Paano kinokontrol ang kalidad ng kuryente ng isang matalinong grid (smart grid)?

Dahil sa malawakang pagsasama ng mga bagong pinagkukunan ng enerhiya tulad ng solar energy, wind energy, at biomass energy papunta sa distribution network sa pamamagitan ng distributed generation, microgrids, at maliit at katamtamang laki ng mga power station (kabilang ang energy storage power station at electric vehicle charging station), ang smart grid sa ilalim ng bagong kalagayan ay kinakaharap ang maraming mga bagong problema. Ang power quality control structure sa ilalim ng smart grid architecture ay binubuo higit sa lahat ng distributed generation, transmission at distribution networks, power consumption loads, power quality compensators, at iba pa.

Dahil sa malawakang integrasyon ng mga bagong mapagkukunan ng enerhiya tulad ng solar energy, wind energy at biomass energy sa distribution network sa anyo ng distributed generation, microgrids at maliit at katamtamang laki ng mga power station (kabilang ang energy storage power station at electric vehicle charging station), ang smart grid sa ilalim ng bagong kalagayan ay kinakaharap ang maraming bagong problema. Ang power quality control structure sa ilalim ng smart grid architecture ay binubuo pangunahin ng distributed generation, transmission at distribution networks, power consumption loads, power quality compensators, atbp. Sa isang banda, bilang pangunahing puwersang nagpapatakbo sa integrasyon ng bagong enerhiya, ang malawakang integrasyon ng power electronic conversion equipment ay nagdulot ng mga bagong katangian at problema sa power quality ng transmission at distribution networks, na kagyat na kailangang tugunan. Sa kabilang banda, ang pagkakaiba-iba, nonlinearity at epekto ng mga loads sa gilid ng power consumption ay nagiging lalong matindi, na nagpapahirap sa epektibong paggamit ng elektrisidad. Ang mga bagong problemang ito ay nagdudulot ng parehong pagkakataon at hamon sa teknolohiya ng power quality control. Bilang core ng smart grid, ang microgrid ay isang nonlinear complex system na nag-uugnay ng maraming mapagkukunan ng enerhiya. Ang mga distributed power source dito ay may mga katangian tulad ng pagkakasunod-sunod, kumplikado, pagkakaiba-iba, at kawalang-tatag. Ang mga bagong problema at katangian ng kanyang power quality ay naging lalong nakikita. Samakatuwid, isa sa mga pangunahing isyu na kagyat na kailangang pag-aralan at lutasin upang matiyak ang ligtas at matatag na operasyon ng distribution network sa ilalim ng koneksyon ng microgrids ay ang problema ng power quality.
Klasipikasyon ng mga kompensador ng kalidad ng kuryente
Ang teknolohiya ng control sa kalidad ng kuryente ay maaaring hatiin sa aktibong teknolohiya ng control at teknolohiya ng pasibong paggamot. Para sa iba't ibang isyu sa kalidad ng kuryente, ang mga kaukulang device ng kompensasyon ay kinategorya at ipinakilala. Ang teknolohiya ng pasibong control ay nagpapahina o naglulutas ng mga isyu sa kalidad ng kuryente tulad ng mga harmoniko, reaktibong kuryente, at hindi pagkakapantay-pantay ng tatlong phase sa pamamagitan ng pagkonekta ng karagdagang mga kompensador ng elektronika ng kuryente nang pahilera o serye. Ang mga device ng kompensasyon ay kabilang ang pasibong mga filter ng kuryente (PPF), aktibong mga filter ng kuryente (APF), mga hybrid na aktibong filter ng kuryente (HAPF), mga kompensador ng reaktibong kuryente, dynamic voltage restorer (DVR), at integrated power quality regulator (UPQC), atbp. Sa mga ito, ang kompensador ng kalidad ng kuryente na batay sa modular multilevel converter (MMC) ay naging isang uso sa pananaliksik at hinaharap na uso sa teknolohiya ng pamamahala ng kalidad ng kuryente sa gitnang at mataas na boltahe dahil sa istrukturang modular cascade nito sa mababang boltahe. Kasali sa aktibong teknolohiya ng control ang mga kagamitang elektrikal o pinagkukunan ng kuryente na nagbabago ng kanilang mga katangian sa input o output na impedance upang mapantay ang gawain ng pamamahala ng kalidad ng kuryente. Ang aktibong teknolohiya ng control sa kalidad ng kuryente ay hindi lamang nagpapataas ng rate ng paggamit ng kuryente kundi nagpapabuti rin sa kabuuang kalidad ng kuryente ng sistema nang hindi nangangailangan ng karagdagang mga kompensador.
2. Mga paraan ng kontrol para sa mga kompensador ng kalidad ng kuryente
Sa kasalukuyan, ang mga kompensador ng kalidad ng kuryente ay kadalasang gumagamit ng mga converter na uri ng pinagmumulan ng boltahe o uri ng pinagmumulan ng kasalukuyang. Ang mga karaniwang ginagamit na paraan ng kontrol sa kasalukuyang para sa mga kompensador ay kabilang ang: kontrol sa hysteresis, kontrol na walang hakbang, kontrol na prediktibo ng modelo, kontrol na proporsyonal na integral (PI), kontrol na proporsyonal na resonant (PR), paulit-ulit na kontrol, at kontrol na hindi linear na matibay, atbp. Bukod dito, sa pamamagitan ng pagpapabuti sa konbensional na kontrol sa kasalukuyang, ang kontrol na performance ng single current control mode ay maaaring mapahusay. Halimbawa, ang pamamaraan ng kontrol na nagkakombina ng konbensional na PI at vector PI ay maaaring mapasimple ang proseso ng pagtuklas ng harmoniko. Ang paraan ng kompensasyon ng paghahati ng dalas ng harmoniko, kumpara sa tradisyonal na paraan ng buong banda ng kompensasyon, ay pinabuting ang katumpakan ng pagtuklas at katumpakan ng kompensasyon ng bawat harmoniko, at lalong angkop para sa iba't ibang uri ng aktibong filter ng kuryente na may mataas at mababang boltahe, atbp.
3. Pagsusuri sa kalidad ng kuryente at kontrol ng mga malalaking istasyon ng napamahalaang kuryente
Dahil sa tumataas na rate ng penetration ng mga malalaking distributed power station tulad ng photovoltaic at wind energy (mga 10 kV hanggang 35 kV), ang interaksyon at coupling ng mga harmonics na nabuo ng mga sistema ng distributed power station na kadalasang binubuo ng maramihang mga inverter ay nagiging kumplikado na sa sistema ng transmisyon at distribusyon ng kuryente. Ang mga harmonics na naipapalabas ng mga distributed power station ay may katangian ng mataas na frequency at malawak na saklaw ng frequency. Ang ugnayan sa pagitan ng resonant amplification factor, harmonic order at distansya ng transmisyon ng isang tipikal na distributed power station. Habang kumakalat ang harmonics sa transmisyon ng kuryente, maapektuhan ito ng mga salik tulad ng distributed capacitance sa mga linya ng transmisyon at ng background harmonic voltage, na maaaring magdulot ng resonant amplification ng kuryente at boltahe. Mayroong dalawang solusyon sa pagkontrol na maaaring supilin ang problema ng serye-parallel resonance ng wideband harmonics sa transmisyon ng network, ang mga ito ay: baguhin ang mga parameter ng network ng transmisyon at alisin ang resonance sa pamamagitan ng parallel reactors; I-install ang high-voltage hybrid active power filter devices upang mabawasan ang nilalaman ng harmonic current na pumapasok sa power grid.