מבוא ל Components סימפמטריים בניתוח אנרגיה מתחדשת

ההתרחבות המהירה של אנרגיית הרוח והכוח הסולארי הציגה מורכבות חדשה בניתוח מערכת חשמל.בניגוד לדור סינכרוני מסורתי, משאבים מתחדשים מסתמכים על אלקטרוניקה כוח ופועלים תחת תנאים משתנים מאוד, לעתים קרובות ללא איזון.כדי להבטיח יציבות רשת, הגנה וציוד ארוך, מהנדסים דורשים מסגרות אנליטיות חזקות (מערכת של רכיבים סימטריים) - טכניקה שפותחה על ידי צ'ארלס פורטסקו בשנת 1918 - נותרה אחת מהשיטות החיוביות ביותר של כלים לא מאוזניים, המאפשרות לאבחון ואבחון מדויק של מחלות רוח, ואבחון, ואבחון, ואבחון, ו- 3 רכיבים אופטיים, ו-או-או-או-או-או-או-או-או-או-או-או-או-אופטימיים, על-מנטליים, על-ידי מערכתיים, על-אופטיים, על-ידי מערכת-ידי מערכת-ידי רכיבי-אופטימיים, על-ידי מערכת-אופטימיים, ו-אופטימיים, על-ידי רכיבי-ידי מערכת-ידי מערכת-ידי רכיבי מערכת-ידי מערכת-ידי מערכת-אופטימיים, ו-מערכת אופטיתיקים לא-אופטימיים-מערכת אופטיתיקים לא-אופטימיים-אופטימיים, ו-אופט

מאמר זה בוחן כיצד טכניקות רכיבים סימטריים מוחלות על מנת לנתח הן את אנרגיית הרוח והן את מערכות הכוח הסולאריות.We נבחן את התיאוריה הבסיסית, מקרים ספציפיים לשימוש עבור כל טכנולוגיה, יתרונות מעשיים, ומגמות מתפתחות. מהנדסים, מפעילי מערכת ואנשי אנרגיה מתחדשת יקבלו תובנות ניתנות פעולה כדי למינוף השיטה הקלאסית זו עבור משאבים מודרניים, המבוססים על חומרים.

יסודות של תקפים סימפמטריים

שינוי ההסכמה

כל קבוצה שאינה מאוזנת של phasors (מתחים או זרמים) ניתן להפוך לשלוש קבוצות מאוזנות: השוויון החיובי (רצף של A-b-c), השוויון השלילי (רצף של A-c-b), ואת אפס-השוויון (כל שלושת השלבים שווים בגודל ובשלב מתמטי).

(ב) [17] [17] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בפועל, רכיבי רצף מופקים ממתחי שלב נמדדים או זרמים באמצעות עיבוד אותות דיגיטליים.רכיב חיובי-השוויון מייצג את העברת האנרגיה הבסיסית- ⁇ - ⁇ המאוזנת.רכיב השלילי מצביע על תנאים סימטריים כגון תקלות קו-קרקע יחיד או עומסים לא מאוזנים. רכיב אפס-השוויון מופיע במהלך תקלות או כאשר המערכת אינה מחוברת.

מדוע מקבילות סימפמטריות חשובות עבור חידושים

צמחים סולאריים ורוחות שמש לעתים קרובות להתחבר לרשת ברמת ההפצה או תת-העברה שבה תנאים לא מאוזנים נפוצים יותר מאשר שידור גבוה של משאבים מבוססי-החומר מגיבים אחרת מאשר מכונות סינכרוניות בתנאים לא מאוזנים - יש להם מוגבלות תרומה נוכחית שיכולה להזריק זרמי איכות שלילית אם לא נשלט כראוי.

