Quando nella griglia di potenza si verificano guasti come cortocircuiti o fulmini, causando gocce di tensione, la capacità di bassa tensione attraverso (LVRT) della capacità di accumulo di energia diventa la chiave per garantire la stabilità della rete. Questa tecnologia richiede che l'inverter rimanga connesso alla griglia e fornisca un supporto di potenza reattiva anche quando la tensione scende a un certo livello (come il 20% della tensione nominale), evitando una reazione a catena causata dalla disconnessione su larga scala. È il "certificato di ammissione" per i sistemi di accumulo di energia per partecipare alla rasatura del picco della rete e alla regolazione della frequenza ed è anche uno degli indicatori fondamentali per misurare le prestazioni dell'inverter.
1 Risposta classificata alla caduta di tensione: risposta precisa da lieve a profondo
Il nucleo della tecnologia LVRT è adottare strategie diverse in base al grado di caduta di tensione. Quando la tensione scende al 50% -90% (calo lieve), l'inverter dà la priorità al mantenimento dell'uscita attiva stabile mentre inietta una piccola quantità di potenza reattiva (circa il 20% della potenza nominale) per aiutare a ripristinare la tensione della griglia. Quando un fallimento del trasformatore ha causato un calo di tensione del 70% in un sistema di accumulo di energia in un parco industriale, l'inverter ha regolato la potenza reattiva entro 0,1 secondi, consentendo alla tensione di tornare a livelli normali entro 2 secondi senza influire sulla produzione di fabbrica.
Quando la tensione scende al 20% -50% (calo moderato), l'inverter riduce l'uscita attiva (a meno di 50%), aumenta l'iniezione di potenza reattiva (fino al 50% della potenza nominale) e compensa rapidamente la carenza di potenza reattiva della griglia attraverso la modalità SVG (Generatore VAR statico). Secondo lo standard GB/T 36547-2018 in Cina, gli inverter di accumulo di energia devono mantenere una goccia di tensione di almeno 625 ms senza scollegare dalla griglia quando la tensione scende al 20%. Un certo marchio di prodotto può funzionare continuamente per 2 secondi in questo stato attraverso algoritmi di controllo ottimizzati, superando di gran lunga i requisiti standard.
Di fronte a situazioni estreme in cui la tensione scende allo 0-20% (calo profondo), l'inverter entra nella modalità di "prevenzione dell'isola", tagliando la maggior parte dell'uscita attiva e mantenendo solo la corrente minima per rilevare lo stato della griglia, preparandosi a riconnettersi alla rete. Durante il processo di recupero della tensione, l'inverter adotta una strategia di "avviamento soft" e la potenza attiva aumenta gradualmente ad un tasso di 5%/ms per evitare di causare un impatto secondario sulla rete elettrica.
2 Collaborazione di hardware e software: supporto tecnico per la capacità di traversa
La progettazione hardware è la garanzia fondamentale di LVRT. I dispositivi di alimentazione dell'inverter sono selezionati come IGBT resistenti ad alta tensione (come specifiche 1200 V/600A), con un'energia di valanga (EAS) fino a 500mJ, che può resistere a picchi di tensione durante i guasti; Il lato CC è dotato di un condensatore elettrolitico di grande capacità (sopra 1000 μ f), che rilascia energia per mantenere la stabilità del bus CC durante le cadute di tensione. La fluttuazione della tensione del bus di un determinato prodotto può essere controllata entro ± 10%.
Gli algoritmi software determinano l'accuratezza e la velocità di attraversamento. Il controllo di disaccoppiamento dell'asse DQ basato sulla teoria della potenza istantanea può separare le correnti attive e reattive entro 100 μ s e raggiungere una regolazione indipendente; L'algoritmo di controllo predittivo può prevedere in anticipo la tendenza di recupero della tensione e regolare la strategia di uscita. La misurazione effettiva di un progetto di conservazione dell'energia laterale della rete elettrica mostra che l'inverter che utilizza questo algoritmo ha un tempo di risposta di potenza reattivo di soli 20 ms quando la tensione scende al 30%, che è tre volte più veloce del tradizionale controllo PI.
Il circuito di rilevamento dei guasti deve avere una caratteristica "a zero ritardo". Combinando il comparatore hardware con il filtro del software, l'inverter può identificare i guasti di caduta di tensione all'interno di 2MS, evitando il giudizio errata. In una centrale elettrica combinata con stoccaggio del vento, l'inverter si è distinto con successo tra la caduta di tensione reale causata da fulmini e la fluttuazione della tensione transitoria causata dall'avvio del motore, senza alcun errore.
3 Verifica basata su scenari: test rigorosi dal laboratorio a loco
In laboratorio, le prestazioni LVRT sono state validate attraverso un "simulatore di caduta di tensione". Il simulatore può generare forme d'onda di tensione con diverse profondità di caduta (0-100%) e durate (0,1S-2S) per testare le caratteristiche di uscita dell'inverter in varie condizioni operative. Secondo i test condotti da un'agenzia di certificazione, gli inverter certificati da LVRT non hanno mostrato un invecchiamento significativo di dispositivi di alimentazione dopo 1000 cicli di test, con un tasso di degradazione delle prestazioni inferiore al 5%.
Le applicazioni in loco affrontano sfide più complesse. Nella rete di distribuzione, la caduta di tensione è spesso accompagnata da distorsione armonica e gli inverter devono avere la capacità di resistere all'interferenza armonica; Nelle aree ricche di nuove energie, quando più inverter rispondono contemporaneamente a LVRT, è necessario un coordinamento della comunicazione per evitare la sovratensione causata dalla sovrapposizione di potenza reattiva. Una determinata centrale elettrica fotovoltaica di energia di energia ha controllato la deviazione di uscita di potenza reattiva di 20 inverter entro ± 5% attraverso il controllo del cluster, garantendo un processo di recupero a tensione regolare.
Con la crescente dipendenza della rete elettrica dalla nuova energia, i requisiti tecnologici LVRT sono costantemente aggiornati. L'ultimo standard UE richiede agli inverter di mantenere un calo di tensione dello 0% per 150 ms senza disconnettersi dalla griglia e alcune regioni in Cina hanno anche esteso il tempo di LVRT a 1,5 secondi. La guida a bassa tensione attraverso la capacità degli inverter di accumulo di energia è cambiata da una "funzione opzionale" a una "prestazione essenziale". Non solo garantisce la sicurezza del sistema di accumulo di energia stesso, ma diventa anche un supporto importante per la rete elettrica per far fronte ai guasti e mantenere la stabilità, rendendo l'energia pulita più resiliente nel processo di integrazione nella rete elettrica.