نقش حیاتی STATCOM در گیاهان انرژی تجدید پذیر مدرن

تغییر سریع جهانی در جهت منابع انرژی تجدید پذیر مانند باد و خورشید چالش های بی سابقه ای برای ثبات سیستم برق و کیفیت ایجاد کرده است، بر خلاف ژنراتورهای ناهمزمان معمولی، انرژی های تجدید پذیر بسیار متغیر هستند و اغلب فاقد انتراست ذاتی هستند و مجتمع یکپارچه سازی شبکه ای را برای این ویژگی های پایدار و پایدار تعریف می کنند.

یک STATCOM چیست و چگونه کار می کند؟

یک STATCOM یک دستگاه الکتریکی قدرت است که جبران قدرت واکنشی و تنظیم ولتاژ را با تزریق یا جذب جریان واکنشی به سیستم قدرت فراهم می کند.این شامل یک مبدل منبع ولتاژ (VSC) متصل به شبکه از طریق یک ترانسفورماتور اتصال سریع تر است.با کنترل فاز و دامنه ولتاژ خروجی، COMSTAT می تواند به سرعت قدرت واکنش واکنشی، یا خازن یا کاهش قدرت، در مقایسه با این قابلیت عملکرد سیستم عامل، نوسان کند.

مزایای بالا برای ادغام STATCOM در گیاهان انرژی تجدید پذیر

بخش های زیر مزایای اولیه ای را که تکنولوژی STATCOM به تاسیسات انرژی تجدید پذیر، از مزارع باد بزرگ گرفته تا پارک های خورشیدی ارائه می دهد، شرح می دهند.

۱- پایداری ولتاژ و پشتیبانی از Grid

یکی از مهمترین مزایای STATCOM توانایی آن برای حفظ سطح ولتاژ ثابت در نقطه اتصال است. نیروگاه های انرژی تجدید پذیر اغلب به قطعات ضعیف یا از راه دور شبکه متصل می شوند که در آن تغییرات ولتاژ رایج است. STAT به طور پویا به اختلالات ولتاژ پاسخ می دهد، تزریق جریان خازن هنگامی که ولتاژ کاهش می یابد و جذب در ولتاژ فعلی هنگامی که این نمونه سریع ولتاژ افزایش می یابد، جلوگیری از آسیب رساندن به تجهیزات حساس، می تواند منجر شود.

مکانیسم مقررات ولتاژ

VSC STATCOM می تواند ولتاژ خروجی خود را در میلی ثانیه با استفاده از PWM (Pulse عرض Modulation) یا سایر تکنیک های تغییر در سوئیچ تغییر دهد، زیرا از سوئیچ های خود جهش یافته مانند IGBTs استفاده می کند، می تواند در سطوح بسیار کم اتصال کار کند، که اغلب در شبکه های تجدید پذیر و قابل بازیافت است.

افزایش کیفیت قدرت و رضایت هماهنگ

اینورتر های انرژی تجدید پذیر می توانند تحریف هارمونیک، سوبر و سایر مسائل کیفیت انرژی را به شبکه معرفی کنند. STAT، به ویژه هنگامی که با سیستم های مبدل چند سطحی ساخته شده است، می تواند به طور فعال نورونیک ها را فیلتر کند و باعث کاهش انحراف ولتاژ ناشی از عبور ابرها (solar) یا آشفتگی باد شود.

افزایش قابلیت پذیرش شبکه و قابلیت های پذیرش خطا در سراسر

کدهای شبکه در سراسر جهان در حال حاضر نیاز به گیاهان تجدید پذیر در طول ولتاژ sags و خطا (در حال حرکت کم ولتاژ از طریق، LVRT) و پشتیبانی از بهبود شبکه با تزریق جریان واکنش پذیر است. COM به طور ایده آل برای این کار مناسب است.در طول یک دی.com، یک STAT می تواند به سرعت جریان اتصال اتصال به ولتاژ را افزایش دهد، کمک به مطالعات گیاهی آنلاین و جلوگیری از اتصال شبکه های شبکه های شبکه های قابل اجرا در این امر، اتصال به عنوان یک سیستم عامل اتصال ضروری برای حفظ ثبات و اتصال به عنوان یک پروژه است.

قابلیت اطمینان سیستم بهبود یافته و خطر سیاه شدن را کاهش می دهد

حمایت از قدرت فعال از STATCOM به طور مستقیم خطر سقوط ولتاژ را کاهش می دهد، یک علت اصلی از خاموشی ها.با ارائه مقررات قدرت واکنشی مداوم و صاف، STATCOM تثبیت راهرو انتقال بین نیروگاه های تجدید پذیر و شبکه اصلی، این به ویژه در مناطق با خطوط انتقال طولانی که در آن شارژ خط می تواند باعث بیش از حد ولتاژ تحت شرایط بار بار شود، همچنین از ثبات تخلیه برق جلوگیری می کند که باعث خرابی های شکننده می شود، جلوگیری از خرابی های برق می شود.

انعطاف پذیری و پاسخ سریع

زمان پاسخ یک STAT به طور معمول در یک چرخه (16-20 میلی ثانیه) است که بسیار سریعتر از SVCs (که به تعویض برق متکی است و می تواند 1-2 چرخه) یا دستگاه های مکانیکی را بگیرد، این پاسخ سریع به STAT اجازه می دهد تا کاهش ناگهانی نسل یا تغییرات بار را جبران کند، و قابلیت های خورشیدی و باد مدرن را فراهم کند.

