SVG para energía solar fotovoltaica

Solución SVG para el funcionamiento fuera de la red de una microrred de almacenamiento solar fotovoltaico

1. Antecedentes técnicos y escenario de aplicación.

Impulsados por la estrategia global de descarbonización y el despliegue acelerado del almacenamiento de energía empresarial (BESS), la fabricación industrial pesada que consume mucha energía, como la fundición en altos hornos, la refinación de metales no ferrosos, la fabricación de productos químicos y las plantas de beneficio minero a gran escala, están introduciendo sistemas de generación de energía fotovoltaica distribuida y configurando BESS de gran capacidad a gran escala.

Generalmente hay cargas inductivas de alta potencia, corrientes de arranque y parada de alto impacto y formas de onda armónicas electrónicas de potencia complejas dentro de estas instalaciones industriales pesadas. La integración de energía fotovoltaica de alta penetración y BESS ha transformado la red de distribución de las fábricas tradicionales en un sistema de microrred industrial que combina capacidades de operación conectadas a la red y fuera de la red independientes. Para garantizar la continuidad de la línea de producción, el sistema debe tener capacidades de control de calidad de energía en estado estable y transitorio extremadamente altas.

2. Requisitos técnicos para equipos de compensación de potencia reactiva en condiciones fuera de la red

Cuando las microrredes industriales cambian repentinamente de redes eléctricas públicas de alta inercia a topologías de red aisladas independientes de "almacenamiento de energía fotovoltaica +" de baja inercia, la capacidad de cortocircuito, el nivel de falla y el margen de estabilidad transitoria del sistema sufrirán cambios drásticos. Este cruce dinámico en todas las condiciones de funcionamiento impone los siguientes tres requisitos técnicos rígidos y no tradicionales a los equipos de compensación de potencia reactiva:

un. Capaz de ajuste continuo infinito bidireccional en cuatro cuadrantes

Los equipos modernos de compensación de potencia reactiva deben romper las limitaciones de la tradicional "potencia reactiva capacitiva de salida" y deben tener una capacidad de trabajo de cuatro cuadrantes, capaz de realizar ajustes continuos bidireccionales, lineales e infinitos. Cuando se produce una sobrecompensación fuera de la red, el dispositivo debe poder invertir el cambio de "potencia reactiva capacitiva de salida" a "absorber activamente potencia reactiva capacitiva (es decir, potencia reactiva inductiva de salida)" en milisegundos. Por lo tanto, elimina por completo el exceso de potencia reactiva capacitiva en el sistema y protege al inversor de almacenamiento de energía (PCS) de la amenaza de disparo por sobretensión.

b. Tiene una velocidad de respuesta transitoria en milisegundos (ms)

El esquema de compensación de potencia reactiva debe adoptar tecnología de control de interruptores de alta frecuencia de todos los dispositivos electrónicos de potencia. El tiempo de respuesta transitoria del sistema debe ser de 1 milisegundo y el tiempo de respuesta del ciclo completo debe ser inferior a 10 milisegundos. Durante momentos transitorios dinámicos, como cambios de modo o cambios de carga, logre una regulación de seguimiento infinita instantánea, suprima el parpadeo de voltaje y evite el colapso instantáneo de voltaje en microrredes.

do. Posee características de fuente de corriente constantes, independientes de las fluctuaciones de voltaje del sistema.

La capacidad de salida de potencia reactiva de los equipos de compensación capacitiva tradicionales depende en gran medida de la tensión de la red y es directamente proporcional al cuadrado de la tensión (Q=ω C U ²). En momentos críticos cuando el voltaje del bus cae significativamente debido a la conmutación fuera de la red o la conmutación de cargas pesadas, los capacitores tradicionales experimentarán una degradación exponencial en la capacidad de compensación debido a la caída de voltaje y fallarán cuando el sistema necesite más soporte de energía reactiva.

Las microrredes de baja inercia requieren hardware de compensación con características de salida de fuente de corriente constante. Incluso si el voltaje del bus cae bruscamente debido a un impacto transitorio, el equipo aún puede mantener la salida de corriente reactiva de carga completa nominal, proporcionando un fuerte soporte de voltaje para la microrred y evitando cortes de energía en cascada.

3. El gabinete de compensación de capacitores (TSC) convencional falla en este escenario

Control del punto ciego: el transformador de muestreo (CT) de los controladores de condensadores tradicionales generalmente se implementa en el lado de la línea de entrada principal de la red eléctrica. Después del corte de energía, la corriente de muestreo volvió a cero, lo que provocó que el controlador se quedara ciego y no pudiera ordenar correctamente la salida del capacitor.

Retraso de respuesta: los condensadores tradicionales tienen un tiempo muerto de descarga de nivel de un minuto después de su extracción, que no puede cumplir con los requisitos de estabilidad transitoria de nivel de milisegundos (ms) de las microrredes aisladas.

4. Solución y configuración

Informe de auditoría de calidad de energía

Este caso ya ha sido equipado con un gabinete de compensación de capacitores de 800kVar con un reactor del 7%, adoptando un modo de actualización integrado de "desmantelar completamente los capacitores viejos y configurar completamente un nuevo gabinete de compensación inteligente SVG".

Desmontar el armario original del condensador de compensación de potencia reactiva e instalar 2 unidades de soporte de suelo Sinava SNA-SVG-F500 SVG Gabinete conmutado por IGBT

Cuando la red eléctrica pública externa pierde energía inesperadamente y el sistema cambia a operación fuera de la red de "almacenamiento de energía fotovoltaica +", el gabinete SVG se convierte inmediatamente en el centro local de estabilidad del factor de potencia y voltaje de la microrred. A través de su capacidad de ajuste dinámico bidireccional de cuatro cuadrantes, el sistema de control de red del gabinete SVG y el almacenamiento de energía PCS está altamente coordinado. Cuando se produce una inundación capacitiva transitoria dentro de la microrred debido a caídas repentinas de carga o un aumento de nueva energía, el gabinete SVG puede absorber activamente potencia reactiva capacitiva en 10 milisegundos. Antes de activar la protección contra sobretensión en el inversor PCS de almacenamiento de energía, esto garantiza una cobertura segura y un suavizado de la corriente reactiva inversa, estabilizando el factor de potencia por encima de 0,95 en el estado de red aislada. La fluctuación del voltaje del bus de la microrred se controla dentro de un rango extremadamente bajo de menos del 2%, lo que realmente garantiza el funcionamiento ecológico ininterrumpido de las fábricas de la industria pesada bajo frecuentes cortes de energía o restricciones de energía en la red eléctrica.