Phasors Dağlı Nesilde Daha İyi Koordinasyon Nasıl

Dağıtılmış nesil (DG) elektrik alanını birkaç büyük merkez istasyonlarından binlerce daha küçük, dağınık kaynaklarla ısıtarak dönüştürdü. Güneş fotovoltaik dizileri konut çatılarında, kırsal alanlarda rüzgar çiftlikleri, ve genellikle değişken kaynaklar, tüm metrenin arkasındaki şarj birimleri, çevresel faydaları, enerji bağımsızlığını ve kesintiye uğratmakla birlikte çalışır.

Phasors, her iki büyüklüğü ve faz açısına sahip karmaşık sayılar olarak, operatörlerin herhangi bir anda ağda neler olduğunu tam olarak görmeleri için gerekli olan matematiksel çerçeveyi ve gerçek zamanlı görünürlük sağlar.Bu makale, ne fasulların ne olduğunu araştırıyor, nasıl dağıtıldığı, ne somut faydaların nasıl yapıldığını araştırıyor ve önümüzdeki yıllarda daha da kritik hale getireceğini araştırıyor.

Dağıtılmış Nesildeki Koordinasyonun Büyülması

Geleneksel güç sistemleri küçük sayıda büyük, kontrol edilebilir jeneratörler etrafında tasarlanmıştır. Bu bitkiler, genellikle zaman ve binlerce kaynak aynı dağıtım hatlarıyla aynı dağıtım kanallarını dağıtım ağlarına bağlandığında ve sonunda müşterilere dağıtılabilir. Çatı güneş panelleri ve küçük rüzgar türbinleri, sık sık sık sık sık sık sık sık ve hava koşullarıyla değişen miktarlarda enerji üretebilir.

Doğru gerçek zamanlı veriler olmadan, grid operatörleri körü uçuyor. Ani bulut kapağı, her iki ila dört saniye içinde güneş enerjisini düşürebilir, rüzgarın bir gustü rüzgar türbinlerini hızla yakalayabilir.Bu hızlı değişiklikler diğer jeneratörlerden, depolama sistemlerinden, veya yük kontrollerden eşit derecede hızlı cevaplarla karşılanmalıdır. Geleneksel denetim ve veriler (SCADA) her iki ila dört saniyeye kadar güncellemek için çok yavaştır.

Phasors Nedir? A Reneer

Onun özünde, bir fasor, iki parça bilgi ile dönen bir vektöre sahip bir matematiksel temsilidir: 0,0. AC güç sistemlerinde, gerilim ve mevcut sinusoid olarak zaman ile değişir.A phasoror, sinusoidin iki parça ile geri dönüş vektörünü basitleştirir (Euler formülü) ve dinamik davranışlar için diferansiyel davranışı analiz edebilir.

Örneğin, \( v) = V m \cos (\omega t + \theta) \ (\tilde{V} = V {rms}) olarak tanımlanan bir gerilim dalgası, \(V {rms}\) \/tr|bent-mean-square büyüklüğü ve \theta\) faz açısıdır (göpücük açı) ile karşılaştırabileceğiniz bir hızdır.

Phasors Dağıtılmış Nesillerde Nasıl Uygulanır

Birden Çok Kaynakların senkronizasyonu

Her dağıtılmış jeneratör, jeneratörün bağlantı noktasının bağlantı gerilimi, frekansı ve faz açısının katı toleranslar içinde bağlantı kurmasını sağlar. Phasor ölçüm birimlerinin ortak darbe veya zararlı ekipman arasındaki faz farkı sürekli rapor eder.

Online olarak, jeneratörler, her DG'nin kontrol cihazının güvenli sınırlar içinde ayarlanmasını sağlar. Bu, büyük ölçekli güneş çiftlikleri veya rüzgar tesisleri için bir hatanın, paralel inverterler arasında birkaç derece yanlışlık üretebileceğinin altını çiziyor.

Wide-Area İzleme ve Durumsal Farkındalık

Bireysel jeneratör senkronizasyonun ötesinde, fasors, tüm bölge boyunca gerilim büyüklüğü ve faz açılarını gösteren geniş çaplı bir izleme sistemleri (WAMS) etkinleştirir.Bu harita yüksek lisans ve DG interconnection puanlarında PMU'ları dağıtarak, çözümler ortaya çıkar.

Boş bir nesil için, geniş alana fasor verileri operatörlerin bir güneş tesisatının bir iletim koridorunu nasıl etkilediğine yardımcı oluyor. Örneğin, bir bölgedeki tüm güneş santralleri aynı anda bulutları geçerken, ani nesil kaybının erken uyarıya neden olabilir, hızlı müdahale eden depolama veya otomatik alt frekans röpüreleri gezi neslinden önce telafi etmesine izin verebilir.

Adım ve Anti-Islanding Schemes

Dağıntı için güvenlik gereksinimlerinden biri anti-islanding: Eğer ağ aşağıya giderse, DG bakım sırasında enerjik hatları önlemek için kesintiye uğramalıdır. Pasif anti-islanding yöntemleri, ağ geçidi veya frekans sapmaları tespit etmeye güvenir, ancak bu, birden fazla DG'nin birlikte çalıştığının yavaş veya güvenilmez olması gerekir. Phasor tabanlı aktif yöntemler daha hızlı ve daha sağlam. PCC monitörlerde bir PMU, ağ geçidini algılamak için bu hız sağlar.

