המונחים: Stress Flow Stability in Modern Power Systems

יציבות זרימת המטען היא אבן הפינה של משלוח חשמל אמין.זה מתאר את היכולת של מערכת כוח לשמור על גודל יציב וזווית שלב בכל האוטובוסים בתנאים תפעוליים רגילים ולאחר להיות נתון להפרעה.כאשר זרימת העומס נפרצו, קריסת מתח, נזק בציוד, ושחורים נרחבים יכולים להתרחש.

(ה) לספוג את ההשפעה המלאה, יש להבחין בין שלוש קטגוריות עיקריות של יציבות מערכת החשמל המוגדרת על ידי ה-FLT:0IEEEFLT:1 ו-FLT:2CIGREFLT 3 סטנדרטים: יציבות זווית פשוטה, יציבות תדירות ויציבות המתח משתנה גם לאחר ייצוב של 7LT:4Voltage יציבות:5 מושפע ישירות על ידי PV, כי חדירה מתמדת של מערכת העצבים, ויציבות גבוהה יותר מ-Fer.

זרימת עומס יציבה מבטיחה כי הכוח שנוצר מתאים לעומס בתוספת הפסדים בכל עת, עם מתחים בתוך גבולות רגולטוריים (±5% בדרך כלל) משוואות זרימה העומס - קבוצה של משוואות אלגבריות לא לינאריות - מעבר לאזן זה.חדירה גבוהה של PV השמש מזרקת אי ודאות לתוך משוואות אלה, כמו הדור הופך להיות פונקציה של מזג אוויר ולא לשלוח פקודות.

אתגרים שטופלו על ידי High Sun Legion

השילוב של כמויות גדולות של PV השמש מציג חבילה של אתגרים טכניים שיכולים לפגוע ביציבות זרימת העומס אם לא מנוהל בקפידה.כל אתגר נובע מהמאפיינים הבסיסיים של מערכות PV: ההסתמכות שלהם על השמש, ממשק אלקטרו-אלקטרוני כוח שלהם (מכשפים), וחוסר המסה המתרקבת המסורתית שלהם.

שינויים בוולטרציה ואירועי רמדומים

פלט PV יכול להשתנות במהירות עקב עננים חולפים, עם עלייה של 50% של יכולת הדירוג בתוך דקות.תנודות אלה לגרום תנודות מתח מתאים בשלב של הפיכה משותפת (PCC) על מזין עם חדירה PV גבוהה, פרופיל המתח יכול למנוע - באמצע היום, מתחים עולים ליד סוף הזין במקום זריקת, עקב זרימת כוח לאחור זה:0vretage יכול להפעיל את הפחתת נזקי חיים בלתי-מתאים של 1:1.

תחת תרחישים גבוהים של penetration, הרגולטורים המתחים שציינו באופן מסורתי כוח חד-צדדי זרם נאבקים להגיב מהר מספיק.התוצאה היא כי הגבלת מתח יציב של מדינת-מדינה (למשל, ANSI C84.1 טווח A) מופרים לעתים קרובות יותר, ואת שולי המערכת להתמוטטות מתח פוחתת. AFLT:0NREL מחקר על חדירה גבוהה PVFLT מצא כי ללא הקטנת מתח, 000 פעם עולה על הפחתת החדירה אקספוזה.

החלפה של כוח והגנה

כאשר דור השמש עולה על עומס מקומי, כוח זורם לאחור דרך משנה ההפצה ו לתוך רשת השידור.זה זרם לאחור מסבך תוכניות הגנה המיועדות לקרינת קרינה, חד-צדדיות מערכות כוח.עברים, ממזגים, וניתן ליישבים מחדש לאמוד תקלות או להיכשל כדי לזהות תקלות כאשר התרומה הנוכחית של המערכת PV נעדרת (מכיוון שבלתי מגבילים בדרך כלל את ה-1.2 לתיאום, במקום שבו ניתן לתקן תקלות מיידיות של אזורים לא ניתן לקלקלים).

זרימת כוח הפוכה גם מכריחה מפעילי מערכת שידור לנהל דור לא מחוספס, שעלולה לטעון קווי שידור שלא נועדו לזרימות דו-צדדיות.התוצאה היא צמצום ביכולת ההעברה הזמינה (ATC) בין אזורים, תוך הגבלת המשלוח הכלכלי של גנרטורים קונבנציונליים ומתחדשים.

מערכת הקטנת Inertia

אחת ההשפעות הנדונות ביותר של חדירה סולרית גבוהה היא ההפחתה של מערכת כוללת אינרציה. אינרציה. Inertia, המסופקת על ידי המסה המסתובבת של גנרטורים סינכרוניים, מתנגד לשינויים בתדירות לאחר הדבקה (למשל, אובדן של גנרטור גדול) מערכות PV סולאריות - מחובר באמצעות מופרנים - לא לספק באופן טבעי אינרציה.

