Penjanaan Kuasa Angin

Kuasa angin: mengapa pampasan kuasa reaktif?
Pengenalan latar belakang kuasa angin
Tenaga angin mempunyai ciri rawak dan terputus-putus. Ladang angin berskala besar biasanya terletak di lokasi terpencil dan berada dalam rangkaian lemah grid kuasa. Dengan peningkatan berterusan kapasiti bersambung grid kuasa angin, ketidakstabilan voltan grid dan peningkatan kehilangan talian disebabkan oleh sambungan grid kuasa angin yang semakin menonjol. Kualiti kuasa mempunyai kesan yang ketara ke atas kestabilan grid, pengendalian peralatan kuasa yang selamat, dan pengeluaran perindustrian dan pertanian, antaranya kuasa reaktif merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi kualiti kuasa. Pampasan kuasa reaktif kuasa angin adalah sangat penting untuk meningkatkan kualiti kuasa yang berkaitan dengan grid, mengurangkan kehilangan grid dan meningkatkan kestabilan dan keselamatan operasi grid.

Analisis Ciri-ciri Operasi Kuasa Angin
Kelajuan dan arah angin berubah secara rawak dan berselang-seli, dan kelajuan angin dan arah angin di lokasi yang berbeza mempunyai perbezaan yang jelas. keluaran tenaga elektrik turbin angin juga berubah secara rawak. Variasi jangka pendek keluaran kuasa angin adalah ketara, dan keluaran turbin angin dalam ladang angin yang sama berbeza-beza secara tidak segerak. Oleh itu, penjanaan kuasa angin mempunyai ciri-ciri rawak (tidak stabil) dan tidak terkawal.

Disebabkan secara rawak dan tidak terkawal, sambungan grid berskala besar kuasa angin akan menyebabkan masalah seperti had voltan bas, turun naik voltan grid dan kelipan ke sistem kuasa. Sebagai contoh, apabila ladang angin tidak beroperasi, sistem mungkin mengalami keruntuhan voltan akibat kehilangan mendadak sejumlah besar suntikan kuasa reaktif; lebihan kuasa reaktif serta-merta yang disebabkan oleh penutupan tidak dapat dihadam dalam masa, yang boleh menyebabkan ketidakstabilan voltan sistem. Semasa operasi biasa, perubahan dalam kuasa penjanaan kuasa angin boleh menyebabkan turun naik voltan dan frekuensi sistem, malah menyebabkan ketidakstabilan sistem.

Selain itu, harmonik adalah satu lagi masalah kualiti kuasa yang disebabkan oleh sambungan grid kuasa angin. Magnitud arus harmonik ladang angin berkaitan dengan kelajuan angin, dan pada asasnya mempunyai hubungan linear dengan kuasa keluaran. Sejumlah besar arus harmonik akan menyebabkan pencemaran harmonik yang serius kepada ladang angin dan peralatan grid, meningkatkan kehilangan kuasa, mempercepatkan penuaan peralatan, dan membahayakan keselamatan dan kestabilan operasi grid.

Ciri-ciri pampasan kuasa reaktif kuasa angin
Berbanding dengan kuasa haba dan kuasa hidro, kuasa angin mempunyai ciri-ciri berikut:
Turbin angin perlu menyerap kuasa reaktif dari grid untuk mewujudkan medan magnet pengujaan turbin angin, jika tidak, penjana tak segerak tidak dapat menjana elektrik. Selain itu, permintaan kuasa reaktif turbin angin berubah dengan kuasa aktif. Apabila menggunakan bank kapasitor shunt tradisional untuk pampasan kuasa reaktif, ia masih perlu untuk menyerap sebahagian daripada kuasa reaktif daripada grid.

Perubahan kuasa reaktif ladang angin akan meningkatkan voltan alur keluar turbin angin apabila ia dijana sepenuhnya, dan ia akan mengurangkan voltan alur keluar dengan banyak dalam sekelip mata apabila ia disambungkan ke grid; apabila turbin angin dialihkan, jika kapasitor pampasan selari dipasang, ia boleh menyebabkan penjana tak segerak Pengujaan sendiri.

Dalam keadaan tanpa angin, turbin angin kekal disambungkan ke grid dan perlu menyerap kuasa reaktif daripada sistem.

Peralatan penjanaan kuasa angin disambungkan ke grid untuk masa yang lama, tidak kira sama ada ia menjana elektrik atau tidak, Pengubah mesti menyerap sejumlah kuasa reaktif daripada sistem, meningkatkan kehilangan peralatan dan talian.

Keperluan pampasan kuasa reaktif kuasa angin
Untuk menyelesaikan masalah voltan dan harmonik yang disebabkan oleh penyambungan grid kuasa angin, ladang angin perlu mempunyai kapasiti kuasa reaktif boleh laras luas yang dinamik dan keupayaan penyingkiran harmonik untuk mengurangkan kesan turun naik kuasa angin pada voltan grid dan meningkatkan kestabilan sistem. dan keselamatan.