מיצגים סיממטריים ב- Wind Power Systems

Wind Turbine Generator topologies

טורבינות הרוח משתמשות בדרך כלל ב-FLT:0 (Defubly-fed Induction גנרטורים (Def)Builds (Def)BuildFLT:1 או FLT:2permanent magnet synchronous גנרטורים (PMSG) 3FLT:3 עם ממירים בעלי כוח מלא. Both topologies areרגישים לחוסר איזון רשת, אשר מייצרים זרמי שלילי-הזרם אשר זורם לתוך המכונה או לאפקטים אלה באמצעות ניתוח סימולטי.

  • (FLT:0)Def Systems: FLT:1 The stator מתחבר ישירות לרשת, כך שכל מתח שלילי-היתר בנקודה של הפיכה משותפת גורם זרמי שקיפות שלילית בממריצים. זרמים אלה מייצרים כפייהיות טורק בכפליים את התדרים היסודיים, מה שגורם ללחץ מכני על תיבת הילוכים והובלת משקעים מאפשר למהנדסים בגודל של פילטרים או להטמיע אלגוריתמים של בקרה שלילית של אלגוריתמים של מעגל.
  • (FLT:0.PMSG עם ממיר מלא:FreaLT:1) הגנרטור הוא מתמוסס מן הרשת באמצעות הממיר, כך המרכיב שלילי מופיע רק בצד הרשת. עם זאת, חוויות הלחץ DC-link של הממיר oscillations פעמיים את התדר הבסיסי כאשר מתחים לא מאוזנים נמצאים.

ניתוח עיניים ב Wind Farms

כאשר מתרחשת תקלה במערכת האספנים או ברשת השידור, רכיבים סימטריים חיוניים לחישוב זרמי אשמה ולהגדיר הגנה על הודעות המס.לדוגמה, פגם קו-קרקע בכבל צמחי רוח מייצרת הן רכיבים שליליים ואפס-שפירה. כי טורבינות רוח לתרום תקלות מוגבלות (ply 1.1 ל-1.5 ליחידות מומירות), יש לקבוע את רכיבי האבטחה הזמינים על ידי רכיבי זיהוי הרוח על ידי רכיבי בקרה מינימליים על ידי רכיבי בקרה נוכחיים.

יתר על כן, קודים ברשת דורשים יותר ויותר את יכולת הנסיעה (FLT:0) דרך (FRT) יכולת יכולת 1FIRLT:1 - החווה הרוח חייבת להישאר מחוברת במהלך מתחים וזריקת רכיבים סימטריים לעזור להגדיר את המתח חיובי-היתר בנקודה של חיבור, אשר משמש כדי למקם את הזריקה הנוכחית הנדרשת תחת תקלות לא מאוזנות.

יציבות ואיכות כוח

תנאי רוח לא מאוזנים (כגון רוח Shear, צל של המגדל, או yaw misalignment) יכולים לייצר אסימונים מכניים המתורגמים לחוסר איזון חשמלי.ניתוח רכיב סיממטרי של זרמים הגנרטור מגלה את התרומה שלילית של חוסר השוויון בשל כימות מכניות torque.זה משמש לשיפור אלגוריתמים שליטה או להוסיף לחיכות גולגולת בשליטה גנרטור.

להבנה עמוקה יותר של התנהגות דפי תחת רשתות לא מאוזנות, מתייחסת למאמר המחקר (FLT:0)"Doubly פד גנרטור מערכות עבור Wind Turbines" (המגזין יישומים בתעשייה, 2008), אשר פרטים על שיטות בקרה מבוססות רצף.

מיצגים סיממטריים במערכות השמש

Photovoltaic (PV) Inverter Characteristics

צמחי PV בקנה מידה גדול מורכבים מאלפי לוחות להאכיל את כוח DC לתוך מופנים כי מסנכרנים עם רשת AC. בניגוד מכונות סינכרוניות, מופנים יש FLT:0no inertia ומוגבל יכולות נוכחיות מוגבלות (FLT:1) התגובה שלהם לתנאים לא מאוזנים נקבעת לחלוטין על ידי תוכנת הבקרה.