לדוגמה, ה- 2016 South Australian Blackout הוטבע על ידי אובדן קווי השידור במהלך סערה, ואחריו הפענוח המהיר של תשע חוות רוח - אבל האזור גם היה מעל 800 מ"מ של השמש גג שלא סיפק תמיכה לא רצויה.השיעור ברור: חדירה PV גבוהה חייבת להיות מלווה במנגנוני החלפתם של מנגנוני או המערכת הופכת לבירה.

אכזבות הרמוניות ואיכות הכוח

מופנים המשמשים ל- PV סולרי מייצרים הרמוניות, במיוחד כאשר הם עוברים בתדרים נמוכים יותר ליעילות.עם עשרות אלפי מופנים ברשת הפצה יחידה, הזרקת הרמונית המצטברת יכולה לגשת לרמות העולה על IEEE 519 מגבלות.

מחקרים הראו כי עיוות הרמוני הכולל (THD) של מתח עולה עם חדירה PV, במיוחד כאשר מופנים חסרים יכולות סינון פעיל. ברשתות חלשות (יחס קצר-כייר), בעיות אלה מחמירות, עוד מאיים על זרימת העומס על יציבות על ידי עיוות גל המתח בשימוש על ידי רשת מעקב אחר מופרנים כפניה.

אסטרטגיות ל- Mitigating Stability Issues

למרבה המזל, רבים מהאתגרים המתוארים לעיל כבר טופלו באמצעות חדשנות טכנולוגית וקודים ברשת מתוקנת.אסטרטגיות הבאות - החל משודרגות חומרה ועד תוכנת בקרה מתקדמת - יכולות לאפשר הפעלה אמינה ברמות חדירה גבוהות מאוד של PV (70–100% של עומס מיידי).

בקרה מתקדמת

(הופנה מהדף מקורות עכשוויים) שאינם פשוטים יותר, כי רק לעקוב אחר המתח ברשת, הם יכולים להיות מצוידים בפונקציות בקרה מתוחכמות אשר תומכים באופן פעיל יציבות המערכת.FLT:0Volt-VAR controlofFLT:1 מאפשר למנועים לספוג או להזריק את הכוח הסגור בתגובה לסטיות מתח מקומי, מסייע לזרז את המתח לאורך LTF:2Fightiveer:

תקן IEEE 1547-2018 מחייב כיום רבים מהפונקציות המתקדמות הללו עבור מופנים חדשים, כולל מתח ותדירות נסיעה דרך, אנטי-אינסינג, ממשקי תקשורת.עם הגדרות מתאימות, צי של מופנים חכמים יכול לפעול כמשאב יציבות מבוזר, להגיב מהר יותר מאשר קטעים מסורתיים של מכונה סינכרונית.

אינטגרציה של אנרגיה

מערכות אחסון אנרגיה סוללה (BESS) הן ההשלמה הטבעית ל- PV השמש מכיוון שהן יכולות לספוג דור עודף ולשחרר אותו כאשר השמש דוההה. Co-locating BESS עם צמחי PV גדולים מאפשר ליחידה המשולבת לייצר פרופיל חשמל קבוע (כוח מרפא), ביטול האתגרים של שיעור הרמפה ברמה של מערכת, BESS מספק תגובה מהירה תדר (FFR) ותקנות תדר ראשוניות, ביעילות החלפת inertia אבודה מגנרטורים מטושטשים.

אחסון הידרוב הוא אופציה נוספת, אם כי תלוי באתר.המפתח הוא אחסון בגודל המתאים.כלל אצבע: עבור רמות חדירה מעל 50%, יכולת אחסון שווה ל 20-30% של קיבולת PV יכול להקטין את רוב בעיות יציבות.זוג זה עכשיו תקן עבור פרויקטים רבים בקנה מידה כלי רכב ברחבי העולם.

Grid Reinforcement ו Smart Grid Technologies

שדרוגים פיזיים לתשתיות השידור וההפצה יכולים להגדיל את יכולת המערכת להתמודד עם זרימת כוח לאחור וריאציות מתח. Reconductoring עם חוטים בעלי יכולת גבוהה יותר, הוספת הרגולטורים של מתח קו, והתקנת כורים או כפרים יכולים להעלות את יחס קצר-הכיור (SCR) במחשבי PCCs, מה שהופך את המערכת חזקה יותר וסובלנית יותר של הדור מבוסס-התיקים (DSTDNS) לא מספק תמיכה מהירה, לאנדרומים) דינמית (DSTDNS) , תמיכה דינמית).

