Làm thế nào có thể kiểm soát điều hòa và bù công suất phản ứng có thể hoạt động cùng nhau để tăng cường tính ổn định của hệ thống điện?

Trong số rất nhiều thách thức chất lượng năng lượng mà các hệ thống năng lượng hiện đại phải đối mặt, ô nhiễm hài hòa và sức mạnh phản ứng không đủ là hai vấn đề cốt lõi ảnh hưởng nghiêm trọng nhất đến hoạt động ổn định của lưới điện. Trong bài viết này, Geyue Electric, từ góc độ chuyên nghiệp của một nhà sản xuất thiết bị bù năng lượng phản ứng điện áp thấp, chúng tôi sẽ khám phá sâu cơ chế làm việc hợp tác giữa công nghệ kiểm soát hài hòa và hệ thống bù năng lượng phản ứng. Chúng tôi cũng sẽ phân tích kỹ lưỡng cách thức cơ chế hợp tác này tăng cường tính ổn định của hệ thống điện và xây dựng một cách có hệ thống các lợi thế kỹ thuật và giá trị ứng dụng của giải pháp toàn diện mới thông qua các trường hợp thực hành kỹ thuật.

Những thách thức đối với sự ổn định của hệ thống điện

Với sự cải tiến liên tục của các mức tự động hóa công nghiệp và mở rộng quy mô bền vững của việc phát năng lượng năng lượng mới, các hệ thống năng lượng hiện đại hiện đang phải đối mặt với những thách thức chưa từng có về chất lượng năng lượng. Việc áp dụng rộng rãi các tải trọng phi tuyến đã dẫn đến ô nhiễm hài hòa ngày càng nghiêm trọng trong lưới điện, trong khi sự gia tăng tải trọng cảm ứng đã khiến nhu cầu về sức mạnh phản ứng tiếp tục tăng. Hai vấn đề này tương tác với nhau, cùng nhau đe dọa hoạt động an toàn và ổn định của hệ thống điện.

Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp, tải trọng phi tuyến tính như thiết bị truyền động tần số thay đổi, thiết bị chỉnh lưu và lò hồ quang điện tạo ra một lượng lớn dòng sóng hài. Các thành phần hiện tại tần số cao này không chỉ khiến thiết bị điện quá nóng và trục trặc, mà còn có thể kích hoạt cộng hưởng mạng, dẫn đến các hành động không chính xác của các thiết bị bảo vệ. Đồng thời, công suất phản ứng được tiêu thụ bởi các thiết bị cảm ứng như động cơ và máy biến áp sẽ dẫn đến giảm hệ số công suất, tăng tổn thất dòng và tăng biến động điện áp.

Điều phức tạp hơn là vấn đề hài hòa và vấn đề công suất phản ứng thường đan xen với nhau. Các tụ bù công suất phản ứng truyền thống dễ bị quá tải thiệt hại trong môi trường hài hòa, trong khi các thiết bị lọc thụ động không thể đáp ứng nhu cầu bù công suất phản ứng động. Mối quan hệ hạn chế lẫn nhau này gây khó khăn cho một giải pháp quản trị duy nhất để đạt được hiệu quả mong muốn; Do đó, một tuyến kỹ thuật tối ưu hóa hợp tác phải được thông qua.

Cơ chế tương tác giữa các vấn đề năng lượng hài hòa và phản ứng

Việc lan truyền dòng sóng hài trong hệ thống điện ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của các thiết bị bù công suất phản ứng. Khi có các thành phần sóng hài lớn trong lưới điện, các tụ điện shunt có thể gặp phải sự khuếch đại hài hòa. Điều này xảy ra bởi vì các tụ điện có thể hình thành các mạch cộng hưởng song song với độ tự cảm của hệ thống ở tần số hài hòa cụ thể, dẫn đến khuếch đại điện áp bất thường ở các khu vực cục bộ. Hiệu ứng cộng hưởng này không chỉ làm tăng tốc độ lão hóa của điện môi tụ điện, mà trong trường hợp nghiêm trọng, nó cũng có thể dẫn đến sự phân hủy cách điện của thiết bị.

