تعويض الطاقة التفاعلي في توليد الطاقة الكهروضوئية: دراسة حالة

تعويض الطاقة التفاعلي في توليد الطاقة الكهروضوئية: دراسة حالة

1 مقدمة

مع انتقال العالم نحو مستقبل أكثر خضرة ، حددت الصين أهدافًا طموحة "الكربون المزدوج" ، والتي دفعت صناعة توليد الطاقة الكهروضوئية (PV) إلى عصر من النمو والإمكانات غير المسبوقة تتصور خطة مجلس الدولة لتحقيق ذروة انبعاثات الكربون بحلول عام 2030 قدرة مثبتة من طاقة الرياح والطاقة الشمسية التي تتجاوز 1 مليار كيلووات ومع ذلك ، مع انتشار المنشآت الكهروضوئية أكثر انتشارًا ، يواجه المستخدمون عقوبات على فواتير الكهرباء الخاصة بهم بسبب ضعف أداء عامل الطاقة ، مما يؤدي إلى خسائر مالية كبيرة

2 بيان المشكلة

وفقًا لـ "طريقة تعريفة تعديل عامل الطاقة" ، يجب على المستهلكين الصناعيين الحفاظ على عامل قوة شهري متوسط ​​فوق 0 9 لتجنب العقوبات يتم تحديد هذه النسبة من خلال تقسيم استهلاك الطاقة النشط من خلال استهلاك الطاقة الظاهر يمكن لبنوك المكثفات التقليدية المستخدمة لتعويض الطاقة التفاعلية عادة أن تبقي عامل الطاقة ضمن حدود الامتثال ومع ذلك ، فإن إضافة أنظمة الكهروضوئية ، التي توفر الطاقة النشطة في المقام الأول ، تقلل من سحب الطاقة النشط للشبكة دون التأثير على مكون الطاقة التفاعلي ، وبالتالي خفض عامل الطاقة الكلي عندما يتطابق جيل الكهروضوئي أو يتجاوز استهلاك الحمل ، يمكن أن تقترب الطاقة النشطة من الشبكة من الصفر ، مما يؤثر بشكل كبير على عامل الطاقة

3 الوضع الصناعي الراهن

يتميز النهج التقليدي لتعويض الطاقة التفاعلي باستخدام بنوك المكثف بأوقات استجابة بطيئة ودقة محدودة في السيناريوهات التي لا توجد بها منشآت كهروضوئية ، تكون هذه العيوب أقل أهمية بسبب استهلاك الطاقة النشط الكبير من الشبكة ومع ذلك ، مع تركيبات PV التي توفر كميات كبيرة من الطاقة النشطة ، مما يقلل من سحب الطاقة النشط للشبكة ، تصبح القوة التفاعلية المتبقية غير المكافئة أكثر أهمية تتفاقم هذه المشكلة عندما يتجاوز جيل الكهروضوئية متطلبات تحميل الموقع ، مما يؤدي إلى عكس تدفق الطاقة النشط وربما تعطيل بعض وحدات التحكم في الطاقة التفاعلية ، مما يزيد من تدهور عامل الطاقة

بالنسبة للمواقع التي يتم تشغيلها فقط بواسطة PV ، حيث يكون استهلاك الطاقة النشط ضئيلًا ، فمن الضروري ليس فقط إدارة الطاقة التفاعلية الجانبية منخفضة الجهد ولكن أيضًا لمعالجة القوة التفاعلية التي تم إنشاؤها بواسطة المحول على جانب الجهد العالي لضمان الامتثال لمعايير عامل الطاقة

4 اقتراح الحل

لمعالجة عامل الطاقة المنخفض في مواقع PV ، مطلوب إدارة شاملة للطاقة التفاعلية يكمن الحل في نشر متقدم مولدات var ثابتة (SVGs)، والتي تستخدم أحدث الإلكترونيات الطاقة وتقنيات التحكم التلقائي تعمل SVGs بالتوازي مع الشبكة ، وتراقب بشكل مستمر التيارات من خلال المحولات الحالية وحقن التيارات التعويضية التي تنفي مكون الطاقة التفاعلي ، ويؤدي بشكل فعال تعويض الطاقة التفاعلي

