Yenilenebilir Enerji Analizindeki Symmetrical Bileşenlere Giriş

Rüzgar ve güneş enerjisinin hızlı genişlemesi, elektriksel güç sistemi analizine yeni kompleksleri tanıttı. Geleneksel senkronizasyondan farklı olarak, yenilenebilir kaynaklar güç elektroniklerine güveniyor ve üç fazlı olmayan sistemleri anlamak için en güçlü araçlardan biri olarak, şebeke stabilitesini sağlamak, koruma koordinasyonunu ve ekipman ömrünü sağlamak için, sağlam analitik çerçeveler gerektirir. simetrik bileşenler yöntemi - 1918 yılında Charles Fortescue tarafından geliştirilen bir teknik - üç fazlı olmayan sistemlerde en güçlü araçlardan biri olarak kalır.

Bu makale, simetrik bileşenler tekniklerinin hem rüzgar enerjisi hem de güneş enerji sistemlerini analiz etmek için nasıl uygulandığını araştırıyor. Her teknoloji, pratik faydalar ve ortaya çıkan eğilimler için temel teoriyi inceleyeceğiz.

Symmetrical components

Eşitlik Dönüştürülebilir

Herhangi bir phasors üç fazlı set (kesin veya mevcut) üç dengeli sete dönüştürülebilir: pozitif-sequence (bir-k-fak-fazlık) negatif-sequence (fazlık sırasına) ve sıfır-sequence (tüm üç aşama büyüklükte ve fazda eşit).

[FONT:0]V012)[D][/FONT][/FONT][/FONT=)[D][/FONT=[FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=[FONT=)[FONT=[FONT=FONT=FONT=TR][/FONT=)[FONT=[FONT=FONT=[FONT=)[FONT=[FONT=[FONT=)[değiştir | kaynağı değiştir]

Uygulamada, dizi bileşenleri ölçülme faz gerilimleri veya dijital sinyal işleme kullanılarak akımlardan çıkarılmıştır. Olumlu sonuç bileşeni, dengeli temel frekans enerji transferi temsil eder. Olumsuz-sequence bileşeni tek line-to-ground hataları veya dengesiz yükler gibi asimetrik koşullar gösterir. sıfır-sequence bileşeni zemin hataları sırasında veya sistem bağlantılı delta-freta-bağlantılı enerji transferi sırasında görünür.

Neden Yenilenebilirler için Symmetrical Bileşenler Madde

Rüzgar ve güneş santralleri genellikle kanala dağıtım veya alt-transmisyon seviyelerinde bağlanırlar, dengesiz olmayan koşullar yüksek gerilimli iletimde daha yaygındır. İntrat olmayan kaynaklar, IEEE 1547 veya IEC 61400-21 gibi ağla uyumludur.

Rüzgar Güç Sistemlerindeki Symmetrical components

Rüzgar Türbini Topolojileri

Rüzgar türbinleri genellikle ya da [[Dörtücüler:0) Tam güç dönüştürücüleri ile (DFIG)[Dönderlik jeneratörleri) veya [[Döneticileri:2) Symmetrical bileşen analizi bu etkileri ölçmek yardımcı olur.)

  • [FONTIG sistemleri: [Dönetici: 0,3] Zehir, doğrudan ağa bağlanır, bu nedenle herhangi bir negatif eşdeğerlik gerilimi, negatif devrelerdeki mevcutları olumsuz-değer akımları denklemleri iki kat daha fazla üretir.
  • [FONT:0]PMSG tam dönüştürücü ile: [Dönder: [Dönder: 1) Jeneratör, dönüştürücüler aracılığıyla ağdan ayrıştırılır, böylece negatif eşdeğer bileşeni sadece ağ üzerinden görünür. ancak, dönüştürücü DC-link gerilim deneyimleri, iki kat daha fazla titreşimler mevcut olduğunda temel frekansta salınımlar.

Rüzgar Çiftleri'nde Yanlış Analiz

Bir hata koleksiyoncu sistem veya iletim ızgarasında meydana geldiğinde, simetrik bileşenler dönüştürücü-interfaced birimleri için birim başına 1.5'e kadar önemlidir, örneğin, bir rüzgar çiftliği toplayıcı kablodaki hata hem negatif hem de sıfır-eşitlik bileşenlerinin tespit edilmesi gerekir. Çünkü rüzgar türbinleri sınırlı hataya katkıda bulunur (tipik olarak 1.1 ila 1.5).