טכנולוגיות רשת חכמות - כגון תשתיות מתקדמות של מטרינג (AMI), אוטומציה הפצה ויחידות מדידה (PMUs) - חשיפה בזמן אמת לתנאי מערכת.עם כלים אלה, מפעילי יכולים להנפיק נקודות למקורות מבוזרים, לנהל גודש, ולהפעיל בקרות חירום לפני ההפרעות.

תגובה וניהול טעינה

שינוי עומס כדי להתאים את הדור הסולארי הוא דרך יעילה עלות להקל על הלחץ על המערכת.זמן-של שימוש, תמחור שיא קריטי, ותוכניות בקרה ישירות על עומס יכול לעודד צרכנים להפעיל מכשירים (כמו תנורי מים חשמליים, משאבות בריכות, או מטען EV) במהלך אמצע היום כאשר התפוקה הסולארית היא הגבוהה ביותר.זה מפחית את זרימת הכוח לאחור ואת הצורך של צמצום.

טכנולוגיית רכב-ל-גריד (V2G) מוסיפה שכבה נוספת: סוללות רכב חשמליות יכולות לשמש לאחסון מבוזר, סופגות עודף סולארי וזריקת כוח במהלך שיאי הערב.עם אלגוריתמים טעינה חכמים, העומס מ ציי EV יכול להיות מתואמת לתמיכה בתקנה מתח ויציבות תדירות.

שיפור התחזיות והשיקולינג

אי-וודאות בפלט סולארי היא הגורם הבסיסי של בעיות יציבות רבות.כדאי לחזות – באמצעות צילום לווייני, מצלמות שמיים ולמידה של מכונה – מספק את הצורך ברזרבות הפעלה גדולות.תחזיות תוך שעות מעודכנים כל 5 דקות מאפשרות למפעילי רשת לבצע משאבים גמישים (hydro, פסגות גז, אחסון) בדיוק כאשר יש צורך.Deterministic ו-Probabilistic תחזיות ניתן לשלב מודלים של מחויבות יחידה, המבטיחים מספיק כדי לטפל ברזרבות הגורמות לעיכובים.

סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA) מדווחת כי מדינות בעלות חדירה PV גבוהה הפחיתו את שגיאות החיזוי ל-5% מהיכולת המותקנת באמצעות שיטות הרכב.דיוק זה משתנה ליציבות זרימת העומס, משום שהמפעילים יכולים לסמוך על דפוס הדור הצפוי ומשאבים למניעת הריון של שליטה במתח בהתאם.

מיקרוגרידים ואיים מופנים

כאשר הרשת הראשית חווה הפרעות, פלחי מערכת ההפצה יכולים באי בכוונה - חיבור ולפעול באופן אוטונומי באמצעות PV מקומי, אחסון וגנרטורים גיבוי.זה מונע התפשטות של חוסר יציבות ומבטיח אספקה רציפה לעומסים קריטיים. מיקרוגרריד בקרים שמנהלים את המעבר בין מצבי המחובר לרשת ואנטיים חייבים לשמור על מתח ותדירות באמצעות בקרת droop או מכונה סינכרונית וירטואלית (VSM) ביעילות אלגוריתמים של בעיות מיקרו-מפולקרסאליות.

באזורים עם חדירה גבוהה מאוד PV, יצירת מספר מיקרו-צמחים עצמיים יכול להפוך את המערכת הכוללת יותר גמישה.ה-FLT:0 New York PrizeofLT:1 תחרות הוכיחו כיצד מיקרו-צמחים קהילתיים יכולים לתמוך יציבות מערכת כוח רב-עוצמה על ידי צמצום הביקוש לפסגות ולספק שירותי רשת.

מחקרים: שיעור מאזורים גבוהים

כמה תחומי שיפוט כבר הגיעו לרמות חדירה שרבים מחשיבים את הנורמה העולמית העתידית.החוויות שלהם מציעות תובנות חשובות לגבי ההשפעות המעשיות על יציבות זרימת העומס.

(FLT:0California, ארה"ב:FLT:1 ; California Independent System Operator (CAISO) חווה בקביעות עומס נטו העולה מתחת ל-50% מהביקוש לפסגה, המונע על ידי יותר מ-20 GW של סולרית בקנה מידה גדול בתוספת 12 GW של גג PV.com המפורסם "התיק" מפגין דרישות רמפות גבוהות בערב, אשר המערכת מנהלת עם גז מהיר וצמחים של 20 שעות נסיעה מתקדמות של שטח של 2, אשר דורשות של סוללות ISO 524.