کاهش کاهش تلفات و مزایای اقتصادی

با حفظ یک پروفایل ولتاژ پویا، STATCOM جریان قدرت واکنشی را در خطوط انتقال کاهش می دهد، در نتیجه کاهش ضررهای I2R در هر دو سیستم جمع آوری کننده کارخانه و شبکه. زیان های پایین تر به طور مستقیم به انرژی قابل تحویل و درآمد بالاتر تبدیل می شود. علاوه بر این، COMSTAT می تواند نیاز به ارتقاء را با بهبود استفاده از خطوط موجود برای صاحبان کارخانه، سرمایه گذاری در خود را کاهش دهد و کاهش می دهد و اغلب از طریق کاهش کیفیت کاهش می یابد.

پشتیبانی از تنوع پذیری های تجدید پذیر و ادغام شبکه

طبیعت متناوب باد و خورشیدی نوسانات سریع در خروجی قدرت فعال ایجاد می کند که به نوبه خود باعث نوسانات ولتاژ می شود. STAT به عنوان یک بافر عمل می کند، جذب تغییرات قدرت واکنشی و حفظ نقطه اتصال در محدوده ولتاژ قابل قبول، این اثر صاف کننده برای حفظ فرکانس شبکه و ثبات ولتاژ حیاتی است زیرا سهم از تجدید پذیرها رشد می کند.

مزایای اضافی و تکنولوژی Synergies

ادغام با سیستم های ذخیره سازی انرژی باتری (BESS)

هنگامی که با BESS جفت می شود، STATCOM می تواند هر دو جبران قدرت واکنشی و پشتیبانی واقعی (فعال) قدرت را فراهم کند، مانند تنظیم فرکانس و انتقال انرژی، این ترکیب، اغلب به نام STATCOM، به گیاهان تجدید پذیر کمک می کند تا رفتار ژنراتورهای ناهمزمان را تقلید کنند.این سیستم ها برای مزارع باد بزرگ و پارک های خورشیدی در مقیاس بالا، به عنوان مثال، شاخ دریایی در فن آوری باد طولانی مدت استفاده از کابل های زیر دریایی برای حفظ ثبات است.

قابلیت های ستاره سیاه و جزیره سازی

برخی از طرح های پیشرفته STATCOM شامل قابلیت شروع سیاه است که به آنها اجازه می دهد تا یک شبکه محلی را از یک حالت مرده بدون قدرت خارجی انرژی بگیرند، این برای میکروشبکه ها یا نیروگاه های تجدید پذیر از راه دور که نیاز به شروع مجدد پس از یک خاموشی دارند، انرژی می دهد. COM شروع سیاه و یا یک ژنراتور دیزل کوچک برای انرژی اتوبوس DC، سپس ساخت ولتاژ AC به تدریج برای انتخاب بار.

عمر طولانی خدمات و نگهداری کم

STATCOMs هیچ بخش متحرک (برخلاف های ناهمسان) و استفاده از سوئیچ های جامد دولتی که می تواند دهه ها با مدیریت حرارتی مناسب طول بکشد، طراحی ماژول های چند سطحی مدرن اجازه می دهد جایگزین آسان ماژول های برق، کاهش خرابی. سیستم های آب زغال سنگ گسترش زندگی حتی در محیط های سخت مانند بیابان یا سیستم عامل های دریایی است.

مطالعات موردی و برنامه های کاربردی واقعی جهانی

چندین پروژه بزرگ تجدید پذیر در سراسر جهان با موفقیت STATCOM را برای غلبه بر چالش های شبکه ای یکپارچه کرده اند. گزارش NREL در مورد برنامه های STATCOM یک کارخانه خورشیدی ۲۰۰ مگاوات در کالیفرنیا را برجسته می کند که از یک + ۱۰۰ MVAr STATCOM برای پاسخگویی به الزامات دقیق تر استفاده از اتصال ولتاژ ثابت شده در اروپا استفاده می کند.

چشم انداز آینده: STATCOM در یک شبکه با کیفیت بالا

از آنجایی که نفوذ تجدید پذیر در برخی مناطق 100٪ نزدیک می شود، نقش STATCOM گسترش خواهد یافت. فن آوری های نوظهور مانند مبدل های اطلاع رسانی اغلب به اصول کنترل انرژی پایدار متکی هستند. [2] نسل بعدی STAT شامل نیمه هادی های باند گسترده (Si، GaN) برای حتی سریع تر و کارآمد تر است [Fem] پیش بینی می کند که یک راه حل های کنترل شبکه های انرژی انعطاف پذیر است.

نتیجه گیری

ادغام STATCOM در نیروگاه های انرژی تجدید پذیر نه تنها ارتقاء اختیاری بلکه یک ضرورت استراتژیک برای اطمینان از عملکرد بالا، قابلیت اطمینان و انطباق شبکه است.از ثبات ولتاژ و کیفیت قدرت برای کاهش رانندگی و از دست دادن، مزایای طول می کشد تا ابعاد فنی، اقتصادی و عملیاتی را تسریع کند.