chothabháil.7.
3.3Feabhas a chur ar Chobhsaíocht Eangaí Cumhachta
Sochtadh Ascalaithe an Chórais: Déanann rialú VSG insamhladh ar shaintréithe maolaithe gineadóirí sioncrónacha, ar féidir leo ascalú an chórais a chosc go héifeachtach agus feidhmíocht freagartha dinimiciúil an chórais a fheabhsú. I gcóras cumhachta le cion ard d'fhoinsí fuinnimh in-athnuaite, mar gheall ar easpa damping feistí leictreonacha cumhachta, tá an córas seans maith go ascalaithe cumhachta faoi shuaitheadh áirithe. Is féidir le VSG taiseadh fíorúil a thabhairt isteach trí halgartaim rialaithe. Nuair a bhíonn luaineachtaí cumhachta nó ascaluithe ag an gcóras, beidh ról ag an taiseadh fíorúil chun an ascalaithe a shochtadh agus an córas a dhéanamh ar ais go tapa ar staid chobhsaí.
Feabhsú ar Locht - Taistil - Trí Chumas: Is féidir le teicneolaíocht VSG feabhas a chur ar an locht - turas - trí chumas na gcóras stórála fuinnimh -. Nuair a thiteann an voltas greille go sealadach, is féidir le VSG cabhrú leis an eangach cumhachta a ghnóthú trí thacaíocht imoibríoch. Mar shampla, i gcás turas íseal-voltais - - trí (LVRT), is féidir le VSG an chumhacht imoibríoch aschuir a choigeartú de réir an staid titim voltais, cúiteamh imoibríoch a sholáthar don eangach chumhachta, agus cuidiú leis an eangach cumhachta cobhsaíocht voltais a athbhunú go tapa, ag seachaint an córas stórála fuinnimh - a dhícheangal le linn suaitheadh greille agus feabhas a chur ar chobhsaíocht agus ar iontaofacht an eangach chumhachta.
Aistriú Gan uaim idir Greille - Nasctha agus Oileán - Mód: Stóráil fuinnimh - Tacaíonn VSG le hathrú gan uaim idir greille - nasctha agus mód oileán -. I ngreillí micrea -, i rith an lae, is féidir le giniúint cumhachta fótavoltach oibriú i mód PQ, agus ar an oíche nó i mód oileán -, is féidir é a aistriú go mód VSG chun cobhsaíocht an ghreille micrea - a choimeád. Cinntíonn an cumas aistrithe gan uaim - seo soláthar cumhachta leanúnach na n-ualaí eochair (amhail ospidéil, ionaid sonraí) agus feabhsaíonn sé iontaofacht agus solúbthacht an chórais chumhachta8.
Cásanna 4.Iarratas
Cásanna rochtana fuinnimh nua le comhréir ard: Le comhtháthú mórscála an fhuinnimh nua, tá laghdú tagtha ar acmhainn táimhe agus gearrchiorcaid na heangaí cumhachta, agus tá dúshláin le sárú maidir le cobhsaíocht minicíochta agus voltais. Tá luach feidhme suntasach ag gineadóirí sioncronacha fíorúla agus stóráil fuinnimh struchtúrtha greille araon sa chás seo. Is féidir leo tacaíocht inertial agus damping riachtanach a sholáthar do chórais ghiniúna cumhachta nua fuinnimh, feabhas a chur ar chobhsaíocht agus iontaofacht na heangaí cumhachta, cur leis an gcumas freastal ar fhuinneamh nua, agus oibriú sábháilte agus cobhsaí na gcóras cumhachta a chinntiú le cion ard fuinnimh nua.
Cás microgrid: I gcás microgrid, cibé an oibríocht nasctha le greille nó oibríocht lasmuigh den ghreille é, tá gá le soláthar cumhachta cobhsaí iontaofa chun cobhsaíocht voltas agus minicíocht an chórais a chothabháil. Is féidir leis an gcóras stórála fuinnimh atá á rialú ag gineadóirí sioncrónacha fíorúla tacaíocht chumhachta cobhsaí a sholáthar do mhicrogrids díreach cosúil le gineadóirí díosail traidisiúnta, ag baint amach aistriú rianúil agus oibriú neamhspleách microgrids. Is féidir le greille-stóráil fuinnimh a fhoirmiú, bunaithe ar theicneolaíocht fíorúil gineadóra sioncronaigh, feidhmiú mar chroí-fhoinse cumhachta na micrighreille, tógáil agus tacú le hoibríocht chobhsaí na micrighreille, agus feabhas a chur ar iontaofacht an tsoláthair chumhachta agus ar cháilíocht chumhachta na micrighreille.
Seirbhísí cúnta ar an taobh greille: Glacann stóráil fuinnimh struchtúrtha greille páirt i seirbhísí cúnta ar nós rialú minicíochta agus rialáil voltais, agus soláthraíonn sé freagra táimhe agus tacaíocht dhinimiciúil trí theicneolaíocht VSG.
Greillí cumhachta laga agus limistéir iargúlta: I gceantair le neart greille cumhachta lag nó i réigiúin iargúlta, soláthraíonn stóráil fuinnimh struchtúrtha greille cumas gearrchiorcaid agus tacaíocht voltais trí theicneolaíocht VSG, rud a laghdóidh an spleáchas ar ghineadóirí díosail9.
1.CSDN, teicneolaíocht gineadóir sioncrónach fíorúil stórála fuinnimh.
2.CSDN, greille-córas stórála fuinnimh hibrideach fótavoltach nasctha bunaithe ar ghineadóir sioncrónach fíorúil le insamhalta Simulink.
3.Li Yongli, Li Yi. Dáileadh cumhachta agus modh rialaithe táimhe fíorúil do chórais stórála fuinnimh hibrideach fótavoltach bunaithe ar ghineadóirí sioncrónacha fíorúla. CN202211422434.1 [2025-04-20].
4.Dai Jiaoyang, Innealtóireacht Leictreach. Taighde ar Straitéis Dáilte Cumhachta agus Cobhsaíocht Córas Gineadóir Sioncrónach Fíorúil Stórála Fuinnimh Hibrid [D] Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta Huazhong [2025-04-20].
5.CSDN, greille VSG Sioncrónaithe Fíorúil-Ceangailte Cumhachta Gníomhach agus Imoibríoch Tar éis Taighde ar Stóráil Fuinnimh Fótavoltach (arna chur i bhfeidhm trí insamhalta Simulink).
6.Ardán malartaithe deiridh náisiúnta ard-do pháipéir thaighde eolaíochta agus Faisnéise Teicneolaíochta, feabhas a chur ar straitéis rialaithe stórála fótavoltach VSG faoi voltas greille neamhchothrom.
7.VIP Faisnéise, Cineál Stórála Fuinnimh gléas giniúna cumhachta imoibríoch statach agus a rialú foinse voltas sioncrónach féin.
8.NSTL, Gineadóir Sioncrónach Fíorúil Rialú Oiriúnaitheach ar Stáisiún Cumhachta Stórála Fuinnimh Bunaithe ar Shrianta Fisiceacha.
9.CSDN, An Gaol idir Gineadóirí Sioncrónacha Fíorúla agus Stóráil Fuinnimh struchtúrtha Eangaí.