การควบคุมฮาร์มอนิกและการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาจะทำงานร่วมกันเพื่อเพิ่มความเสถียรของระบบพลังงานได้อย่างไร

ท่ามกลางความท้าทายด้านคุณภาพพลังงานจำนวนมากที่ต้องเผชิญกับระบบพลังงานที่ทันสมัยมลพิษฮาร์มอนิกและพลังงานปฏิกิริยาไม่เพียงพอเป็นประเด็นหลักสองประการที่ส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการทำงานที่มั่นคงของกริดพลังงาน ในบทความนี้ Geyue Electric จากมุมมองระดับมืออาชีพของผู้ผลิตอุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาแรงดันไฟฟ้าต่ำเราจะสำรวจกลไกการทำงานร่วมกันระหว่างเทคโนโลยีการควบคุมฮาร์มอนิกและระบบชดเชยพลังงานปฏิกิริยา นอกจากนี้เรายังจะวิเคราะห์อย่างละเอียดว่ากลไกการทำงานร่วมกันนี้ช่วยเพิ่มความเสถียรของระบบพลังงานได้อย่างไร

ความท้าทายต่อความมั่นคงของระบบพลังงาน

ด้วยการปรับปรุงระดับระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่องและการขยายตัวของการผลิตพลังงานพลังงานใหม่อย่างต่อเนื่องระบบพลังงานที่ทันสมัยกำลังเผชิญกับความท้าทายที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในแง่ของคุณภาพพลังงาน การใช้งานที่ไม่เชิงเส้นอย่างแพร่หลายได้นำไปสู่มลพิษฮาร์มอนิกที่รุนแรงมากขึ้นในกริดพลังงานในขณะที่การเพิ่มขึ้นของภาระอุปนัยทำให้เกิดความต้องการพลังงานปฏิกิริยาที่จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ปัญหาทั้งสองนี้มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันโดยคุกคามการทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของระบบพลังงาน

ในสาขาการผลิตอุตสาหกรรมโหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้นเช่นอุปกรณ์ขับเคลื่อนความถี่ตัวแปรอุปกรณ์เรียงกระแสและเตาอาร์คไฟฟ้าจะสร้างกระแสฮาร์มอนิกจำนวนมาก ส่วนประกอบกระแสไฟฟ้าความถี่สูงเหล่านี้ไม่เพียง แต่ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าร้อนเกินไปและทำงานผิดปกติ แต่ยังอาจทำให้เกิดการสั่นพ้องของเครือข่ายซึ่งนำไปสู่การกระทำที่ไม่ถูกต้องของอุปกรณ์ป้องกัน ในเวลาเดียวกันพลังงานปฏิกิริยาที่ใช้โดยอุปกรณ์อุปนัยเช่นมอเตอร์และหม้อแปลงจะนำไปสู่การลดลงของปัจจัยพลังงานการเพิ่มขึ้นของการสูญเสียสายและการเพิ่มขึ้นของความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า

สิ่งที่ซับซ้อนกว่าคือปัญหาฮาร์มอนิกและปัญหาพลังงานปฏิกิริยามักจะผสมผสานกัน ตัวเก็บประจุชดเชยพลังงานแบบปฏิกิริยาแบบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายมากเกินไปในสภาพแวดล้อมฮาร์มอนิกในขณะที่อุปกรณ์กรองแบบพาสซีฟไม่สามารถตอบสนองความต้องการการชดเชยพลังงานแบบไดนามิกแบบไดนามิก ความสัมพันธ์ที่เข้มงวดร่วมกันนี้ทำให้การแก้ปัญหาการกำกับดูแลครั้งเดียวเป็นเรื่องยากเพื่อให้ได้ผลที่ต้องการ ดังนั้นจะต้องใช้เส้นทางทางเทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพแบบทำงานร่วมกัน

