כיצד הפזורים מאפשרים תיאום טוב יותר בדור משולב

הדור המנוצל (DG) שינה את הנוף החשמלי על ידי העברת ייצור חשמל ממספר תחנות מרכזיות לאלפים מקורות קטנים יותר, מפוזרים. ⁇ פוטו-וולטאיים על גגות מגורים, חוות רוח בקהילות כפריות, בשילוב מערכות חום וכוח באתרים תעשייתיים, ויחידות אחסון סוללות מאחורי הממטר תורמים כל כך לדגם מבוזר זה, בעוד DG מציע יתרונות סביבתיים, עצמאות אנרגיה, שידור מופחת, ולהפחית את התיאום, כמה מקורות אחסון חזקים, אך ורקמותקים חזקים, אך ורקמותקים חזקים, אך ורקמותקים, אך ורקמותקים, אך ורק לאחר מכן, עד כמה מבנים חשמליים חזקים, אך ורקמותקים, אך ורקדה-זמנית, יכולים לפעול, ללא כל כך, ללא כל כך, ללא כל כך, ללא כל כך, כיצד ניתן להפעיל את המשתנים חזקים, ללא כל אלה, אונים חזקים, ללא כל אלה, ללא ספק, ללא ספק, ללא ספק, כיצד ניתן לבצע הנדסת חשמל עמידים, ללא שימוש בדגם מבוזרים, ללא שינוי יעיל, ללא שינוי יעיל, ללא שינוי יעיל, ללא שינוי, ללא שימוש בדגם מבוזרים, ללא ספק, ללא שינוי חשמלי יציבים, אך ורקמותקים חזקים, ללא שינוי יעיל, אך ורקמות, ללא שינוי, אך ורקמותקים חזקים,

Phasors מספקים את המסגרת המתמטית ואת החשיפה בזמן אמת צורך לסנכרן ולבקר משאבי אנרגיה מבוזרים (DERs) על ידי ייצוג שינויים נוכחיים (AC) כמספרים מורכבים שלוכדים הן את גודל והן את זווית שלב,phas לאפשר למפעילים לראות בדיוק מה קורה על פני הרשת בכל רגע נתון. מאמר זה חוקר מה הם פאתורים, איך הם משמשים בדור, את היתרונות המוחשיים, והם אפילו לעשות את היתרונות הקריטיים יותר, אשר מספקים את הטכנולוגיות הבאות.

האתגר הגדל של התיאום בדור הנטוש

מערכות חשמל מסורתיות תוכננו סביב מספר קטן של גנרטורים גדולים, נשלטים.צמחים אלה יכולים להיות נשלחים בחיזוי, וזרימת הכוח הייתה במידה רבה חד-צדדית – מהגנרטור באמצעות קווי שידור לרשתות הפצה ולבסוף ללקוחות. Distributed Generation upends כי מודל. לוחות סולאריים גג טורבינות רוח קטנות לייצר חשמל ברשת, לעתים קרובות בזמנים ובכמויות שונות של מזג אוויר, כאשר הם יכולים ליצור את אותם מקורות הגנה לאחור, כדי לחבר את מערכת הגנה לאחור, כדי לחבר את העיוותים, כאשר הם יכולים לגרום לצורות של אנרגיה, ולהפחית את אותם.

ללא נתונים מדויקים בזמן אמת, מפעילי רשת טסים עיוורים.כיסוי ענן פתאומי יכול להוריד פלט סולארי ב-50% תוך דקות; גור הרוח יכול להרים טורבינות רוח בדיוק כמו במהירות.שינויים מהירים אלה חייבים להיות נפגש עם תשובות מהירות באותה מידה מגנרטורים אחרים, מערכות אחסון או עומס בקרה.מערכת בקרה מסורתית ורכישה (SCADA) אשר מעדכנת כל שתי שניות עד ארבע שניות, איטי מדי ללכידת דינמיקה שנייה (או מדידה) כדי שינוי זמני מעקב (PM) כדי , כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כדי שינוי זמני מעקב מסורתי, כדי רזולוציה שנייה, כדי רזולוציה גבוהה מספיק זמן, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כדי , כדי , כלומר, כלומר, כדי רזולוציה של זמן, כדי רזולוציה של זמן, כדי רזולוציה גבוהה יותר מדי) , כדי , , , , רזולוציה גבוהה יותר מדי, , כדי , , , , כדי , , , , , , , רזולוציה של זמן קצר יותר מדי זמן קצר לאחר מכן, רזולוציה גבוהה מספיק זמן, , , רזולוציה של זמן, רזולוציה גבוהה יותר מדי כדי רזולוציה של זמן רזולוציה) רזולוציה של זמן

