Với tỷ lệ năng lượng tái tạo được kết nối cao, Bộ điều khiển hệ số công suất tự động hoạt động như bộ ổn định lưới điện như thế nào?

Giới thiệu

Khi tỷ trọng các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió và quang điện trong hệ thống điện tiếp tục tăng, đặc tính vận hành của lưới điện đang có những thay đổi cơ bản. Tính ngẫu nhiên, không liên tục và biến động do tỷ lệ tích hợp năng lượng tái tạo cao mang lại đặt ra những thách thức chưa từng có đối với hoạt động an toàn và ổn định của lưới điện. Các chiến lược kiểm soát bù công suất phản kháng truyền thống không còn phù hợp với yêu cầu của hệ thống điện mới và các công nghệ điều khiển công suất phản kháng thông minh hơn, nhanh hơn và chính xác hơn là rất cần thiết. Là "bộ não thông minh" bù công suất phản kháng trong lưới điện, bộ điều khiển bù công suất phản kháng thế hệ tiếp theo đang chuyển từ phản ứng thụ động sang quản lý chủ động, trở thành cơ sở hạ tầng quan trọng để đảm bảo lưới điện vận hành an toàn và ổn định.

Những thách thức về chất lượng điện do tích hợp năng lượng tái tạo mang lại

Việc tích hợp quy mô lớn các nguồn năng lượng phân tán như năng lượng gió và quang điện đã thay đổi căn bản các đặc tính phân phối dòng điện của lưới điện. Việc chuyển đổi các mạng phân phối hướng tâm một chiều truyền thống thành các mạng hoạt động phức tạp với nhiều nguồn điện đã dẫn đến sự dao động điện áp ngày càng rõ rệt. Các giao diện điện tử công suất của thiết bị phát năng lượng tái tạo có thể đưa các sóng hài phụ cụ thể vào lưới điện, gây ô nhiễm sóng hài. Hơn nữa, những biến động ngẫu nhiên trong sản lượng năng lượng tái tạo dẫn đến dòng điện hai chiều, dẫn đến nhu cầu công suất phản kháng biến động nhanh chóng trong hệ thống. Tác động tổng hợp của các yếu tố này dẫn đến giảm độ ổn định điện áp lưới và chất lượng điện năng suy giảm, trong trường hợp nghiêm trọng có thể gây ra sự cố phân tầng.

Những đột phá công nghệ cốt lõi trong bộ điều khiển thông minh

Để giải quyết những thách thức này, thế hệ mới của chúng tôiBộ điều khiển hệ số công suất tự độngtích hợp nhiều công nghệ tiên tiến. Thuật toán phát hiện dựa trên lý thuyết công suất phản kháng tức thời đạt được phản hồi ở mức mili giây, nắm bắt chính xác những thay đổi tức thời về nhu cầu công suất phản kháng của hệ thống. Áp dụng các giao thức truyền thông tiêu chuẩn quốc tế như IEC 61850, bộ điều khiển cho phép liên lạc và trao đổi dữ liệu liền mạch với các hệ thống điều độ cấp cao hơn và nền tảng giám sát nhà máy điện năng lượng mới. Thuật toán điều khiển thích ứng tích hợp sẽ tự động điều chỉnh các chiến lược điều khiển dựa trên các điều kiện vận hành lưới điện, đạt được sự tối ưu hóa đa cấp từ bù cục bộ đến điều khiển phối hợp khu vực.

Lộ trình thực hiện quản trị tích cực

Bộ điều khiển thế hệ mới đạt được bước nhảy vọt về chức năng từ bù trừ thụ động sang quản trị chủ động. Bằng cách giám sát thời gian thực các thông số lưới điện quan trọng như điện áp và tần số, bộ điều khiển có thể dự đoán xu hướng ổn định của hệ thống và thực hiện các biện pháp kiểm soát phòng ngừa. Khi phát hiện rủi ro quá điện áp, bộ điều khiển sẽ chủ động điều chỉnh công suất phản kháng đầu ra để ổn định điện áp trong giới hạn chấp nhận được. Để giải quyết ô nhiễm sóng hài, bộ điều khiển tự động xác định các đặc tính phổ sóng hài, tối ưu hóa chiến lược bù và tránh khuếch đại sóng hài. Bộ điều khiển còn có chức năng truyền qua sự cố, cung cấp hỗ trợ công suất phản kháng khi lưới điện gặp sự cố và giúp hệ thống nhanh chóng khôi phục độ ổn định.

Giá trị ứng dụng trong các dự án thực tế

Trong ứng dụng trạm điện quang điện quy mô lớn, bộ điều khiển của chúng tôi đã giải quyết hiệu quả các dao động điện áp. Biến động điện áp tại điểm nối lưới của nhà máy điện giảm từ 10,5% xuống 2,3%, đáp ứng đầy đủ yêu cầu đánh giá lưới điện. Trong ứng dụng cụm trang trại gió, bộ điều khiển đã kiểm soát thành công độ lệch điện áp lưới khu vực trong khoảng 1% bằng cách điều phối công suất phản kháng của nhiều trạm. Những ứng dụng thực tế này chứng minh rằng bộ điều khiển công suất phản kháng thông minh đã trở thành thiết bị quan trọng không thể thiếu để đảm bảo lưới điện vận hành ổn định trong môi trường có tỷ lệ tiếp cận năng lượng tái tạo cao.

Xu hướng phát triển trong tương lai và triển vọng

Với sự phát triển theo chiều sâu của hệ thống điện mới,Bộ điều khiển hệ số công suất tự độngsẽ phát triển theo hướng trí tuệ và số hóa cao hơn. Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo sẽ trao quyền cho các bộ điều khiển khả năng học tập và dự đoán mạnh mẽ hơn, cho phép họ đối phó với các điều kiện vận hành lưới điện phức tạp hơn. Việc áp dụng rộng rãi công nghệ truyền thông 5G sẽ cung cấp nền tảng kỹ thuật cho việc điều khiển công suất phản kháng phối hợp trên diện rộng. Sự ra đời của công nghệ bản sao kỹ thuật số sẽ cho phép các bộ điều khiển mô phỏng và tối ưu hóa các chiến lược điều khiển trong không gian ảo, nâng cao hơn nữa tính an toàn của hệ thống và hiệu quả kinh tế.

Phần kết luận

Đối mặt với những thách thức đặt ra do việc tích hợp tỷ lệ năng lượng tái tạo cao,Bộ điều khiển hệ số công suất tự độngđang trải qua quá trình chuyển đổi và nâng cấp từ các thiết bị truyền thống sang hệ thống thông minh. Bằng cách kết hợp các thuật toán điều khiển tiên tiến, công nghệ truyền thông và chức năng thông minh, thế hệ bộ điều khiển mới này có thể giải quyết hiệu quả các vấn đề về chất lượng điện như dao động điện áp và ô nhiễm sóng hài, mang lại sự đảm bảo quan trọng cho hoạt động an toàn và ổn định của lưới điện. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ và sự mở rộng các kịch bản ứng dụng, bộ điều khiển công suất phản kháng thông minh sẵn sàng đóng một vai trò quan trọng hơn nữa trong việc phát triển các hệ thống điện mới.