Som kärnkomponenten i energilagringssystem påverkar prestandan för energilagringsinverterare direkt effektiviteten och stabiliteten för hela energilagringssystemet. Funktionen Virtual Synchronous Generator (VSG), som en avancerad kontrollstrategi, ger energilagringsinverterare med förmågan att simulera egenskaperna hos traditionella synkrona generatorer, vilket gör det möjligt för dem att visa unika fördelar i olika applikationsscenarier. Följande diskuterar principen om VSG -funktion i energilagringsinverterare och utarbetar dess tillämpningar inom olika områden.
1 VSG -funktionell princip
1. Översikt över virtuell synkron generator
Virtual Synchronous Generator (VSG) är en kontrollstrategi som gör det möjligt för energilagringsinverterare att simulera driftsegenskaperna för traditionella synkrona generatorer. Genom detta tillvägagångssätt har energilagringsinverterare inte bara tröghets- och dämpningsegenskaperna hos traditionella synkrona generatorer, utan fungerar också stabilt i både rutnätet anslutna och utanför nätlägen, vilket ger flexibelt kraftstöd för kraftsystemet.
2. Kontrollstruktur och princip
VSG -kontrollstrukturen är huvudsakligen baserad på Droop -kontrollprincipen och introducerar virtuell tröghet och dämpande egenskaper på denna grund. Kärnidén är att förbättra rörelsekvationen för traditionella synkrona generatorer och erhålla kontrollekvationer som är tillämpliga på kraftelektroniska enheter. Specifikt simulerar VSG -kontrollen rotorns rörelse och elektromagnetiska egenskaper hos synkrona generatorer, vilket gör det möjligt för energilagringsinverterare att automatiskt justera sin utgångseffekt enligt förändringar i systemfrekvens och spänning, vilket uppnår effektivt stöd för kraftnätet.
3. Jämförelse av kärnkontrolllägen
PQ -läge: Fast aktiv\/reaktiv effektuttag svarar inte på förändringar i nätfrekvens\/spänning (lämplig för exakt kraftkontroll).
VSG -läge: svarar dynamiskt på störningar i kraftnätet, vilket ger tröghet, frekvensreglering och stöd för spänningsreglering (lämplig för scenarier med krav med hög stabilitet).
4. VSG Aktiv frekvensstyrning
När det gäller aktiv frekvensstyrning uppnår VSG frekvensreglering genom en virtuell frekvensmodulator. Den beräknar skillnaden mellan den faktiska effektiva effekten och den nominella aktiva effekten och justerar sedan det virtuella vridmomentet. Denna process liknar vridmomentskillnadsjusteringen i traditionella synkrona generatorer, där den aktiva effektekvationen för den traditionella synkrongeneratorn införs i den elektroniska kraften genom en dämpande länk och därmed erhåller den aktiva frekvensmoduleringsekvationen för den virtuella synkronmaskinen. På detta sätt, när systemfrekvensen ändras, kan VSG snabbt svara och justera den aktiva effekten för att bibehålla systemfrekvensens stabilitet.
5. VSG reaktiv kraftspänningskontroll
För reaktiv kraftspänningskontroll drar VSG på excitationssystemprincipen för traditionella synkrona generatorer. Den beräknar först storleken på reaktiv effekt vid utgångsänden av enheten och beräknar sedan spänningsavvikelsevärdet med den reaktiva kraften Droop -koefficienten. Detta värde kombineras med spänningens börvärde för att erhålla det spänningsreferensvärde som krävs för spänningsutslingan. Den reaktiva kraften Droop -koefficienten bestämmer spänningsförskjutningen när den reaktiva effekten förändras och därigenom uppnår effektiv kontroll av systemspänningen. I OFF rutnätläge är den reaktiva kraftslingan för VSG förenlig med den reaktiva kraftslingan i droppkontroll, vilket säkerställer en rimlig fördelning av reaktiv effekt och stabiliteten i systemspänningen.