يحقق بنية SVGs المكونة من ثلاثة مستويات ، جنبًا إلى جنب مع وحدات IGBT عالية الأداء ، تردد تبديل مكافئ لأكثر من 20 كيلو هرتز ، مما يضمن أوقات الاستجابة السريعة في غضون 5 مللي ثانية وكفاءة تعويض الطاقة التفاعلية تتجاوز 99 ٪ هذه القدرات تجعل SVGs فعالة للغاية في مواجهة تحديات الطاقة التفاعلية التي تواجهها المنشآت الكهروضوئية

5 التنفيذ في الموقع

في مشاريع التحديثية النموذجية ، يمكن زيادة بنوك المكثفات الحالية باستخدام وحدات SVG للتعويض عن أي التيارات التفاعلية المتبقية التي تركتها المكثفات يجب النظر بعناية في وضع أخذ عينات من المحولات الحالية لكل من وحدة تحكم المكثف و SVG لضمان قياس دقيق والتنسيق المناسب بين الجهازين

يجب أن يعتمد تحجيم سعة SVG المضافة على حجم الطاقة التفاعلية المتبقية في الموقع ، والتي يمكن تقييمها من خلال قراءات من وحدة تحكم الطاقة التفاعلية أو اختبار جودة الطاقة في الموقع يُنصح باختيار قدرات SVG بهامش للتعديلات المستقبلية



6. دراسة حالة التطبيق

Shanghai Boyang New Energy Technology Co ، Ltd هي شركة شاملة لخدمات الطاقة ذات الخبرة الواسعة في عمليات التعديل التحديثي للحفاظ على الطاقة ، وهندسة الطاقة ، وتوليد الطاقة النظيفة ، وتكملة الطاقة المتعددة ، وبناء شبكة الطاقة الدقيقة بعد تثبيت نظام توليد الطاقة الكهروضوئي (PV) في مصنع CRRC في Xi'an ، شهد الموقع انخفاضًا في عامل الطاقة ، مما أدى إلى عقوبة الكهرباء

تنفيذ الحل الأولي
لمعالجة مسألة عقوبات السلطة ، أ 200 كيلو فرسان فاري مولد (SVG) تم تثبيت خزانة تعويض الطاقة التفاعلية في الموقع لإدارة الطاقة التفاعلية الجانبية المنخفضة الجهد بعد هذا التدخل ، تحسن عامل الطاقة بشكل كبير ، ولم يعد الموقع يتكبد أي عقوبات كهرباء

تكرار القضية
بعد نصف عام ، ذكر العميل أن عقوبات الطاقة قد ظهرت مرة أخرى عند التحقيق ، تم الكشف عن أن حمل الإنتاج قد توقف تمامًا ، مما تحويل الموقع إلى حالة توليد الطاقة الكهروضوئية النقية مع انخفاض كبير في استهلاك الطاقة النشطة على الرغم من التعويض الكامل عن القوة التفاعلية الجانبية المنخفضة الجهد ، فإن القدرة التفاعلية المتأصلة الناتجة عن المحول أثناء التشغيل تعني أن عامل الطاقة الجانبي عالية الجهد لا يزال لم يستوف المعايير المطلوبة

تطبيق الحل المتقدم
لمعالجة الطاقة التفاعلية الناتجة عن المحول على جانب الجهد العالي ، أجرينا تحليلًا لجودة الطاقة الجانبية عالية الجهد استنادًا إلى النتائج ، قمنا بتحسين استراتيجية تعويض SVG وأضفنا الوظائف للتعويض عن قوة التفاعلية الجانبية عالية الجهد تناول هذا التعديل بشكل فعال مشكلات الطاقة التفاعلية الناشئة عن جانب الجهد العالي للمحول
نتائج

بعد تحسين SVG ، كان هناك انخفاض ملحوظ في القدرة التفاعلية الجانبية عالية الجهد ، وزاد عامل الطاقة من 0 إلى 0 إلى 0 94 ، مما يشير إلى تأثير تعويض ناجح تسلط دراسة الحالة هذه الضوء على أهمية معالجة كل من تحديات الطاقة التفاعلية المنخفضة والجهد العالي في المنشآت الكهروضوئية ، خاصة عند الانتقال إلى سيناريو إمداد الطاقة الكهروضوئية الخالصة يمكن أن يوفر تطبيق التقنيات المتقدمة مثل SVGs حلولًا فعالة للحفاظ على عوامل الطاقة المثلى وتجنب العقوبات المالية غير الضرورية.