Mặt khác, sự dao động trong công suất phản ứng cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của kiểm soát hài hòa. Khi sự thiếu hụt công suất phản ứng trong hệ thống là đáng kể, điện áp lưới sẽ trải qua những biến động đáng chú ý. Những thay đổi điện áp này sẽ thay đổi các điểm hoạt động của tải trọng phi tuyến, do đó ảnh hưởng đến các đặc tính phát xạ hài hòa của chúng. Đặc biệt là trong trường hợp tải trọng cảm ứng, những thay đổi nhanh chóng về nhu cầu năng lượng phản ứng thường đi kèm với sự dao động mạnh mẽ trong phổ hài hòa, đặt ra nhu cầu cao hơn đối với phản ứng động của thiết bị điều khiển hài.

Trong thực tiễn kỹ thuật, người ta đã phát hiện ra rằng mặc dù các thiết bị lọc thụ động có thể lọc ra các sóng hài cụ thể, chúng sẽ giới thiệu bù công suất phản ứng bổ sung, điều này có thể dẫn đến bù quá mức trong hệ thống. Hơn nữa, thiết bị bù năng lượng phản ứng loại TSC truyền thống, sử dụng chế độ chuyển đổi thyristor, gặp khó khăn trong việc đáp ứng các yêu cầu bù động của các hệ thống năng lượng hiện đại do tốc độ phản hồi chậm của nó. Những hạn chế kỹ thuật này thúc đẩy chúng tôi tìm kiếm các giải pháp quản trị hợp tác tiên tiến hơn.

Nguyên tắc và kế hoạch thực hiện công nghệ quản trị hợp tác

Ứng dụng kết hợp củaBộ lọc năng lượng hoạt động (APFS)VàMáy phát điện VAR tĩnh (SVGs)Đại diện cho công nghệ kiểm soát hợp tác tiên tiến nhất hiện nay. Bộ lọc năng lượng hoạt động sử dụng công nghệ chuyển đổi điện tử và, bằng cách phát hiện thời gian thực của dòng điện hài của tải, tạo ra một dòng bù đối diện với nó, đạt được sự loại bỏ hài hòa. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở khả năng bù đồng thời cho tất cả các tần số hài hòa và không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi trong trở kháng hệ thống.

Bộ tạo VAR tĩnh, như một thế hệ mới của thiết bị bù năng lượng phản ứng động, có thể nhanh chóng tạo ra dòng phản ứng cần thiết thông qua biến tần loại điện áp. So với thiết bị TSC truyền thống, SVG có lợi thế kỹ thuật như tốc độ phản hồi nhanh, độ chính xác bù cao và phạm vi hoạt động rộng. Quan trọng hơn, SVG sẽ không cộng hưởng với hệ thống và vẫn có thể hoạt động đáng tin cậy trong môi trường hài hòa.

Tích hợp APF và SVG trên cùng một nền tảng cho phép xây dựng một hệ thống quản lý chất lượng năng lượng hoàn chỉnh. Hệ thống này đạt được điều khiển phối hợp thông qua bộ điều khiển kỹ thuật số tốc độ cao thống nhất, đảm bảo cả hiệu quả bù sóng hài và điều chỉnh công suất phản ứng chính xác. Trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế, giải pháp này đặc biệt phù hợp với các thiết lập công nghiệp với ô nhiễm hài hòa nghiêm trọng và dao động công suất phản ứng thường xuyên, như các nhà máy thép, xưởng hàn, nhà máy sản xuất bán dẫn, v.v.

Phân tích các trường hợp ứng dụng kỹ thuật

Dự án cải tiến chất lượng năng lượng trong hội thảo lớp phủ của một doanh nghiệp sản xuất ô tô lớn là một trường hợp ứng dụng điển hình của công nghệ quản trị hợp tác. Hội thảo này được trang bị một số lượng lớn các thiết bị ổ đĩa tần số thay đổi. Tổng độ méo sóng hài được đo của dòng điện đạt 18%và do việc sử dụng tập trung các động cơ không đồng bộ, hệ số công suất trung bình chỉ là 0,72. Giải pháp truyền thống, sử dụng các bộ lọc LC rời rạc và tủ bù TSC, không chỉ chiếm một khu vực rộng lớn mà còn thường xuyên gặp các vấn đề cộng hưởng.