Ayrıca, grid kodları giderek daha fazla gerektirir:0)fault sürüş yoluyla (FRT) kapasite) - rüzgar çiftliği gerilim sırasında bağlantıda kalmalı ve reaktif mevcut bileşiklere enjekte edilmelidir.

Stability and Power Quality

Sabit olmayan rüzgar koşulları (örneğin rüzgar, kule gölgesi veya ya da yanlışlık) elektrik dengesizliğine çeviren mekanik asimmetler üretebilir. Symmetrical bileşeni analizi jeneratör akımlarının negatif-eşemlik katkılarını mekanik tork pulları sayesinde ortaya çıkarır. Bu anlayış, jeneratör kontrol algoritmaları geliştirmek veya jeneratör kontrol döngüsünde torsional damping üretmek için kullanılır.

DFIG davranışının dengesiz ızgaralar altında daha derin bir anlayış için, araştırma makalesine atıfta bulunur:0) "Doubly Fed Induction Jeneratör Systems for Wind Türbins" ) (IEEE Industry Applications Magazine, 2008), hangi ayrıntıların sıra tabanlı kontrol yöntemleri.

Solar Power Systems'deki Symmetrical components

Fotovoltaic (PV) İntrat Özellikleri

Büyük ölçekli güneş PV santralleri, AC gücü ile senkronize edilen koşullara karşı senkronize edilen binlerce panelden oluşur.Ingörüntü makineleri aksine, dönüştürücülerin bağımsız olarak ve negatif-sequenceslerini bağımsız olarak düzenleyenler için kritiktir.[Dönemli koşullara cevapları kontrol yazılımı ile tamamen belirlenir. Symmetrical components, dönüştürücülerin içsel mevcut döngüleri tasarlamak için kritiktir.

Gelişmiş dönüştürücüler, negatif eşdeğerlikler için (tam tersi yönde) bir çerçeve ve bir tane - tüm bitkinin negatif-değerli hataları bastırma izin verir.

Katılımcı ve Yaylı Miseks

Bir PV serisinin yığılması, farklı dizelerden eşitsiz akımlara neden oluyor, dengesiz DC-önemli koşullar yaratıyor.In AC side, this show opens as small negative-sequence currents even when the grid is denge. Symmetrical component analysis of the inverter çıktıları, bu dengesizliği tespit edebilir, bükücü DC-side conditions.0).

Adım ve Koruma

Bir güneş bitkisi, şebekenin kapanmasından sonra bir bölümü enerjik olarak devam ederken – ciddi bir güvenlik endişesi varsa. Birçok anti-islanding şeması negatif-sequence gerilimi artırılır.

Solar Bitkiler için Yanlış Ride-Through

Rüzgar çiftliklerine benzer şekilde, güneş santralleri, hata yolculuğu gerektiren ağ kodlarına uymalıdır. Dengesiz hatalar altında, dönüştürücülerin Alman VDE-AR-N 4120 veya Kaliforniya Kuralı 21. Bu, bitkinin geçici olayları sırasında gezi yapmadan destek olmasını sağlar.

simetrik bileşenleri kullanarak inverter kontrolü için mükemmel bir kaynak, [[0)"Aktif olmayan gerilim bilgeleri için bağlama kontrolleri için uygun bir kaynak.[Döneticileri 1 ) (Elektrik Sistemleri Araştırması, 2018), bu da deneysel geçerlilik sunar.

Yenilenebilirler için Symmetrical Bileşen Analizinin Pratik Faydaları

Geliştirilmiş Hata Tespiti ve Konum

Geleneksel koruma programları (şimdilik, diferansiyel) boyutsal karşılaştırmaya güvenebilir, bu büyük sıfır-sequences rüzgar ve güneş santralleri için belirsiz olabilir. Symmetrical components enableDANFLT:0) Olumsuz-sequences (Döneticileri karşılaştırmak için[Dönemli) ve mevcut hatanın düşük seviyeli bir değişkenli değişkenli bir hatanın düşük olduğu zaman güvenilir çalışmasını sağlar.

Geliştirilmiş Ekipman Lifespan

Olumsuz eşitsizlik akımları motorlarda, transformatörler ve jeneratörler için dönen manyetik alan için rotor yönüne karşı.In rüzgar türbinlerinde, bu, GENEL rüzgarlı ve taşıyıcılarda ek ısıtmaya yol açıyor. Olumsuz-sequences sistemleri izleme sistemleri nedeniyle, manyetik operatörler, rüzgar türbinlerinin erken belirtileri tespit edebilir.