חומרים מתקדמים לפרוס (FLT:0) - אחד עבור מסגרת הבקרים הנוכחיים של הבקרים הנוכחיים (FLT:1 - אחד עבור מסגרת חיובי-השוויון (dq) ואחד עבור מסגרת השלילית (התמסר בכיוון ההפוך) זה מאפשר למנוע לדכא זרמי-היתר שלילי במהלך תקלות לא מאוזנות, אשר מסייע לשמור על רשתות מאוזנות ולהפחית את המתחים על מתחים השליליים של הני-המתיקים לעתים קרובות באמצעות מודלים מורכבים של העלולים.

קידוד וחתירה ל Mismatchs

גילוח חלקי של מערך PV גורם זרמים בלתי שוויוניים ממחרוזת שונה, יצירת תנאים שאינם מאוזנים של DC בצד AC, זה מתבטא כזרמים קטנים של שקיפות שלילית אפילו כאשר הרשת מאוזנת.ניתוח רכיב סיממטרי של זרמי הפלט של הזרם הפולשים יכול לזהות חוסר איזון זה, המאפשר זיהוי נמוך של אדמה או LT קידוד בעיות על ידי רצף של 5-10 אחוזים יכול לשפר את התפוקה של חומרים רצף אנרגיה לפני רצף של רצף של רצף רצף רצף רצף של רצף או רצף רצף רצף של רצף רצף מחסנים יכול לזהות רצף של חומרים אבחון או רצף של 5-10-10-10-10-10-10-10 רצף של חומרים רצף של חומרים רצף של חומרים מחסנים יכול לזהות מחסנים, כדי רצף של חומרים רצף של חומרים מחסנים, כדי מחסנים, כדי לבצע כמה בעיות מחסנים, כדי לנקה, כדי לבצע כמה בעיות מחסנים, כדי רצף של חומרים מחסנים, 000 מחסנים, כדי לתקן בעיות רצף של חומרים מחסנים, יכול לזהות בעיות מחסנים, כדי לתקן בעיות רצף של חומרים רצף של חומרים רצף של חומרים מחסנים, 000

גילוי והגנה

איסינג - כאשר צמח סולארי ממשיך לזרז חלק של הרשת לאחר ניתוק תועלת - הוא דאגה רצינית בטיחותית. תוכניות אנטי-איסלנדינג רבות לפקח על עלייה של מתח שלילי-היתר של מתח. כאשר הרשת מנותקת, האימפולס שנראה במסופים הלא-מעצורים שינויים, מה שגורם ל- IEEE לעלות בלחץ שלילי אם יש חוסר איזון ראשוני של חומרים מסובייקטיביים ומבוססים יותר מ-47 שיטות לזיהוי יעילות.

Fault Ride- Through for Solar Plants

בדומה לחוות הרוח, צמחים סולאריים חייבים לציית לקודים ברשת הדורשים תקלות בעריסה.תחת תקלות לא מאוזנות, מופנים חייבים להזריק מחדש חיובי-הטווח הנוכחי לטבול המתח תוך הגבלת פער שלילי הנוכחי כדי למנוע את הרכיבים הסימטריים של רכיבים סיממטריים משמשים כדי למקם את גודל המתח החיובי והזווית, המאפשרים את עוצמת הכוח של ה-RUSFUSSUSFUSS כדי להבטיח את דרישות ה-R-R-R-RIC-R-R-R-R-R-R-RIC-RIC-RIC-R-R-RIC-RICFICFICFIC-RIC-RIC-RIC-RIC-RIC-R-R-RIC-RICFICFICFICFIC-RIC-RIC-RICFICFICFICFICFICFICTOR-RIC-RICFIC-RICEROCTFIC-RICEROCTFICTOR-RICEROCTFICFIC-RIC-RIC-RIC-RICERC.

