Als Kernkomponente von Energiespeichersystemen beeinflusst die Leistung von Energiespeicherinvertern (PCs) direkt die Effizienz und Stabilität des gesamten Energiespeichersystems. Die Funktion der virtuellen Synchrongenerator (VSG) als erweiterte Steuerstrategie bietet Energiespeicherwechselrichter mit der Fähigkeit, die Eigenschaften herkömmlicher synchroner Generatoren zu simulieren, sodass sie einzigartige Vorteile in verschiedenen Anwendungsszenarien demonstrieren können. Im Folgenden werden das Prinzip der VSG -Funktion in Energiespeicher -Wechselrichtern erörtert und in seinen Anwendungen in verschiedenen Bereichen ausgearbeitet.
1 VSG Funktionalprinzip
1. Überblick über den virtuellen Synchrongenerator
Der Virtual Synchronous Generator (VSG) ist eine Steuerstrategie, mit der Energiespeicherwechselrichter die Betriebseigenschaften herkömmlicher Synchrongeneratoren simulieren können. Durch diesen Ansatz besitzen Energiespeicher -Wechselrichter nicht nur die Trägheit und Dämpfungseigenschaften herkömmlicher Synchrongeneratoren, sondern funktionieren auch stabil in gitter angeschlossenen und außerhalb der Gittermodi und bieten eine flexible Leistungsunterstützung für das Stromversorgungssystem.
2. Kontrollstruktur und Prinzip
Die VSG -Kontrollstruktur basiert hauptsächlich auf dem Prinzip der Droop -Steuerung und führt auf dieser Grundlage virtuelle Trägheit und Dämpfungseigenschaften ein. Die Kernidee besteht darin, die Bewegungsgleichung herkömmlicher synchroner Generatoren zu verbessern und Kontrollgleichungen zu erhalten, die für elektronische Stromversorgungsgeräte anwendbar sind. Insbesondere simuliert die VSG -Steuerung die Rotorbewegung und die elektromagnetischen Eigenschaften von synchronen Generatoren, sodass Energiespeicher -Wechselrichter ihre Ausgangsleistung automatisch entsprechend Änderungen der Systemfrequenz und -spannung einstellen können, wodurch eine effektive Unterstützung für das Stromnetz erreicht wird.
3. Vergleich der Kernkontrollmodi
PQ -Modus: Die feste aktive\/reaktive Leistung reagiert nicht auf Änderungen der Gitterfrequenz\/-spannung (geeignet für eine präzise Leistungsregelung).
VSG -Modus: reagiert dynamisch auf Stromnetzstörungen und sorgt für Trägheit, Frequenzregulierung und Spannungsregelung (geeignet für Szenarien mit hohen Stabilitätsanforderungen).
4. VSG aktive Frequenzregelung
In Bezug auf die aktive Frequenzregelung erreicht VSG die Frequenzregulation über einen virtuellen Frequenzmodulator. Es berechnet die Differenz zwischen der tatsächlichen Ausgangswirkleistung und der Nennleistung und passt dann das virtuelle Drehmoment an. Dieser Prozess ähnelt der Drehmomentdifferenzanpassung bei herkömmlichen synchronen Generatoren, wobei die aktive Leistungsgleichung des herkömmlichen Synchrongenerators durch eine Dämpfungsverbindung in das elektronische Gerät der Leistung eingeführt wird, wodurch die aktive Frequenzmodulationsgleichung der virtuellen Synchronmaschine erhalten wird. Wenn sich die Systemfrequenz ändert, kann VSG auf diese Weise schnell reagieren und die aktive Leistung der Ausgabe anpassen, um die Stabilität der Systemfrequenz aufrechtzuerhalten.
5. VSG Reaktive Leistungsspannungsregelung
Für die reaktive Leistungsspannungsregelung stützt sich VSG auf das Prinzip der Erregersysteme traditioneller Synchrongeneratoren. Es berechnet zunächst die Größe der Reaktivleistung am Ausgangsende des Geräts und dann den Spannungsabweichungswert durch den Reaktivleistungs -Leistungskoeffizienten. Dieser Wert wird mit dem Spannungsschild kombiniert, um den für die Spannungs -Außenschleife erforderlichen Spannungsreferenzwert zu erhalten. Der Reaktiven -Leistungs -Droop -Koeffizient bestimmt den Spannungsversatz, wenn sich die Blindleistung ändert, wodurch eine effektive Kontrolle der Systemspannung erreicht wird. Im Gittermodus stimmt die reaktive Leistungsschleife von VSG mit der reaktiven Leistungsschleife bei der Droop -Steuerung überein und stellt die angemessene Zuordnung der Reaktivleistung und die Stabilität der Systemspannung sicher.
2 Schlüsselanwendungsszenarien von VSG
1. Mikrogrid
Inselbetrieb: Unabhängig voneinander Spannung und Frequenz bei außerhalb des Netzes unterstützen, um eine kontinuierliche Stromversorgung für kritische Lasten wie Krankenhäuser und Rechenzentren zu gewährleisten.