Apabila turbin angin beroperasi pada kuasa keluaran yang berbeza, julat variasi faktor kuasa hendaklah dikawal antara -0.95 dan +0.95. Faktor kuasa penjana segerak dikawal pada -0.95～+0.95, dan peranti pengujaan perlu mempunyai fungsi berkaitan pelarasan faktor kuasa.

Julat pelarasan dan kelajuan tindak balas kuasa reaktif ladang angin harus memenuhi keperluan untuk peraturan voltan pada titik yang disambungkan dengan grid ladang angin. Pada dasarnya, faktor kuasa bahagian voltan tinggi stesen penggalak ladang angin harus dikonfigurasikan pada 1.0, dan ia boleh dikawal pada -0.98 hingga +0.98 semasa operasi.

Bekalan kuasa reaktif ladang angin termasuk turbin angin dan peranti pampasan kuasa reaktif. Pertama sekali, kapasiti kuasa reaktif dan keupayaan pelarasan turbin angin harus digunakan sepenuhnya. Jika peraturan voltan sistem tidak dapat dipenuhi, peranti pampasan kuasa reaktif perlu dipasang. Peranti pampasan kuasa reaktif ladang angin boleh menggunakan kapasitor pensuisan kumpulan atau kumpulan reaktor, dan jika perlu, gunakan pemampas var statik yang boleh dilaraskan secara berterusan atau peranti pampasan lain yang lebih maju. Memandangkan penjana segerak boleh memberikan sejumlah kuasa reaktif, kapasiti peranti pampasan kuasa reaktif di ladang angin perlu dikurangkan dengan sewajarnya. Secara amnya, adalah lebih baik untuk tidak menggunakan kapasitor pensuisan kumpulan, dan SVC dan STATCOM harus digunakan.

Perkara Utama Pampasan Kuasa Reaktif untuk Kuasa Angin
Pampasan kuasa reaktif ladang angin hendaklah dikonfigurasikan mengikut ciri dan struktur grid kuasa di mana ia berada. Secara amnya, ia perlu dikira dan dianalisis mengikut situasi sebenar sistem di mana ia berada, supaya ia boleh menyesuaikan dan menyelaras dengan sistem yang disambungkan dengan grid. Perkara utama yang perlu dipertimbangkan dalam pampasan kuasa reaktif kuasa angin adalah seperti berikut:

Kawal voltan pada bahagian voltan tinggi dalam julat yang dibenarkan, supaya kelajuan tindak balas dan saiz langkah pelarasan memenuhi rawak turbin angin dan keadaan perubahan kuasa yang cepat, memastikan operasi ladang angin yang selamat dan stabil.

Peranti pampasan termasuk kawalan dinamik voltan dan faktor kuasa harus digunakan, dan kelajuan tindak balasnya harus mencapai tahap kedua. Pemampas var statik boleh dipertimbangkan tetapi tidak semestinya digunakan. Apabila kapasiti ladang angin adalah besar, sebaiknya jangan gunakan kapasitor pensuisan kumpulan.

Di bawah keadaan operasi biasa, jika turbin angin tiba-tiba berhenti beroperasi secara keseluruhan secara tiba-tiba, peralatan pampasan kuasa reaktif kapasitif sepatutnya boleh berhenti serta-merta, untuk mengelakkan voltan yang disambungkan dengan grid ladang angin daripada melebihi had.

Jika ladang angin dibina secara berperingkat, tetapi peralatan pampasan kuasa reaktif perlu dibina sekali, kapasiti pampasan minimum harus memenuhi keperluan pembinaan fasa pertama ladang angin.

Apabila peralatan pampasan kuasa reaktif termasuk pampasan kuasa reaktif induktif dan kapasitif, strategi kawalan automatik perlu mempertimbangkan untuk mencegah resonans.

Aplikasi Teknikal dan Pembangunan Pampasan Kuasa Reaktif dalam Elektrik Kuasa Kuat
Selepas inovasi berterusan, teknologi pampasan kuasa reaktif Strong Power Electric telah membentuk tiga peringkat penting
1. Dengan melaraskan pampasan kapasiti, termasuk 1) pampasan tetap. Terdiri daripada kapasitor, reaktor, dan suis pengasing; 2) Pertukaran kumpulan. Peranti pampasan untuk pensuisan automatik dengan mengumpulkan suis vakum.

2. Dengan melaraskan voltan dan pampasan kearuhan, termasuk 1) Pampasan kuasa reaktif dengan melaraskan voltan dan kapasiti (VCQV/TSC); 2) Mengimbangi kuasa reaktif kapasitif (SVC) dengan melaraskan kearuhan (MCR/TCR) Lakukan pampasan kuasa reaktif.

3. Pampasan kuasa reaktif dinamik dan kawalan harmonik, dengan melaraskan amplitud dan fasa voltan keluaran penyongsang, cepat menyerap dan menghantar kuasa reaktif induktif dan kapasitif.