Optimizeed Bakım Stratejileri

Sıfır-eşitlik ve negatif-sequence bileşenlerinin sürekli izlenmesi küçük asimmetler (örneğin, ışık yükü dengesizlikleri) ve hataları geliştirmektedir.Bu bileşenleri zamanla trende göre, rotorlu elektrik asimsi veya sürücü yanlışlığı gösterir.

Meydanlar ve düşünceler

C ⁇ ve ölçüm Gereksinimler

Doğru dizi bileşenleri tüm üç fazlı akımların ve gerilimlerin senkronize edilmesi gerekir. Geniş yenilenebilir bitkiler onlarca yemle, bu talepleri yüksek çözünürlüklü donanım ve iletişim gerektirir. ModernurD:0)Phasor Ölçüm Birimleri (PMU) ve dijital röleler)[Döneticiler iç içe ayarlı parçalar sağlar, ancak eski yüklemeler geri yüklemelere ihtiyaç duyabilir. Gerçek zamanlı dizileme ve iletişimin hesaplama yükü modern donanımla yönetilebilir, ancak mühendisler uygun anti-aliasing filtreler ve verileri kirlenmeden kaçınmak için sağlamalıdır.

Modelleme Davranışı

Enerji sistemi çalışmaları için Yenilenebilir bitki modelleri genellikle dengeli koşullar varsayılır. Bu modelleri sıra tabanlı dinamikleri içerecek şekilde doğru hata çalışmaları için gereklidir. ancak, dönüştürücü kontrol parametreleri birçok durumda özeldir.

Grid Kodlarla Bütünleşme

Dünya çapındaki bariz bileşen performansına ihtiyaç duyuyor. Örneğin, İngiltere Grid Code, büyük rüzgar çiftliklerinin negatif eşitlik enjeksiyonunu birim başına 0.1'den daha azına işaret ediyor. Tasarımlama dönüştürücüler ve koruma bu tür sınırları karşılamak için genellikle kaynaklanmamış test gerilimlerini içerir ve bitkinin yanıtını doğrular.Bu işlem karmaşıklığı ve maliyeti azaltır, ancak yenilenebilir bitkilerin bu tür sınırlardan daha az maliyetle katkıda bulunması sağlar.

Yenilenebilir penetrasyon arttıkça, simetrik bileşenler, osilasyon olaylarına veya dengesiz güç akışlarının hızlı bir şekilde tanımlanmasına izin veriyor. Makine öğrenme algoritmaları tarihsel dizi hataları veya şebeke rahatsızlıklarını tahmin etmek için tarihsel olarak eğitilmiştir.

Bir diğer ortaya çıkan uygulama, simetrik bileşenlerin kullanılmasıdır; sıra tabanlı kontrol, pozitif-sequence gerilim açısının ağlaması gerekir - negatif-değer bileşenleri, otomatik senkronizasyonlamalar içeren bir açı gösterir, otomatik senkronizasyonlar ortaya çıkabilir; sıra tabanlı kontrol, düzgün bir geçiş sağlar.Reconnection sonrası, pozitif-sequence gerilim açısı ağlamalıdır.

Yenilenebilir enerji için simetrik bileşenler üzerine yapılan araştırmalar, teknik rapor ESRAT:0)"Symmetrical Bileşenler ve İnvertifa Kaynaklarının Modellenmesi" [FONTSTRİYE) Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) tarafından belirlenen temel bilgileri, her iki rüzgar ve güneş sistemi için de haritalar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Symmetrical bileşenler rüzgar ve güneş enerji sistemlerinde dengesiz koşulları analiz etmek için vazgeçilmez bir araç olarak kalır. Hata tespiti ve koruma koordinasyonundan dönüştürücü kontrol ve tahmin edici bakım için, bu klasik teknik, modern dönüştürücü tabanlı kaynaklara iyi adapte olur. master serisi analizi daha istikrarlı, verimli ve dayanıklı yenilenebilir enerji tesislerinin sıkı bir şekilde tanışmaya devam etmesi gereken elektrik şebeke gereksinimlerine bağlıdır.

Daha fazla okuma için, ders kitabı olarak düşünün:0)Power System Analysis and Design (Glover, Sarma, Overbye)), dağıtım sistemleri için uygulanan simetrik bileşenlerin titiz bir tedavisini dağıtmış nesil ile sağlar.