Nahtloses Umschalten zwischen angeschlossenem Netz und Raster: Nehmen Sie an der Gitterunterstützung im Netzvernetzungsmodus teil und halten Sie die mikrogridische Stabilität im Inselmodus bei.
2. Ein hoher Anteil des Zugangs erneuerbarer Energien
Trägheitsergänzung: Kompensation des Trägheitsmangels neuer Energiequellen wie Photovoltaik und Windkraft und Unterdrückung von Frequenzschwankungen.
Glatte Ausgangsschwankungen: Durch die Unterdrückung von Stromschwingungen durch virtuelle Dämpfung wird die Fähigkeit des Stromnetzes, erneuerbare Energien zu akzeptieren, verbessert.
3. Intelligentes Verteilungsnetz und schwaches aktuelles Netzwerk
Dynamische Spannungsunterstützung: Stellen Sie am Ende des Verteilungsnetzwerks oder in schwachen Netzbereichen eine reaktive Leistungskompensation zur Verfügung, um die Spannungsstabilität zu verbessern.
Hilfsdienstbeteiligung: Durch die Verwendung von Funktionen wie Frequenzregulierung und Reservekapazität kann die Flexibilität des Stromnetzes verbessert werden (z. B. die Teilnahme an Hilfsdiensten auf dem Strommarkt).
4. Gitterangeschlossenes Energiespeichersystem
Verbesserte Leistungsnetzstabilität: Simulieren Sie die Eigenschaften von synchronen Generatoren und beteiligen Sie sich an der Frequenzregulation (z. B. Primärfrequenzregulation und Trägheitsreaktion).
Fehlerfahrt durch die Fähigkeit: Wenn die Spannung des Stromnetzes vorübergehend sinkt, hilft es, das Stromnetz durch reaktive Leistungsunterstützung wiederherzustellen (z. B. niedrige Spannungsfahrt durch LVRT).
5. Integration der Notfallversorgung und verteilter Energie
Schnelle Reaktion auf das Notfallversorgung: Im Falle eines Stromnetzfehlers dient es als unabhängige Stromquelle für die Unterstützung lokaler Lasten (z. B. Katastrophennotfall).
Multi -der -kollaborative Kontrolle: Erreichen Sie die kollaborative Optimierung verteilter Ressourcen wie Energiespeicherung und Photovoltaik und Verbesserung der Energieversorgungseffizienz.
3 VSGs technologischen Vorteile
1. Verbesserung der Stromnetzstabilität:Bereitstellung von Trägheit, Dämpfung sowie Frequenz- und Spannungsregulierungsfähigkeiten, um sich an das "Niedrigträgliche Stromnetz" mit einem hohen Anteil an elektronischen Stromausrüstung anzupassen.
2. Flexibler Betriebsmodus:Unterstützt sowohl angeschlossene als auch gitterverbindete Netzmodi, die für verschiedene Szenarien wie Mikrogrids und Hauptnetze geeignet sind.
3. Stromqualität verbessern:Reduzieren Sie das Ungleichgewicht der Spannung\/des Stroms und eine harmonische Verzerrung durch negative Sequenzkompensation und dynamische Kontrolle.
4. Wirtschaftliche Wertverbesserung:Durch die Teilnahme an Hilfsdiensten wie Frequenzregulierung und Backup können die potenziellen Einnahmen von Energiespeichersystemen erhöht werden.
4 Praktische Anwendung
Mikrogrid -Szenario:Während des Tages erzeugen die Photovoltaik im PQ -Modus Elektrizität und nachts oder auf isolierten Inseln wechselt Energiespeicher zum VSG -Modus, um die Spannung und die Frequenzstabilität aufrechtzuerhalten.
Gitter verbundene Energiespeicher:Wenn die Gitterfrequenz sinkt, setzt VSG die Stromversorgung (Trägheitsantwort) schnell frei, um den Frequenzabfall zu unterdrücken (z. B. wenn die Frequenz von 50 Hz auf 49,5 Hz abfällt, erhöht der Energiespeicher automatisch den aktiven Ausgang).
Schwacher aktueller Netzwerkunterstützung:In abgelegenen Bereichen verbessert VSG die Spannungsstabilität und reduziert die Leitungsverluste durch Reaktive Leistungskompensation.
5 Schlussfolgerung
Die VSG -Funktion in Energiespeicher -Wechselrichtern als fortschrittliche Steuerungstechnologie bietet eine leistungsstarke Unterstützung für Energiespeichersysteme in verschiedenen Anwendungsszenarien, indem die Eigenschaften herkömmlicher synchroner Generatoren simulieren. Von der Inselbetrieb von Mikrogrids bis hin zur flexiblen Regulierung intelligenter Verteilungsnetzwerke, von Hilfsdiensten von grid vernetzten Energiespeichersystemen bis hin zur unabhängigen Stromversorgung in speziellen Szenarien haben VSG -Funktionen ihre einzigartigen Vorteile und wichtigen Rollen demonstriert.