מקור מעולה לשליטה בלתי נמנעת באמצעות רכיבים סימטריים הוא (FLT:0) רצף רצף חיובי שליטה על מופנים המחוברים לרשת תחת מתח לא מאוזן "Ses"FLT:1 (מחקר של מערכות חשמל, 2018), המציג אימות ניסיוני.

יתרונות מעשיים של ניתוח סיממטרי עבור Renewables

פיתוח: Fault Detection and Location

תוכניות הגנה מסורתיות (בסביבות עכשוויות, שונות) מסתמכות על השוואה בגודל, אשר יכול להיות רב ערך ברוח חלש וצמחים סולאריים. מרכיבים סיממטריים מאפשרים FLT:0selective Identity Detection FLT:1 על ידי השוואת רכיבי רצף.לדוגמה, קו-קרקע מייצר רכיב אפס-כפירה גדול, בעוד ששבר שלב-to-phase מייצר חוסר יכולת שלילית רק כאשר הוא פועל באופן שלילי בכיוון הפחתת כיוון זה).

שיפור איכות החיים

זרמי שקיפות שליליים גורמים להתחממות נוספת במנועים, בנאים ובגנרטורים בשל השדה המגנטי המסתובב מול הכיוון המסתובב.בטורבינה רוחית, זה מוביל ל-FLT:0thermal Stress on statorings andנשאsFLT:1 , על ידי ניטור רכיבים של חוסר יכולת הגנה או מערכות ניטור מצב, יכול לזהות סימנים מוקדמים של רוח או רצף של התקפי, באופן פעיל, באופן טמפרטורות שליליות, באופן צמיגים, באופן טמפרטורות שליליות, באופן צמיגים טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות , טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות , טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות גורמות טמפרטורות טמפרטורות גורמות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות גורמות גורמות טמפרטורות , טמפרטורות טמפרטורות , , טמפרטורות טמפרטורות , , , טמפרטורות גורמות גורמות גורמות גורמות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות גורמות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות גורמות גורמות גורמות גורמות גורמות גורמות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות טמפרטורות גורמות גורמות גורמות גורמות גורמות

אסטרטגיות תחזוקה אופטימיזציה

ניטור רציף של אפס-ספיקה ורכיבי שקיפות שליליים מסייע להבדיל בין אספירין קטן (למשל, חוסר איזון עומס אור) ופיתוח תקלות.על ידי מגמת רכיבים אלה לאורך זמן, מהנדסים יכולים ליישם FLT:0predictive תחזוקהFLT:1, החלפת רכיבים המבוססים על מצב ולא על מרווחים קבועים.

אתגרים ושיקולים

דרישות ייצוגיות ומדידות

החלת מרכיבים רצף מדויקים דורש מדידות סינכרוניות של כל זרמים תלת-phase ומתחים.בצמחים מתחדשים גדולים עם עשרות להאכיל, זה דורש רזולוציה גבוהה ותקשורת.מודרני FLT:0Phasor Measurement Units (PMUs)FLT:1 והודעות דיגיטליות לספק רכיבים פנימיים, אך מתקנים ישנים עשויים לדרוש רטרוספקטיבה אמיתית של מהנדסים חישוביים אמיתיים, אך יש צורך להבטיח פילטרים סטנדרטיים של חומרים נוגדי חמצון, אך ורקמות, אך ורק פילטרים מודרניים, אך ורק כדי למנוע נתונים מדויקים, אך ורק פילטרים, אך מתחום ה-מדומים, אך ורק למניעה, אך ממריצים, אך מתחום הפילטרים דיגיטליים, הם חייבים להבטיח רצף, אך ורק כדי למנוע פילטרים, אך ורק למניעה, אך ממריצים, אך ממריצים, אך ממריצים, אך ממריצים, הם יכולים להבטיח רצף של פילטרים מתקדמים, אך ורק למניעה, אך ורק למניעה, אך ורק למניעה, הם יכולים להבטיח רצף של פילטרים מתקדמים, אך ורק למניעה, אך ורק למניעה, אך ורק למניעה, אך ורק למניעה, רצף של רצף של פילטרים