מה הם Phasors? A מרעננים

[ב]הלב שלה, phasor הוא ייצוג מתמטי של גלציה חשמלית סינוסאידית. במערכות כוח AC, מתח ונוניסים שונים הנוכחיים עם הזמן. Aphasor Simplifies כי סינוסואיד לתוך וקטור מסתובב עם שני חתיכות של מידע: FLT:0matudeFLT:1 (ply RMS או זרם) ו-F2 מפואר, לעומת זאת, ניתן להוסיף שיטות מורכבות ל-Flastic).

לדוגמה, מתח גלפור שתואר כ-( v(t) = V m /cos(\omega t + / Theta) הופך לphasor (\tilde {V}= V {rms} e^{j\theta}), שבו (V {rms)\) הוא גודל שורש-me-square ו-V(\the) הוא שלב sam) לעומת שלב ה-II (שלב) הוא ה-D) כאשר אתה מציין את ה-VDVD) הוא ה-DVDVDVDVD) הוא ה-II (השלב ה-D) הוא ה-DVDVDVDV.

כיצד Phasors הם יישומיים בדורות מחוסנים

סינכרון של מקורות מרובים

כל גנרטור מבוזר חייב לסנכרן לרשת לפני חיבור. Synchronization פירושו להתאים לגודל מתח, תדירות וזווית שלב לסובלנות קפדנית. phasor מדידה יחידות בשלב של הפיכה משותפת (PCC) מדווחים באופן רציף על ההבדל בין הפלט הגנרטור לבין הרשת.כאשר ההבדל מתקרב אפס, המטורף או מתג יכול לסגור, בבטחה המחבר את המקור.

לאחר באינטרנט, גנרטורים חייבים לשמור על סינכרוניזציה כמו תנאי רשת לשנות.עלייה פתאומית או פגם על קו שידור יכול לשנות זוויות שלב על פני המערכת. ⁇ נתונים של Phasor מאפשר לכל בקר של DG להתאים את התפוקה שלו בזמן אמת, שמירה על הזווית בתוך גבולות בטוחים.זה חשוב במיוחד עבור חוות סולאריות בקנה מידה גדול או צמחי רוח, שבו אפילו כמה מעלות של שלב לא מתאים יכול לייצר ללא שינוי בין מקבילים.

פיקוח רחב-שטח ומודעות מצב

מעבר לסינתזה של גנרטור בודד,phasors לאפשר מערכות ניטור רחב (WAMS) שנותנות למפעילים נוף הוליסטי של בריאות הרשת.על ידי פריסת PMUs ב substations מפתח ו נקודות קישור DG, שירותים יכולים לבנות "מפת פאסינר" מראה גודלים וזוויתות מעבר לאזור שלם.

עבור הדור מבוזר, רחב-שטח נתונים עוזר למפעילים לראות כיצד אשכול של מתקנים סולאריים משפיע על מסדרון שידור.לדוגמה, אם כל הצמחים הסולאריים באזור בו-זמנית להשתוללות בשל עננים חולפים, אובדן פתאומי של הדור יכול לגרום לתדירות של נתוני דיפא.U מספק התראה מוקדמת, המאפשר אחסון מהיר או לשפוך לפצות לפני אוטומטית מתחת לגיל המעבר.

גילוי האי ואנטי איסנדינג שיימס

אחת הדרישות הבטיחותיות של הדור מבוזר היא אנטי-איסלנדינג: אם הרשת יורדת, DG חייב להתנתק כדי למנוע קווים ממריץ במהלך תחזוקה.שיטות אנטי-איסנטריות ניתנות מסתמכות על זיהוי מתח או סטיית תדר, אבל אלה יכולים להיות איטיים או לא אמינים כאשר מספר DGs פועלים יחד.שיטות פעילות מבוססות Phasor הן מהירות יותר וחזקות יותר. APMU ב-PCC מפקחים בשלב זה פותח את הזווית של זמן.