2 Viktiga applikationsscenarier för VSG
1. Mikrogrid
Island Operation: STÖDA STÖD SPOTAGE OCH FREKVENS SOM OFF GRID, SÄKERING AV KONTINUESS Strömförsörjning för kritiska belastningar som sjukhus och datacenter.
Sömlös växling mellan rutnätet anslutet och utanför rutnätet: Delta i rutnätstöd i rutnätet anslutet läge och upprätthålla mikrogridstabilitet i ö -läge.
2. Hög andel av tillgång till förnybar energi
Tröghetstillskott: Kompensera för tröghetsbristen hos nya energikällor såsom fotovoltaik och vindkraft och undertrycka frekvensfluktuationer.
Smidig utgångsfluktuationer: Genom att undertrycka kraftsvängningar genom virtuell dämpning förbättras kraftnätets förmåga att acceptera förnybar energi.
3. Intelligent distributionsnätverk och svagt nuvarande nätverk
Dynamisk spänningsstöd: Ge reaktiv effektkompensation i slutet av distributionsnätverket eller i svaga nätområden för att förbättra spänningsstabiliteten.
Hjälptjänstens deltagande: Genom att använda funktioner som frekvensreglering och reservkapacitet kan flexibiliteten i kraftnätet förbättras (till exempel att delta i hjälptjänster på elmarknaden).
4. Grid Connected Energy Storage System
Förbättrad kraftnätstabilitet: Simulera egenskaperna hos synkrona generatorer och delta i frekvensreglering (såsom primärfrekvensreglering och tröghetssvar).
Feltur genom kapacitet: När spänningen på kraftnätet sjunker tillfälligt, hjälper det att återställa kraftnätet genom reaktivt kraftstöd (såsom lågspänningsresa genom LVRT).
5. Integration av nödsituation och distribuerad energi
Snabbt svar på nödsituationer: I händelse av ett kraftnätfel fungerar det som en oberoende kraftkälla för att stödja lokala belastningar (som katastrof nödsituation).
Multi Der Collaborative Control: Uppnå samarbetsoptimering av distribuerade resurser som energilagring och fotovoltaik och förbättra effektiviteten i energianvändningen.
3 VSG: s tekniska fördelar
1. Förbättra kraftnätstabiliteten:Ge tröghet, dämpning och frekvens- och spänningsregleringsförmåga för att anpassa sig till det "låga tröghetsnätet" med en hög andel elektronisk utrustning ansluten.
2. Flexibelt driftsläge:Stöder både rutnätet och utanför rutnätlägen, lämpliga för olika scenarier såsom mikrogrids och huvudnät.
3. Förbättra kraftkvaliteten:Minska spänningen\/strömobalansen och harmonisk distorsion genom negativ sekvenskompensation och dynamisk kontroll.
4. Ekonomiskt värdeförbättring:Genom att delta i hjälptjänster som frekvensreglering och säkerhetskopiering kan de potentiella intäkterna för energilagringssystem ökas.
4 Praktisk tillämpning
Mikrogridscenario:Under dagen genererar fotovoltaik elektricitet genom PQ -läge, och på natten eller på isolerade öar växlar energilagring till VSG -läge för att upprätthålla spänning och frekvensstabilitet.
Rutnät ansluten energilagring:När nätfrekvensen sjunker frigör VSG snabbt effekten (tröghetssvar) för att undertrycka frekvensfallet (till exempel när frekvensen sjunker från 50Hz till 49,5Hz ökar energilagringen automatiskt aktiv utgång).
Svagt nuvarande nätverksstöd:I avlägsna områden förbättrar VSG spänningsstabilitet och minskar linjförluster genom reaktiv effektkompensation.
5 Slutsats
VSG -funktionen i energilagringsinverterare, som en avancerad kontrollteknologi, ger kraftfullt stöd för energilagringssystem i olika applikationsscenarier genom att simulera egenskaperna hos traditionella synkrona generatorer. Från öns drift av mikrogrids till flexibel reglering av intelligenta distributionsnätverk, från hjälptjänster med nätanslutna energilagringssystem till oberoende kraftförsörjning i speciella scenarier, har VSG -funktioner visat sina unika fördelar och viktiga roller.