(FLT:0 האוסטרלית:EMO: ⁇ 1) , אוסטרליה: קונסולת שוק האנרגיה האוסטרלית (AEMO) יש את חדירה השמש הגבוהה ביותר של per-capita גג (מעל 30% ממשקי הבית) בשנת 2020, המערכת הצליחה להגיע לשיאים של 60% מהביקוש, אך חוותה מסעות אחסון חוזרים על סוללות ויציבות מופרזת על קווי שידור חלשים.

גרמניה: ⁇ 1 (עם מעל 55 GW של PV השמש, גרמניה משלבת חדירה גבוהה באמצעות שילוב של קשרים חזקים למדינות שכנות (באמצעותן כטבעה עבור הדור עודף), ומסגרת רגולטורית חזקה אשר מרחיבה הפעלה גמישה של צמחים קונבנציונליים (DSOs) פועלת לעתים קרובות עם זרימת כוח הפוכה, אך הושקעה בכבדות על ידי שינוי קוגניציה ולחצים פעילים יותר:

כיוונים עתידיים של Outlook ומחקר

מאחר שחדירה סולרית PV ממשיכה לעלות ל-100% של עומס מיידי באזורים רבים, החידושים נוספים יידרשו.חוקרים חוקרים חוקרים חוקרים את FLT:0grid-forming invertersuaFLT:1 שיכולה לבסס מתח ותדירות ההתייחסות למיקרוגרזן מאויש או אפילו מערכת הכוח הגדולה, בדומה גנרטורים סינכרוניים קונבנציונליים אלה להשתמש משוואות וירטואליות כדי לספק מתח חדיר וייצוב רשתות לאומיות (RELD) קונבנציונאליות, כולל קונבנציונאליות קונבנציונאליות קונבנציונאליות קונבנציונאליות קונבנציונאליות קונבנציונאליות , כולל קונבנציונאליות קונבנציונאליות קונבנציונאליות , כולל , כולל קונבנציונאליות קונבנציונאליות קונבנציונאליות , כולל קונבנציונאליות , כולל קונבנציונאליות , כולל , כולל , , קונבנציונאליות , כולל , , כולל , , , , , לנטרל לנטרל לנטרל לנטרל מוטציות מוטציות קונבנציונאליות מוטציות מוטציות מוטציות ייצוב , כולל מוטציות מוטציות קונבנציונאליות מוטציות , כולל קונבנציונאליות קונבנציונאליות לנטרל ייצוב קונבנציונאליות

גבול נוסף הוא השימוש של אלגוריתמים:0 (רחבי-שטח) של בקרת לולאות (FLT:0) של שליטה (FLT:0) של אלגוריתמים של למידה מכונה יכול לייעל את נקודות המיקומים עבור וולט-ואר ותגובה תדירות באזורים גדולים, למנוע אוכפיות שעלולות להוביל לאי יציבות.

לבסוף, כלים דינמיים של הערכת יציבות חייבים להתפתח כדי להתמודד עם המורכבות המלאה של מערכות הנשלטות על ידי חשמל אלקטרוניקה.זמן-דומיין סימולציות עם מודלים מפורטים של אלפי מופנים הם כבדים חישוביים, ולכן מודלים מופחתים וטכניקות שוויון מצטברות מפותחים.

מסקנה

חדירה גבוהה של PV השמש מציגה אתגרים משמעותיים ליציבות זרימת זרימת זרימת החומרים - תנודות מתחוללים, זרימת הכוח לאחור, ירידה אינרציה, עיוות הרמוני והגנה על העיוות - אבל מכשולים אלה אינם בלתי ניתנים למדידה. באמצעות שילוב של בקרה מתקדמת למנועי אנרגיה, שילוב אנרגיה, חיזוק רשת, ניהול עצמאי, שיפור, חיזוי השקעות ואדריכלות מיקרו-גל, מערכות כוח יכול לשמור על פעילות יציבה עם 100% אנרגיה מתחדשת, כמו גם על יעילות, ואפקטים של חשמל, ואפקטים רגולטוריים, כמו גם על יציבות, ואפקטים טכניים, כמו גם על יציבות, ואפקטים, כמו גם על יציבות חשמלית, ואפקטים רגולטוריים, ואפקטים של גרמניה, לא להאיץ את ה-ידי מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של אנרגיה, לא להאיץ את ה-ידי מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של אנרגיה, ואפקטים, ואפקטים של אנרגיה מתחדשת, ואפקטים, ואפקטים רגולטורית חשמל סולארית, לא יעילה, כמו גם על בסיס פחמן, היא יעילה, לא יעילה, כמו גם על יציבות, כמו גם על יציבות השמש, כמו גם על יציבות, כמו גם על ידי מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה