Energian varastointijärjestelmillä on ratkaiseva rooli nykyaikaisissa voimajärjestelmissä, etenkin uusiutuvien energialähteiden tunkeutumisen kasvaessa. Energian varastoinnin neljä - kvadranttitoiminta on tärkeä käsite, joka kuvaa energian varastointijärjestelmän ja sähköverkon välillä tehdyt virtavirtausominaisuudet.
GB/T 44026 - 2024 "Esivalmistetun ohjaamon tekninen eritelmä - Tyyppi litium - ionin akun energian varastointijärjestelmä"1.
1. Energian varastoinnin käsite neljä kvadranttia
1.1 Ymmärtämistehokerroin
On 4 kartanoita, jotka on otettava huomioon.
Ensimmäisessä kvadrantissa sekä energian varastointijärjestelmän aktiivinen teho (P) että reaktiivinen teho (q) ovat suurempia kuin 0. Energian varastointijärjestelmä on purkamistilassa, vapauttaen aktiivisen tehon verkkoon ja tarjoaa reaktiivisen tehon kompensointia samanaikaisesti. Näin on yleensä silloin, kun ruudukko tarvitsee lisää aktiivista tehoa ja reaktiivista tehotukea huipun aikana - kuormitusjaksoja2.
Toisessa kvadrantissa energian varastointijärjestelmän aktiivinen teho on alle 0 ja reaktiivinen teho on suurempi kuin 0. Ruudukko toimittaa aktiivisen tehon energian varastointijärjestelmään, kun taas energian varastointijärjestelmä tarjoaa reaktiivisen tehon kompensointia verkkoon. Tätä tilannetta voi tapahtua, kun verkkolla on johtava tehokerroin ja se tarvitsee induktiivisen reaktiivisen tehon kompensointia, ja energian varastointijärjestelmä voi absorboida aktiivista virtaa lataamiseen2.
Kolmannessa kvadrantissa sekä energian varastointijärjestelmän aktiivinen voima että reaktiivinen teho ovat alle 0. Ruudukko toimittaa sekä aktiivisen tehon että reaktiivisen tehon energian varastointijärjestelmään, ja energian varastointijärjestelmä on lataustilassa ja absorboi reaktiivista tehoa ulkopuolelta. Tämä on energian varastointijärjestelmän normaali lataustila, kun verkkolla on riittävästi voimaa ja energian varastointijärjestelmä on ladattava2.
Neljännessä kvadrantissa energian varastointijärjestelmän aktiivinen teho on suurempi kuin 0, ja reaktiivinen teho on alle 0. Energian varastointijärjestelmä toimittaa aktiivisen tehon verkkoon ja absorboi reaktiivisen tehon ulkopuolelta. Tätä voidaan käyttää ruudukon jännitteen säätelemiseen tiettyjen käyttöolosuhteiden aikana, esimerkiksi kun ruudukon jännite on liian korkea ja se tarvitsee kapasitiivisen reaktiivisen tehon kompensointia, energian varastointijärjestelmä voi purkaa aktiivisen voiman absorboivan samalla reaktiivisen tehon absorboiva2.
1.2Calculing Power -kerroin
Pythagorasin lauseen avulla voimme laskea kolmannen parametrin mistä tahansa näistä parametrista seuraavasti3.
Pythagoras -lauseen tilat A² + B²=c²
Lisäksi käytämme sääntöä sohcahtoaa
Sine ϕ=vastapäätä/hypotenuse
Cos ϕ=vierekkäinen/hypotenuse
Tan ϕ=vastapäätä/vierekkäistä
1,3 voimankerroinkulma
Tehokerroin kulma viitataan myös yleisesti vaihekulmaan.
Termi tehokerroin (PF) on yksinkertaisesti suhde todellisen tai "tosi" tehon (P) ja näennäisen voiman (S) välillä. Kun taas reaktiivinen teho (Q) on reaktiivinen komponentti.
Tehokerroin (pf)=todellinen voima kw (p) / näennäinen voima kva (s)
Esimerkiksi oikean virran=80 kW ja reaktiivinen voima=100 kva meillä on
Pf=80/100=0.8
Edustaa 20%: n tappiota !!! ja voi monissa koteloissa olla paljon pahempaa3.
2. Neljän - quadrant -operaation merkitys
Energian varastointijärjestelmän neljällä - kvadranttitoiminnalla on tärkeä merkitys sähköjärjestelmän stabiilille toiminnalle ja tehokkaalle hallinnalle.
Ensinnäkin se voi parantaa sähköverkon voimanlaatua. Säätämällä aktiivista ja reaktiivista tehoa eri kvadrantteissa energian varastointijärjestelmä voi kompensoida uusiutuvien energialähteiden, kuten tuulen ja aurinkoenergian, aiheuttamat voimanvaihtelut ja jännitteen epävakauden. Esimerkiksi, kun tuulivoiman tuotanto yhtäkkiä pienenee, ensimmäisen kvadrantin energian varastointijärjestelmä voi nopeasti vapauttaa aktiivisen virran ylläpitämään ruudukkotaajuuden ja jännitteen stabiilisuutta4.