Gerilme Yönetmeliği ve Reaktif Güç Kontrolü

Phasors ayrıca hassas gerilim kontrolü sağlar. Dağıtılmış nesil, özellikle volt-var veya volt-watt eğrileri uygulamanız için yerel fasor geri yüklemelerini kontrol edebilir.Çok fazla sayıda dönüştürücünün aynı beslemeli ile mücadele etmek için aynı anda birden çok şarj edilebilir. Gelişmiş dönüştürücüler, yerel fasor geri bildirimlerini kullanarak volt-var veya volt-watt eğrileri uygulamaktadır, ancak geniş alan phasor verileri aynı beslemeli ile aynı beslemeli.

Phasor Teknolojisinin Dağılışları

ABD Enerji Bölümü tarafından 2021 raporuna göre, PMU verileri, yüksek yenilenebilir penetrasyon ile dağıtım sistemleri arasındaki pilot dağıtım sistemlerindeki büyük rahatsızlıkların frekansının azaltılması için gösterilmiştir. Aynı rapor, fasor bazlı bir aktivasyon korumasının% 40'ı azaltdığını buldu.

Pratik Uygulamalar ve Vaka Çalışmaları

Avrupa Birliği'nin Phare Projesi

Önemli bir örnek, Phare (Phasor tabanlı Gerçek zamanlı Kontrol) projesidir, bu da Almanya'daki 50 dağıtım alt istasyonu ve Hollanda'da 500 MW'lık bir güneş ve rüzgarın koordinasyonunu koordine etmek için kurulmuştur. Sistem birçok beslemeye göre dört kat daha hızlı bir şekilde optimize edilmiştir.Bir ileti hattı kontamine olabilirken, WAMS 20 milisaniyede 15 derecenin bir fazını tespit etti ve yüksek gerilimin önlenmesi için koordine etti.

California'nın Beyaz Güneşi İnterasyonu

Kaliforniya'nın agresif yenilenebilir portföy standartları, bu tür devrelere dayanan bir dizi konutun çoğalmasına yol açtı. Bazı dağıtım devrelerinde, güneş penetrasyonu minimum yüklerin% 100'ünü aştı. Pasifik Gaz ve Elektrikli (PG&E) şarj edici bankalar ve yük tabanlı izlemeler, bu tür devrelere dayanarak, PMU'ları alt istasyonlarda ve anahtar yem düğümleri kullanarak. Sistem, önceki sezona kıyasla% 35 oranındaki geri yükleme koşullarını sağladı.

Phasor Deployment'te Meydanlar ve Dikkatler DG

Yararlılar açıkken, dağıtılmış nesil için fasor teknolojisini dağıtma engelsiz değildir. birincil zorluklar şunları içerir:

Bu zorluklara rağmen, sensör teknolojisindeki hızlı ilerlemeler, 5G iletişim ve bulut tabanlı analizler sürekli olarak engelleri azaltır. PMU'ların maliyeti son on yılda yarı yarıya düştü ve birçok modern dönüştürücü zaten iç kontrol döngülerinin bir parçası olarak fasor ölçüm kapasitesine sahiptir.

Future: Phasors in a Digital Grid:

Dağın dağıtılmış kuşaktaki fasors rolü sadece ağ daha dijital, dinamik hale gelir ve dağıtılır. Birkaç trend daha sıkı bir entegrasyon noktası:

Phasor-Based Digital Twins

Dijital ikiz, 100 beslemeli arasında gerilim istikrarı üzerindeki sanal bir çoğaltmadır. Daha sonra, PMU ölçümlerini dijital ikize besleyebilir, operatörler fa-if senaryoları çalıştırabilir - örneğin, dijital ikizler 100 ila milisaniye arasındaki gerilim istikrarı üzerindeki etkilerini azaltabilir.

Makine Öğrenme ve Phasor Data

PMU'lardan yüksek çözünürlüklü zaman serisi, güneş değişkenliği tahmin eden makine öğrenme algoritmaları için idealdir. Örneğin, beş dakikalık bir yoldaki bir sinir ağı, tahmin edilebilir bakım öncesinde başarısız bir inverterin imzasını belirleyebilir. Başka bir uygulama, güneş değişkenliğini tahmin eder: gökyüzünde kamera görüntüleri ile korelasyonlar ile korelasyonlar yaparak, algoritmaların güneş rampaları beş dakika yol başında tahmin edebilir.

Phasor Sync ile Izgara-Formingzhou

Izgara-formatörler, ki bu teknoloji “% 100 dönüştürücü-bazlı” sistemleri ile ilgili araştırma laboratuvarları, PMU tabanlı faz droop kontrolü kullanan her inverterin işletim sistemini gösteren kanal-formatörlerin çalışma sistemini göstermektedir.

IEEE 1547-2018 ve Phasor Entegrasyon

IEEE Standard 1547'nin dağıtılmış enerji kaynaklarına bağlantı kurma konusundaki son revizyonu, belirli bir boyuttaki yeni DG yüklemeleri için bir gereklilik haline gelir.Bu, fasor kapasitesinin belirli bir boyuttan öteye doğru bir şekilde yeni DG yüklemeleri için sahneyi ayarlar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Phasors, bir akademik soyutlamadan çok daha fazlasıdır - modern dağıtılmış nesil sistemlerinin güvenilir çalışmasını sağlamak için pratik temeldir.Uygunluk ve dijital ikizler sağlayarak, fasor teknolojisi giderek artan bir güç sistemi zorluklarına karşı çıkıyor. Utilities, system operatorleri ve bugün yatırım yapan geliştiriciler, daha iyi gelişmiş sistemlere sahip olacaklar.

Daha fazla okuma için, Kuzey Amerika Senhrophasor Girişimi (NASPI) PMU uygulamaları hakkında geniş kaynaklar sunar ve IEEE Power & Enerji Topluluğu, fasor ölçüm teorisi üzerine yazara dayalı kağıtları yayınlar. Ek olarak, ABD Enerji Bölümü'nün [NASPI)