תקנות ובקרת כוח תגובתית

Phasors גם לאפשר בקרת מתח מדויקת. דור מבוזר יכול לגרום למתח לעלות על מזין ההפצה, במיוחד כאשר פלט עולה על העומס המקומי.על ידי מדידה של הphasor (magnitude וזווית) של המתח במספר נקודות, את הזרקת הכוח השבירה של inverter ניתן לכוון כדי להישאר בתוך גבולות אפשריים.

יתרונות תזונתיים של Phasor טכנולוגיה עבור הדור המפוחד

(ב) ,0) שיפור איכות הכוח (FLT:1): גילוי מהיר יותר של מתחים, נפיחות, והרמוניה מאפשר פעולות תקינים אשר לשמור על איכות הכוח בתוך גבולות IEEE 519.
(ב) [15] ,ההעברה של מילואים: ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ (ב"ה) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) לחנך את Curtailmentment: עם תיאום טוב יותר, מפעילי רשת יכולים להימנע מצמצום של הדור המתחדש ללא צורך, למקסם את תפוקת האנרגיה הנקיה.
(FLT:0)Fasterture ReהתחדשותFLT:1: לאחר חסימה שחורה, נתוניםphasor מסייע למפעילים לזהות איים יציבים של DG שניתן להשתמש בהם כדי להפעיל מחדש את הרשת באופן מבוקר.

על פי דיווח של מחלקת האנרגיה של ארה"ב, נתוני PMU הוכח להפחית את תדירות ההפרעות הגדולות עד 20-30% בפריסה של טייסים על פני מערכות הפצה עם חדירה מתחדשות גבוהה.הדוח מצא כי הגנה אדפטיבית המבוססת על phasor הפחיתה את מספר הנסיעות השקריות ב- 40%.

יישום מעשי ומקריות

פרויקט ה- Phare של האיחוד האירופי

דוגמה בולטת אחת היא פרויקט Phare (Phasor מבוסס זמן שליטה בזמן אמת) אשר שילב PMUs ב 50 תת-קבוצות הפצה ברחבי גרמניה והולנד לתאם מעל 500MW של השמש והרוח מבוזרת.המערכת סיפקה עדכונים תת-שניים על זוויות בשלבים על פני מספר רב של ניזונים. כאשר קו שידור גרם לירידה של 100 מ"מ, WAMS זיהה שלב של 15 מעלות בתוך 20 מ"ג ומנעה מהירות יותר מאשר פיזור השמש.

אינטגרציה של צפון קליפורניה של גג השמש

תקני התיק המתחדשים האגרסיביים של קליפורניה הובילו להפצת השמש למגורים.על כמה מעגלים הפצה, חדירה סולארית עולה על 100% של עומס מינימלי. פסיפיק גז וחשמל (PG&E) פרוס ניטור מבוסס על מספר מעגלים כאלה, באמצעות PMUs ב substations ובקיצור של מסכי מזון מרכזיים.המערכת סיפקה התראה מוקדמת של תנאי זרימת חשמל לאחור שיכולים להזיז מחדש של 35%, בהשוואה לשחיתים בשלב זהה, בהשוואה להורדת מגבלות נתונים קודמות.

אתגרים ושיקולים ב- Phasor Deployment for DG

בעוד היתרונות ברורים, פריסת טכנולוגיית phasor לדור מבוזר אינה ללא מכשולים.האתגרים העיקריים כוללים:

(FLT:0)Cost of PMUs and CommunicationsFirLT:1; גבוה מראש הממשלהUs יכול לעלות כמה אלפי דולרים כל אחד, ולהתקין אותם על כל מזין ההפצה הוא יקר.עם זאת, חלופות בעלות נמוכה יותר, כגון הקטנת קריטריונים או מיזוג של PMU פונקציונליות עם בקרה חכמה לא מופרעת, מתעוררות.
(FLT:0Data Volume and LatancyFLT:1: PMUs לייצר כמויות עצומות של נתונים - עד 60 דגימות לשנייה לכל ערוץ. Transmitting, אחסון, עיבוד של זרימת נתונים אלה בזמן אמת דורש רשתות תקשורת חזקות ומחשוב קצה.
(FLT:0)CybersecurityFLT:1: מכיוון שהנתונים של PMU יכולים לגרום לפקדים אוטומטיים, יש להבטיח את הקישורים התקשורת נגד התקפות spoofing או הכחשת שירות.
(FLT:0)StandardizationFLT:1: אי-אפשרות בין PMUs של יצרנים שונים ו-phasor data concentrators (PDCs) מסתמכת על סטנדרטים כמו IEEE C37.118, בעוד שאומצה באופן נרחב, לא כל המכשירים לציית באופן מלא, המוביל לשילוב כאבי ראש.

למרות האתגרים הללו, ההתקדמות המהירה בטכנולוגיית החיישן, התקשורת של 5G, וניתוח מבוסס ענן הם בהתמדה צמצום החסמים.עלות של PMUs נפלה בחצי בעשור האחרון, ומולטורים מודרניים רבים כבר מכילים יכולת מדידה phasor כחלק מהלאות הבקרה הפנימית שלהם.

כיוונים עתידיים: Phasors in a Digital Grid

התפקיד של phasors בדור מבוזר יגדל רק כאשר הרשת הופכת ליותר דיגיטלית, דינמי, ומפולגת.מספר מגמות מצביעות על שילוב הדוק יותר:

תאומים דיגיטליים מבוססים

תאום דיגיטלי הוא העתק וירטואלי של הרשת הפיזית שפועלת במקביל עם נתונים בזמן אמת.על ידי האכלה מדידת PMU לתוך תא דיגיטלי, מפעילי יכולים להפעיל את מה-אם תרחישים - לדוגמה, סימולציה ההשפעה של אירוע הרמפה של 50 מ"ג על יציבות של מתח על פני 100 מ להאכיל.התאום יכול להציע פעולות בקרה מתואמות אופטימליות לפני האירוע מתרחשת יישום מוקדם של המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NR) הראו תגובה דיגיטלית שיכולה להפחית את השני של מילימטרים.

Machine Learning and Phasor Data

סדרת זמן ברזולוציה גבוהה מ- PMUs היא אידיאלית עבור אלגוריתמי למידת מכונה המזהים דפוסים בלתי נראים במערכות מבוססות חוק.לדוגמה, רשת עצבית המוכשרת על נתונים מphasor יכולה לזהות את החתימה של מהפך כושל לפני שהוא יוצא למסע, המאפשר תחזוקה מוקדמת.יש נוסף יישום צופה יכולת סולארית: על ידי correlating phasor זוויות עם תמונות מצלמה, יכול תחזיות עם 5 דקות להוביל.

גרידור-פורמינג עם Phasor Sync

חומרים מערכי רשת, אשר יכולים באופן פעיל לקבוע מתח ותדירות במקום פשוט לעקוב אחר הרשת, דורשים סינתזה מדויקת מאוד phasor synchronization. אלה מופנמים הם המנוף של מיקרו-grids טהור ועתיד "100% מערכות מבוסס-על-ידיעה" (100%) מבוססות-בסיסיות (כמו אוניברסיטת טקסס באוסטין הוכיחו את המכשירים ברשת המשתמשים ב-Phroopopopols) כדי לחקות את הפעילות האנרגונית של כל מערכת מבוזרתורית.

IEEE 1547-2018 ו-Phasorאינטגרציה

התיקון האחרון של IEEE Standard 1547 לשילוב של משאבי אנרגיה מבוזרים מתייחס במפורש לתקשורת מבוססת phasor עבור רגולציה מתח, תמיכה בתדר, ואנטי-איסלנדינג.זה מגדיר את הבמה עבור סביבה רגולטורית שבה יכולת phasor הופכת דרישה למתקנים חדשים DG מעבר לגודל מסוים.

מסקנה

Phasors הם הרבה יותר מאשר מופשט אקדמי - הם הבסיס המעשי שעליו הפעולה אמינה של מערכות הדור מבוזר מודרני מנוחה. על ידי מתן מדידות מיידיות, מסונכרנות של מתח וזווית שלב נוכחית על פני הרשת,phasors לאפשר תיאום המונעת התנגשויות שחורותouts, להפחית את הצמצם, ומאפשר חדירה גבוהה יותר של אנרגיה נקייה.

לקריאה נוספת, החברה האמריקאית הצפונית Synchrophasor Initiative (NASPI) מציעה משאבים נרחבים ביישומים של PMU, ו- IEEE Power & חברת האנרגיה מפרסם מאמרים סמכותיים על תיאוריית המדידה של phasor.בנוסף, מחלקת האנרגיה של ארה"ב של אנרגיה של אנרגיה ⁇ :0 Solar Energy Gridאינטגרציה SystemsFLT:1 ), תוכנית מספקת מחקרים המתארים את היתרונות המעשיים שתוארו לעיל.