Toiseksi se voi parantaa sähköjärjestelmän luotettavuutta. Ruudukkovirheiden tai hätätilanteiden tapauksessa energian varastointijärjestelmä voi toimia erilaisissa kvadranteissa hätätehontuen ja reaktiivisen virrankorvauksen tarjoamiseksi. For instance, during a power grid short - circuit fault, the energy storage system combined with a Static Synchronous Compensator (StatCom) can inject or absorb active and reactive power in antipathy with the line flows to damp the oscillations and stabilize the power system4.
Lopuksi se voi parantaa energian varastointilaitteiden käyttötehokkuutta. Neljä - kvadranttitoiminta antaa energian varastointijärjestelmän ladata ja purkaa eri aikoina ja eri tehosektorien olosuhteissa hyödyntäen täysimääräisesti akun ja muun energian varastointivälineiden kapasiteettia täysimääräisesti4.
3.Kvadrantin operaation realisointitekniikka
Energian tallennusjärjestelmän neljän - kvadranttitoiminnan toteuttaminen riippuu pääasiassa tehonmuuntamisjärjestelmästä (PCS) ja ohjausstrategiasta.
Tietokoneiden osalta se yleensä omaksuu multi - tason muunnintopologian, kuten Cascaded H - silta (CHB) -muuntin. CHB -muunnin - -pohjainen akkuenergian tallennusjärjestelmä (BESS) voi toteuttaa neljä - kvadranttitoimintaa ohjaamalla akun ja ruudukon välistä virtavirtaa5. Kuten lehdessä "Neljä kvadrantsia korkean -} jännitteen muuntamisessa suuren - kapasiteettijärjestelmän integroimalla akun energian tallennus ja reaktiivisen tehon kompensointi", vektorien hajoamisen avulla - -silmukkaa luodaan modulaatiovaihe- ja kokonaisjännite, -}. Moduulien tehokerroin voidaan kompensoida ylittämättä mikro - syklien rajaa6.
Hallintastrategian kannalta vaaditaan kattava valvontastrategia. Esimerkiksi CHB - -pohjaiselle BESS: lle ehdotettu ohjausstrategia sisältää akkuvirtakomponenttien kvantitatiivisen hajoamisen LC -suodattimella, saadaan aikaan mahdollisen mikro - syklien neli - quadrant -operaatio ja analysoimalla yhtenäistä modulaatiostrategiaa ottaen huomioon mikro- -ympäristöt ja kytkemisen ja kytkennät ja kytkemisen ja kytkennät ja kytkemisen ja kytkennät. - VAIHEEN VAIHEEN VAIHTOEHDOT7.
Toinen esimerkki on Tsinghua -yliopiston sähkötekniikan osaston ja muiden yksiköiden ehdottama neljä - kvadranttivoiman sääntelyjärjestelmää. Tämä järjestelmä yhdistää energian varastoinnin ja STATCOM: n, ja se voi tarjota virrankorvauksen, säätely- ja tukitoiminnot uuden energian satunnaisuudelle, aaltomuodolle ja epävarmuudelle. Se voi reagoida ruudukon lähettämiseen viidessä millisekunnissa ja toteuttaa aktiivisen tehon nopean säätämisen välillä 0 - 100% 150 millisekunnin sisällä8.
4. Neljän - quadrant -operaation soveltamistapaukset
Joissakin suurissa - asteikon tuulen - aurinkoenergian - varastointivoimalaitokset energian varastointijärjestelmä voi toimia erilaisissa kvadranteissa tuulen ja aurinkoenergian tuotannon ja ruudukon kysynnän mukaan. Kun tuuli- ja aurinkoenergia on runsaasti, energian varastointijärjestelmä voi toimia kolmannessa kvadrantissa energian lataamiseksi ja säilyttämiseksi; Kun tuuli ja aurinkoenergia eivät ole riittämättömiä, se voi toimia ensimmäisessä kvadrantissa tyhjentääkseen ja toimittaakseen virtaa verkkoon.
Tehonjakeluverkossa energian varastointijärjestelmää voidaan käyttää myös jännitesäätelyyn ja reaktiiviseen tehonkorvaukseen. Toiminnalla toisessa ja neljännessä kvadrantissa se voi säätää jakeluverkon jännitettä ja parantaa käyttäjän puolen tehokerrointa9.
Energian varastointijärjestelmien neljä - kvadranttitoiminta on tärkeä tekniikka nykyaikaisissa voimajärjestelmissä. Se voi parantaa tehonlaatua, parantaa järjestelmän luotettavuutta ja lisätä energian varastointilaitteiden käyttötehokkuutta. Uuden energiateknologian jatkuvan kehityksen ja energianvarastointijärjestelmien neljän -}}}}}}}}}}}}}}}} kysynnän kasvaessa yhä tärkeämpi rooli tulevassa sähköjärjestelmässä.
[1] gb/t 44026 - 2024, esivalmistetun ohjaamon tekninen eritelmä - Tyyppi litium - ionin akun energian tallennusjärjestelmä.
[2] Energian varastointitekniikan erityiskomitea, Johdatus energian varastointijärjestelmien energianvalvonnan teknisiin vaatimuksiin.
[3] Fastron -elektroniikka, kuinka tehokerroin korjaus toimii.
.
.
[6] CSEE: n, neljä -} kvadrantin toiminnan ohjaustekniikkaa korkealle - jännitteen suoraa -}} ripustettua suurta - kapasiteettijärjestelmiä akun energian varastointia ja reaktiivisen tehon kompensointia.
.
.
[9] Douing.com, BESS -järjestelmän suoran voiman + hallintastrategian tutkimus.