กลไกการทำงานร่วมกันระหว่างปัญหาพลังงานฮาร์มอนิกและปฏิกิริยาปฏิกิริยา

การแพร่กระจายของกระแสฮาร์มอนิกในระบบพลังงานมีผลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อมีส่วนประกอบฮาร์มอนิกขนาดใหญ่ในกริดพลังงานตัวเก็บประจุแบบปัดอาจมีการขยายฮาร์มอนิก สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากตัวเก็บประจุสามารถสร้างวงจรเรโซแนนท์แบบขนานด้วยการเหนี่ยวนำของระบบที่ความถี่ฮาร์มอนิกเฉพาะซึ่งนำไปสู่การขยายแรงดันไฟฟ้าที่ผิดปกติในพื้นที่ท้องถิ่น เอฟเฟกต์เรโซแนนท์นี้ไม่เพียง แต่เร่งอายุของตัวเก็บประจุอิเล็กทริกเท่านั้น แต่ในกรณีที่รุนแรง แต่ยังอาจนำไปสู่การสลายฉนวนของอุปกรณ์

ในทางกลับกันความผันผวนของพลังงานปฏิกิริยายังส่งผลต่อประสิทธิภาพของการควบคุมฮาร์มอนิก เมื่อการขาดแคลนพลังงานปฏิกิริยาในระบบมีความสำคัญแรงดันไฟฟ้ากริดจะประสบกับความผันผวนที่เห็นได้ชัดเจน การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้จะเปลี่ยนจุดปฏิบัติการของภาระไม่เชิงเส้นซึ่งจะส่งผลต่อลักษณะการปล่อยฮาร์มอนิกของพวกเขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของภาระอุปนัยการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของความต้องการพลังงานปฏิกิริยามักจะมาพร้อมกับความผันผวนอย่างมากในสเปกตรัมฮาร์มอนิกซึ่งทำให้ความต้องการที่สูงขึ้นในการตอบสนองแบบไดนามิกของอุปกรณ์ควบคุมฮาร์มอนิก

ในการปฏิบัติทางวิศวกรรมพบว่าแม้ว่าอุปกรณ์การกรองแบบพาสซีฟสามารถกรองฮาร์มอนิกเฉพาะ แต่พวกเขาจะแนะนำการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาเพิ่มเติมซึ่งอาจนำไปสู่การชดเชยมากเกินไปในระบบ ยิ่งไปกว่านั้นอุปกรณ์ชดเชยพลังงานแบบปฏิกิริยา TSC แบบดั้งเดิมซึ่งใช้โหมดการสลับ thyristor มีปัญหาในการตอบสนองความต้องการการชดเชยแบบไดนามิกของระบบพลังงานที่ทันสมัยเนื่องจากความเร็วในการตอบสนองช้า ข้อ จำกัด ทางเทคนิคเหล่านี้กระตุ้นให้เราค้นหาโซลูชั่นการกำกับดูแลการทำงานร่วมกันขั้นสูง

หลักการและแผนการดำเนินงานของเทคโนโลยีการกำกับดูแลร่วมกัน

แอปพลิเคชันรวมของตัวกรองพลังงานที่ใช้งานอยู่ (APFs)และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบคงที่ (SVGs)แสดงถึงเทคโนโลยีการควบคุมการทำงานร่วมกันที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบัน ตัวกรองพลังงานที่ใช้งานใช้เทคโนโลยีการแปลงอิเล็กทรอนิกส์พลังงานและโดยการตรวจจับแบบเรียลไทม์ของกระแสฮาร์มอนิกของโหลดสร้างกระแสชดเชยที่ตรงข้ามกับมันเพื่อให้บรรลุการกำจัดฮาร์มอนิก ข้อได้เปรียบหลักของมันอยู่ในความสามารถในการชดเชยความถี่ฮาร์มอนิกทั้งหมดพร้อมกันและไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของระบบ

เครื่องกำเนิด VAR แบบคงที่ซึ่งเป็นอุปกรณ์ชดเชยพลังงานแบบไดนามิกรุ่นใหม่สามารถสร้างกระแสปฏิกิริยาที่ต้องการได้อย่างรวดเร็วผ่านอินเวอร์เตอร์ชนิดแรงดันไฟฟ้า เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ TSC แบบดั้งเดิม SVG มีข้อได้เปรียบทางเทคนิคเช่นความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็วความแม่นยำในการชดเชยสูงและช่วงการทำงานที่กว้าง ที่สำคัญกว่า SVG จะไม่สะท้อนกับระบบและยังสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่ฮาร์มอนิก

การรวม APF และ SVG บนแพลตฟอร์มเดียวกันช่วยให้สามารถสร้างระบบการจัดการคุณภาพพลังงานที่สมบูรณ์ ระบบนี้สามารถควบคุมการประสานงานได้ผ่านตัวควบคุมดิจิตอลความเร็วสูงแบบครบวงจรเพื่อให้มั่นใจว่าทั้งประสิทธิภาพการชดเชยฮาร์มอนิกและการควบคุมพลังงานปฏิกิริยาที่แม่นยำ ในการใช้งานด้านวิศวกรรมในทางปฏิบัติโซลูชันนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตั้งค่าอุตสาหกรรมที่มีมลพิษฮาร์มอนิกอย่างรุนแรงและความผันผวนของพลังงานปฏิกิริยาบ่อยครั้งเช่นโรงงานเหล็กการประชุมเชิงปฏิบัติการการเชื่อมโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ฯลฯ

การวิเคราะห์กรณีแอปพลิเคชันทางวิศวกรรม

โครงการปรับปรุงคุณภาพพลังงานในการประชุมเชิงปฏิบัติการการเคลือบขององค์กรการผลิตรถยนต์ขนาดใหญ่เป็นกรณีแอพพลิเคชั่นทั่วไปของเทคโนโลยีการกำกับดูแลร่วมกัน เวิร์กช็อปนี้มาพร้อมกับอุปกรณ์ไดรฟ์ความถี่ตัวแปรจำนวนมาก การบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมดที่วัดได้ของกระแสถึง 18%และเนื่องจากการใช้มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสส่วนกลางปัจจัยพลังงานเฉลี่ยอยู่ที่ 0.72 โซลูชันดั้งเดิมซึ่งใช้ตัวกรอง LC แบบไม่ต่อเนื่องและตู้ชดเชย TSC ไม่เพียง แต่ครอบครองพื้นที่ขนาดใหญ่ แต่ยังพบปัญหาการสั่นพ้อง

โครงการปรับปรุงใช้ระบบ APF + SVG แบบบูรณาการการรวมการควบคุมฮาร์มอนิกและฟังก์ชั่นการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาบนแพลตฟอร์มแบบครบวงจร หลังจากที่ระบบถูกนำไปใช้งานอัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกในปัจจุบันลดลงต่ำกว่า 4 และปัจจัยพลังงานยังคงสูงกว่า 0.95 ข้อมูลที่วัดได้แสดงให้เห็นว่าการใช้พลังงานโดยรวมของระบบลดลง 15%อัตราความล้มเหลวของอุปกรณ์ลดลง 40%และผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญ

อีกกรณีทั่วไปคือโครงการสำหรับการปรับปรุงคุณภาพพลังงานที่เชื่อมต่อกับกริดของสถานีพลังงานแสงอาทิตย์บางแห่ง ในระหว่างกระบวนการผลิตพลังงานอินเวอร์เตอร์เซลล์แสงอาทิตย์จะสร้างคลื่นฮาร์มอนิกที่เฉพาะเจาะจงและในระหว่างการทำงานตอนกลางคืนจะมีปัญหาของการส่งสัญญาณย้อนกลับพลังงานปฏิกิริยา โครงการใช้อุปกรณ์ SVG ที่มีความสามารถในการชดเชยแบบสองทิศทางรวมกับโมดูลตัวกรองที่ใช้งานอยู่เพื่อให้ได้ฟังก์ชั่นคู่ของการควบคุมฮาร์มอนิกและการควบคุมพลังงานแบบปฏิกิริยาตอบสนองตามข้อกำหนดการเชื่อมต่อกริดของ บริษัท กริดพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แนวโน้มและโอกาสในการพัฒนาเทคโนโลยี

ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีพลังงานอิเล็กทรอนิกส์และการพัฒนาอัลกอริทึมการควบคุมอัจฉริยะเทคโนโลยีการทำงานร่วมกันเพื่อการบรรเทาผลกระทบแบบฮาร์มอนิกและการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาจะพัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและสติปัญญาที่มากขึ้น การแนะนำเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ช่วยให้อุปกรณ์ชดเชยสามารถเรียนรู้ลักษณะการโหลดได้อย่างอิสระทำนายแนวโน้มฮาร์มอนิกและบรรลุการควบคุมค่าตอบแทนเชิงป้องกัน แอปพลิเคชันของเทคโนโลยี Digital Twin ช่วยให้การปรับพารามิเตอร์ระบบให้เหมาะสมในสภาพแวดล้อมเสมือนจริงซึ่งช่วยลดเวลาในการดีบักในสถานที่ได้อย่างมีนัยสำคัญ

แนวคิดที่ได้รับความนิยมของแนวคิดการออกแบบแบบแยกส่วนได้นำความน่าเชื่อถือและความยืดหยุ่นที่สูงขึ้นมาสู่ระบบการกำกับดูแลการทำงานร่วมกัน ด้วยการรวมหน่วยพลังงานมาตรฐานความจุของระบบสามารถกำหนดค่าได้อย่างยืดหยุ่นตามความต้องการจริงและยังสะดวกสำหรับการขยายและการบำรุงรักษาในภายหลัง วิธีการออกแบบนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาองค์กรที่มีการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา

ในด้านพลังงานใหม่เนื่องจากธรรมชาติที่ไม่ต่อเนื่องของแหล่งพลังงานเป็นระยะเช่นพลังงานลมและพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ระบบการกำกับดูแลร่วมกันรุ่นใหม่กำลังพัฒนาอัลกอริทึมการตอบสนองแบบไดนามิกที่เร็วขึ้น ระบบเหล่านี้ไม่เพียง แต่จำเป็นต้องจัดการกับปัญหาพลังงานฮาร์มอนิกและปฏิกิริยาปฏิกิริยาทั่วไป แต่ยังต้องสามารถทำให้ความผันผวนของพลังงานของการผลิตพลังงานหมุนเวียนได้อย่างราบรื่นและให้บริการสนับสนุนที่จำเป็นสำหรับกริดพลังงาน

โดยสรุปการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกันของการควบคุมฮาร์มอนิกและการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มเสถียรภาพของระบบพลังงาน ผ่านการใช้งานแบบบูรณาการของตัวกรองพลังงานที่ใช้งานอยู่และเครื่องกำเนิดพลังงานปฏิกิริยาแบบสแตติก, โซลูชันการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาแรงดันไฟฟ้าต่ำของ Geyue Electric สามารถแก้ไขปัญหาคุณภาพพลังงานไฟฟ้าที่สำคัญสองประการ ได้แก่ มลพิษฮาร์มอนิกและพลังงานปฏิกิริยาไม่เพียงพอ ในฐานะผู้ผลิตอุปกรณ์ชดเชยพลังงานแบบรีแอกทีฟ บริษัท Geyue Electric ของเราจะยังคงส่งเสริมนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและพัฒนาโซลูชั่นการควบคุมการทำงานร่วมกันที่ชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อสร้างคุณค่าที่มากขึ้นสำหรับผู้ใช้และมีส่วนร่วมในการทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของระบบพลังงาน หากคุณต้องการดูแคตตาล็อกผลิตภัณฑ์ใหม่ล่าสุดของเราโปรดติดต่อเราผ่านทางinfo@gyele.com.cnสำหรับการอ้างอิง