Dự án cải tạo áp dụng hệ thống APF + SVG tích hợp, tích hợp các chức năng bù công suất phản ứng và điều khiển phản ứng trên một nền tảng thống nhất. Sau khi hệ thống được đưa vào hoạt động, tỷ lệ biến dạng điều hòa hiện tại giảm xuống dưới 4 và hệ số công suất vẫn ở trên 0,95. Dữ liệu đo được cho thấy mức tiêu thụ năng lượng tổng thể của hệ thống giảm 15%, tỷ lệ lỗi thiết bị giảm 40%và lợi ích kinh tế đáng kể đã đạt được.

Một trường hợp điển hình khác là dự án cải thiện chất lượng công suất kết nối lưới của một nhà máy điện quang điện nhất định. Trong quá trình phát điện, biến tần quang điện sẽ tạo ra sóng hài cụ thể và trong hoạt động ban đêm, sẽ có một vấn đề về truyền ngược công suất phản ứng. Dự án đã áp dụng một thiết bị SVG có khả năng bù hai chiều, kết hợp với một mô -đun bộ lọc hoạt động, để đạt được các chức năng kép của điều khiển hài hòa và điều chỉnh công suất phản ứng, đáp ứng hiệu quả các yêu cầu kết nối lưới của Công ty Lưới điện.

Xu hướng và triển vọng phát triển công nghệ

Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ điện tử công suất và sự phát triển của các thuật toán kiểm soát thông minh, công nghệ hợp tác để giảm thiểu điều hòa và bồi thường công suất phản ứng đang phát triển theo hướng hiệu suất cao hơn và trí thông minh cao hơn. Việc giới thiệu công nghệ trí tuệ nhân tạo cho phép các thiết bị bồi thường tự chủ học các đặc điểm tải, dự đoán xu hướng hài hòa và đạt được kiểm soát bồi thường phòng ngừa. Việc áp dụng công nghệ sinh đôi kỹ thuật số cho phép tối ưu hóa các tham số hệ thống trong môi trường ảo, giảm đáng kể thời gian gỡ lỗi tại chỗ.

Việc phổ biến khái niệm thiết kế mô -đun đã mang lại độ tin cậy và tính linh hoạt cao hơn cho hệ thống quản trị hợp tác. Bằng cách kết hợp các đơn vị công suất được tiêu chuẩn hóa, công suất hệ thống có thể được cấu hình linh hoạt theo nhu cầu thực tế, và nó cũng thuận tiện cho việc mở rộng và bảo trì sau này. Cách tiếp cận thiết kế này đặc biệt phù hợp để phát triển các doanh nghiệp với tải điện liên tục.

Trong lĩnh vực năng lượng mới, do tính chất không liên tục của các nguồn năng lượng không liên tục như năng lượng gió và năng lượng quang điện, một thế hệ hệ thống quản trị hợp tác mới đang phát triển các thuật toán phản ứng năng động nhanh hơn. Các hệ thống này không chỉ cần xử lý các vấn đề năng lượng hài hòa và phản ứng chung, mà còn phải có khả năng làm giảm các biến động năng lượng của việc tạo năng lượng tái tạo và cung cấp các dịch vụ hỗ trợ cần thiết cho lưới điện.

Tóm lại, tối ưu hóa hợp tác của kiểm soát hài hòa và bù công suất phản ứng là một cách hiệu quả để tăng cường tính ổn định của hệ thống điện. Thông qua ứng dụng tích hợp của các bộ lọc năng lượng hoạt động và các bộ tạo năng lượng phản ứng tĩnh, giải pháp bù công suất phản ứng điện áp thấp của Geyue có thể đồng thời giải quyết hai vấn đề chất lượng năng lượng điện chính: ô nhiễm hài hòa và công suất phản ứng không đủ. Là nhà sản xuất chuyên nghiệp về thiết bị bồi thường năng lượng phản ứng, công ty của chúng tôi, Geyue Electric, sẽ tiếp tục thúc đẩy đổi mới công nghệ và phát triển các giải pháp kiểm soát hợp tác thông minh và hiệu quả hơn để tạo ra giá trị lớn hơn cho người dùng và đóng góp cho hoạt động an toàn và ổn định của hệ thống điện. Nếu bạn muốn xem danh mục sản phẩm mới nhất của chúng tôi, vui lòng liên hệ với chúng tôi quainfo@gyele.com.cnĐể tham khảo.