Како се контролира квалитетот на струјата кај интелегентната мрежа?

Со широката интеграција на нови извори на енергија како што се сончева енергија, ветерна енергија и биомаса во дистрибутивната мрежа преку дистрибутивна генерација, микро мрежи и мали и средни електраните (вклучувајќи електрани за складирање на енергија и станиците за пушење на електромобили), паметната мрежа во новата ситуација се соочува со многу нови проблеми. Структурата за контрола на квалитетот на струјата кај паметната мрежа главно се состои од дистрибутивна генерација, преносни и дистрибутивни мрежи, товари на електрична енергија, компензатори за квалитет на струја итн.

Со широката интеграција на нови енергетски извори како што се сончевата енергија, ветерната енергија и биомасата во дистрибутивната мрежа преку дистрибутивна генерација, микро-мрежи и мали и средни електраните (вклучувајќи електраните за складирање на енергија и станиците за полнење на електромобили), паметната мрежа во новата ситуација се соочува со многу нови проблеми. Структурата за контрола на квалитетот на струјата во оквир на архитектурата на паметната мрежа главно се состои од дистрибутивна генерација, преносна и дистрибутивна мрежа, товари на потрошувачите, компензатори за квалитет на струја итн. Од една страна, како главна движечка сила за интеграција на новите енергии, широката примена на опрема за конверзија на енергија врз основа на електроника доведе до нови карактеристики и проблеми во квалитетот на струјата во преносната и дистрибутивната мрежа, кои се брзо решаваат. Од друга страна, разновидноста, нелинеарноста и влијанието на товарите од страна на потрошувачите стануваат сѐ повеќе изразени, што го прави ефикасното користење на електричната енергија важно прашање. Овие нови проблеми носат како прилики така и предизвици за технологијата за контрола на квалитетот на струјата. Како јадро на паметната мрежа, микро-мрежата е нелинеарен комплексен систем кој ги поврзува повеќе енергетски извори. Дистрибутивните извори на струја во неа имаат карактеристики како повременост, комплексност, разновидност и нестабилност. Новите проблеми и карактеристики на нејзиниот квалитет на струја стануваат сѐ повеќе изразени. Поради тоа, еден од клучните проблеми кои се брзо истражуваат и решаваат за да се осигури безбедна и стабилна работа на дистрибутивната мрежа под услови на поврзување на микро-мрежите е проблемот со квалитетот на струјата.
Класификација на компензатори за квалитет на енергијата
Контролната технологија за компензација на квалитетот на струјата може да се подели на активна контролнa технологија и пасивна технологија за третман. За различни проблеми со квалитетот на струјата, соодветните компензатори се класифицирани и опишани. Пасивната контролнa технологија ја потиска или решава квалитетот на струјата, како што се хармониците, реактивната моќност и дисбалансот на трифазниот струен круг со поврзување на дополнителни компензатори за електронска енергија паралелно или серија. Компензаторите главно вклучуваат пасивни филтри за енергија (PPF), активни филтри за енергија (APF), хибридни активни филтри за енергија (HAPF), компензатори на реактивна моќност, динамички регулатор на напон (DVR) и интегриран регулатор за квалитет на енергија (UPQC) итн. Меѓу нив, компензаторот за квалитет на струја базиран на модуларен повеќениво конвертор (MMC) станува тема на истражување и идна тенденција во технологијата за управување со квалитетот на струјата со среден и висок напон поради неговата модуларна каскадна структура со низок напон. Активната контролнa технологија вклучува електрични уреди или дистрибуирани извори на енергија кои ја менуваат нивната карактеристика на импеданса на влез или излез за да се балансира функцијата за управување со квалитетот на струјата. Активната контрола на квалитетот на струјата не само што ја зголемува употребата на енергија, туку и го подобрува општиот квалитет на струјата во системот без потреба од додавање на дополнителни компензатори.
2. Методи за контрола на компензаторите за квалитет на струја
Во моментов, компензаторите за квалитет на струја најчесто користат конвертери од типот извор на напон или извор на струја. Најчесто користените методи за контрола на струјата кај компензаторите главно вклучуваат: контрола со хистереза, безстепена контрола, контрола со предвидување на моделот, пропорционално-интегрална (PI) контрола, пропорционално-резонантна (PR) контрола, повторна контрола и нелинеарна робусна контрола итн. Покрај тоа, со подобрување на конвенционалната контрола на струјата, може да се подобри перформансата на контролата кај поединечниот режим на контрола. На пример, комбинирањето на конвенционална PI и векторска PI контрола може да ја поедностави процесот на детекција на хармониците. Методот на компензација со фреквенциско разграничување на хармониците, во споредба со традиционалниот метод на целосна компензација во цел опсег, го подобрува точноста на детекција и компензација на секој хармоник, што е особено погодно за разни уреди за активна компензација на хармониците со мешовит ниски и високи напони итн.
3. Анализа на квалитетот на енергијата и контрола на големи дистрибутивни електрански постројки
Со зголемување на степенот на проникнување на големи дистрибутивни електрана како што се фотоволтаични и ветерни електрани (на ниво од 10 kV до 35 kV), интеракцијата и спојувањето на хармониците генерирани од системи на дистрибутивни електрани, главно составени од повеќе инвертори, со системите за пренос и дистрибуција на електрична енергија станува сé повеќе комплексно. Хармониците кои ги испуштаат дистрибутивните електрани покажуваат карактеристики на висока фреквенција и широк фреквенциски опсег. Односот помеѓу факторот на резонантно засилување, хармоничниот ред и растојанието на пренос на типична дистрибутивна електрана. Во текот на ширењето на хармониците во преносната мрежа, тие се под влијание на фактори како што е дистрибутивниот капацитет во преносните линии и позадинското хармонично напонско поле, што може да предизвика резонантно засилување на струјата и напонот. Постојат две решенија за управување што можат да ја потиснат проблемот со серија-паралелната резонанција на широкопојасните хармоници во преносната мрежа, и тоа: промена на параметрите на преносната мрежа и елиминирање на резонансата преку паралелни реактори; инсталирање на уреди за активно филтрирање на високата моќност за намалување на содржината на хармонична струја која тече во електричната мрежа.