מודל התנהגות בלתי נמנעת

מודלים צמחיים מתחדשים למחקרי מערכת חשמל לעתים קרובות להניח תנאים מאוזנים.הפעלת מודלים אלה לכלול דינמיקות מבוססות רצף הכרחי עבור מחקרים מדויקים של תקלות.עם זאת, פרמטרים של שליטה מונעת הם קנייניים במקרים רבים. מהנדסי שירותים עשויים להיות צריכים לעבוד עם יצרנים כדי לקבל מודלים רצף מוסמך עבור רשתות חיובי-עצמי חיובי ושליליות-quence-sequence. תקנים כגון IEC 61400 לספק מודלים משותפים, אך משתנים.

שילוב עם קודי גריידי

קודים גריידיים ברחבי העולם מתפתחים כדי לדרוש ביצועים רכיב סימטרי.לדוגמה, קוד השידור בבריטניה דורש כי חוות רוח גדולות להגביל הזרקת זרם שלילי-השוויון הנוכחית לפחות מ-0.10 לכל יחידה.עיצוב מופנים והגנה כדי לעמוד במגבלות כאלה דורשות ניתוח רצף זהיר.מבחן ההתאמה לעתים קרובות כרוך במיקורי ללא איזון של מתחים הבדיקה ולוודא את התגובה של הצמח.

מגמות עתידיות: קומפלקסים סימפמטריים ורשתות חכמות

ככל שעולה חדירה מתחדשת, רכיבים סימטריים משולבים לתוך מערכות ניטור של FLT:0 (WAMS)FLT:1 ובקרת בזמן אמת. PMUs הממוקם ברוח וצמחים סולאריים מזרמים רכיבי רצף למפעילי רשת, המאפשר זיהוי מהיר של אירועים או זרמי חשמל לא מאוזנים.

יישום מתפתח נוסף הוא השימוש של רכיבים סימטריים עבור FLT:0 ;0 ⁇ ציטראטיזציה ו resynSyncizationFLT:1 [כאשר מיקרוגרריד המכיל ניתוק מתחדשים מהרשת הראשית, לא מאוזנים עשויים להתעורר; שליטה מבוססת רצף מבטיחה מעבר חלק.לאחר התחברות מחדש, זווית מתח חיובי-הטווח חייב להתאים את הרשת - מרכיבים שליליים מעידים על זווית בלתי-מתים, המאפשרת לשבור נוסחאות אוטומטיות.

כדי לחקור מחקר חדשני על רכיבים סימטריים לאנרגיה מתחדשת, אנו ממליצים על הדו"ח הטכני (FLT:0) "Symmetrical Components ומודל של משאבים מבוססי מופנים"FLT:1 ממעבדת האנרגיה הלאומית מתחדשת (NREL), אשר מפרטת רצפים עבור שתי מערכות רוח ושמש.

מסקנה

רכיבים סיממטריים נשארים כלי חיוני לניתוח תנאים לא מאוזנים במערכות רוח ואוויר.מזיהוי לקוי והגנה תיאום כדי למנוע שליטה ותחזוקה חיזוי, טכניקה קלאסית זו מתאימה היטב למשאבים המבוססים על חומרים מודרניים.מהנדסים אשר ניתוח רצף מאסטר יכול לעצב יותר יציב, יעיל, ועמידה מחדש של כוח מתחדש המסוגל לעמוד בדרישות קוד רשת מתוחכמות.

לקריאה נוספת, שקול את ספר הלימוד (FLT:0) Power System Analysis and Design (Glover, Sarma, Overbye) FLT:1, המספק טיפול קפדני של רכיבים סימטריים החלים על מערכות הפצה עם דור מבוזר.