Pampasan kuasa reaktif dinamik SVG dan peralatan kawalan harmonik mempunyai ciri-ciri keupayaan pampasan yang kuat, ciri-ciri harmonik yang baik, keselamatan dan kebolehpercayaan yang tinggi, saiz kecil, bunyi yang rendah dan kehilangan yang kurang. Ia adalah teknologi pampasan kuasa reaktif dinamik yang paling maju pada masa ini.

Kaedah pampasan kuasa reaktif yang biasa digunakan dalam kuasa angin
1. Pampasan kuasa reaktif kondenser segerak
Ia telah diterima pakai di ladang angin awal, tetapi disebabkan kehilangan besar dan bunyi bising, operasi dan penyelenggaraan yang rumit, dan kelajuan tindak balas sukar untuk memenuhi keperluan dinamik, ia jarang digunakan pada masa ini.

2. Pampasan var statik (SVC)
Gunakan suis statik untuk menukar kapasitor atau reaktor, supaya mereka mempunyai keupayaan untuk menyerap dan menghantar arus reaktif, meningkatkan faktor kuasa sistem kuasa, menstabilkan voltan sistem, dan menyekat ayunan sistem.

3. Pampasan kuasa reaktif segerak statik (Static Var Generator SVG)
Penukar semikonduktor digunakan untuk merealisasikan pampasan kuasa reaktif. Kawalan yang berbeza boleh digunakan untuk menjadikannya mengeluarkan kuasa reaktif dan juga menjadikannya menyerap kuasa reaktif. Walau bagaimanapun, kawalan adalah rumit, jumlah penyelenggaraan adalah besar, dan kos pelaburan adalah tinggi. Pada masa ini, tiada pampasan kuasa reaktif digunakan secara meluas dalam penjanaan kuasa angin.

4. Pampasan kuasa reaktif kapasitor selari (FC)
Ia sesuai untuk pemasangan terpusat atau terpencar di tapak, dan boleh memenuhi keperluan pampasan kuasa reaktif di tapak dengan lebih baik. Kerosakan kapasitor individu tidak akan menjejaskan operasi keseluruhan peralatan. Ia mempunyai ciri-ciri pelaburan yang rendah, penggunaan tenaga yang rendah, kawalan mudah, dan operasi dan penyelenggaraan yang mudah. Pampasan kapasitor selari direalisasikan melalui pensuisan kapasitor, yang diselaraskan dalam langkah-langkah, dan pelarasan tidak lancar, jadi sukar untuk mencapai keadaan pampasan terbaik.

SVC dan SVG boleh merealisasikan pelarasan berterusan dinamik linear bagi kuasa reaktif dengan baik, dan kaedah pampasan lain tidak dapat melengkapkan pampasan kuasa reaktif dinamik. Antaranya, SVC mempunyai teknologi matang, pengalaman operasi yang kaya dan harga yang sederhana. SVG mahal, tetapi prestasinya lebih baik. Ia adalah arah utama pampasan kuasa reaktif kuasa angin.

Trend Pembangunan Teknologi Pampasan Kuasa Reaktif Kuasa Angin
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, bahan baharu, proses baharu, data besar, kecerdasan buatan dan teknologi lain telah berkembang pesat. Mengikut keperluan prestasi sistem kawalan ladang angin untuk pampasan kuasa reaktif, teknologi pampasan kuasa reaktif kuasa angin membentangkan trend pembangunan berikut:

1. Pintar
Gunakan data besar dan teknologi kecerdasan buatan untuk meramalkan voltan, kuasa reaktif, dsb., mengurangkan masa penukaran dan mengurangkan kehilangan peralatan.

2. Memendekkan masa tindak balas
Thyristor digunakan untuk menukar dan mengawal untuk mempercepatkan tindak balas.

3. Integrasi pelbagai jenis peralatan pampasan
Reaktor siri terkawal digunakan bersama-sama dengan kapasitor selari tetap, dan pemampas var statik atau penjana digunakan bersama-sama dengan kapasitor selari untuk merealisasikan pelarasan berterusan kuasa reaktif keseluruhan peranti pampasan.

4. Kawalan lebih saintifik dan munasabah
Kriteria komprehensif kuasa reaktif dan voltan digunakan untuk menentukan pensuisan kapasitor, untuk memastikan voltan berada dalam julat kawalan, dan untuk mencapai keseimbangan asas kuasa reaktif.

Ringkasan
Pampasan kuasa reaktif kuasa angin adalah langkah teknikal yang diperlukan untuk memastikan kualiti kuasa yang disambungkan dengan grid. Kapasiti pampasan yang munasabah bukan sahaja dapat menstabilkan voltan ladang angin dalam julat tertentu tetapi juga meningkatkan faktor kuasa keluaran ladang angin. Pampasan kuasa reaktif masa nyata boleh mengurangkan penjanaan kuasa Kesan turun naik kuasa pada grid kuasa. Sama ada kuasa reaktif yang perlu diberi pampasan boleh dikesan dan diramalkan dengan cepat dan tepat adalah faktor utama untuk menentukan kesan pampasan.