سیستم های ذخیره انرژی نقش مهمی در سیستم های قدرت مدرن به ویژه با افزایش نفوذ منابع انرژی تجدید پذیر دارند. عملکرد چهار {1- عملکرد ذخیره انرژی یک مفهوم مهم است که خصوصیات جریان برق بین سیستم ذخیره انرژی و شبکه برق را توصیف می کند.
با توجه به GB/T 44026 - 2024} "مشخصات فنی برای کابین پیش ساخته- type لیتیوم -} سیستم ذخیره انرژی باتری یون" ، خروجی توان سیستم ذخیره انرژی باید در چهار ربع قابل تنظیم باشد1.
1. مفهوم اصلی ذخیره انرژی چهار ربع
1.1 عامل قدرت درک
4 قرن وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند.
در ربع اول ، هم قدرت فعال (P) و هم قدرت واکنشی (Q) سیستم ذخیره انرژی بیشتر از 0 است. سیستم ذخیره انرژی در حالت تخلیه قرار دارد و قدرت فعال را به شبکه آزاد می کند و همزمان جبران قدرت واکنش پذیر است. این معمولاً در شرایطی است که شبکه به قدرت فعال و پشتیبانی قدرت واکنش پذیر در طول دوره اوج-}2.
در ربع دوم ، قدرت فعال سیستم ذخیره انرژی کمتر از 0 است و قدرت واکنشی بیشتر از 0 است. این شبکه قدرت فعال را به سیستم ذخیره انرژی تأمین می کند ، در حالی که سیستم ذخیره انرژی جبران توان واکنشی را به شبکه فراهم می کند. این وضعیت ممکن است هنگامی رخ دهد که شبکه دارای یک عامل قدرت پیشرو باشد و به جبران توان واکنش پذیر القایی نیاز دارد و سیستم ذخیره انرژی می تواند ضمن تأمین توان واکنشی ، قدرت فعال را برای شارژ جذب کند2.
در ربع سوم ، هم قدرت فعال و هم قدرت واکنشی سیستم ذخیره انرژی کمتر از 0 است. این شبکه هم قدرت فعال و هم قدرت واکنشی را به سیستم ذخیره انرژی تأمین می کند و سیستم ذخیره انرژی در حالت شارژ است و از خارج قدرت واکنشی را جذب می کند. این حالت شارژ طبیعی سیستم ذخیره انرژی است که شبکه از قدرت کافی برخوردار است و سیستم ذخیره انرژی نیاز به شارژ دارد2.
در ربع چهارم ، قدرت فعال سیستم ذخیره انرژی بیشتر از 0 است و قدرت واکنشی کمتر از 0 است. سیستم ذخیره انرژی انرژی فعال را به شبکه تأمین می کند و قدرت واکنشی را از خارج جذب می کند. این می تواند برای تنظیم ولتاژ شبکه در برخی شرایط عملیاتی مورد استفاده قرار گیرد ، به عنوان مثال ، هنگامی که ولتاژ شبکه خیلی زیاد است و به جبران توان واکنشی خازنی نیاز دارد ، سیستم ذخیره انرژی می تواند در حالی که قدرت واکنشی را جذب می کند ، قدرت فعال را تخلیه کند2.
1.2 محاسبه فاکتور قدرت
با استفاده از قضیه فیثاغورس می توانیم پارامتر 3 را از هر 2 پارامتری به شرح زیر محاسبه کنیم3.
قضیه فیثاغورس A² + B²=} C²
علاوه بر این ما از قانون Sohcahtoa استفاده می کنیم
سینو
cos ϕ=مجاور/hypotenuse
برنزه ϕ=مخالف/مجاور
زاویه عامل 1.3 قدرت
زاویه فاکتور قدرت نیز معمولاً به زاویه فاز گفته می شود.
اصطلاح قدرت (PF) به سادگی نسبت بین قدرت واقعی یا "واقعی" (P) و قدرت (های) ظاهری است. در حالی که قدرت واکنشی (Q) جزء واکنشی است.
فاکتور قدرت (pf)=قدرت واقعی KW (P) / قدرت ظاهری KVA (ها)
به عنوان مثال برای قدرت واقعی=80 kW ، و قدرت واکنش=100 kva ما
pf=80/100=0.8
نشان دهنده ضرر 20 ٪ !!! و می تواند در بسیاری از محاصره ها بسیار بدتر باشد3.
2. مهم بودن چهار- عملیات ربع
عملکرد چهار-} عملکرد سیستم ذخیره انرژی از اهمیت مهمی برای عملکرد پایدار و مدیریت کارآمد سیستم برق برخوردار است.
اول از همه ، می تواند کیفیت قدرت شبکه برق را بهبود بخشد. با تنظیم قدرت فعال و واکنشی در ربع های مختلف ، سیستم ذخیره انرژی می تواند نوسانات برق و بی ثباتی ولتاژ ناشی از منابع انرژی تجدید پذیر مانند باد و انرژی خورشیدی را جبران کند. به عنوان مثال ، هنگامی که خروجی نیروی باد به طور ناگهانی کاهش می یابد ، سیستم ذخیره انرژی در ربع اول می تواند به سرعت قدرت فعال را آزاد کند تا پایداری فرکانس و ولتاژ شبکه را حفظ کند4.
ثانیا ، می تواند قابلیت اطمینان سیستم قدرت را افزایش دهد. در صورت وجود گسل های شبکه یا شرایط اضطراری ، سیستم ذخیره انرژی می تواند در ربع های مختلف کار کند تا پشتیبانی اضطراری و جبران توان واکنشی را فراهم کند. به عنوان مثال ، در طی یک گسل مدار کوتاه - ، سیستم ذخیره انرژی همراه با یک جبران کننده همزمان استاتیک (STATCOM) می تواند قدرت فعال و واکنشی را در آنتی پاتی تزریق یا جذب کند تا خط جریان یابد تا نوسانات را مرطوب کند و سیستم قدرت را تثبیت کند.4.
سرانجام ، می تواند راندمان استفاده از دستگاه های ذخیره انرژی را بهبود بخشد. عملکرد چهار-}}}} keadrant به سیستم ذخیره انرژی اجازه می دهد تا در زمان های مختلف و در شرایط مختلف فاکتور قدرت شارژ و تخلیه شود و از ظرفیت باتری و سایر محیط های ذخیره انرژی استفاده کامل کند4.
3. فن آوری های Realization از چهار- عمل ربع
تحقق عملکرد چهار-} عملکرد سیستم ذخیره انرژی به طور عمده به سیستم تبدیل برق (PCS) و استراتژی کنترل بستگی دارد.
برای رایانه های شخصی ، معمولاً یک توپولوژی مبدل سطح چند- ، مانند مبدل Cascaded H - (CHB) را اتخاذ می کند. CHB CONVERTER -} سیستم ذخیره انرژی باتری مبتنی بر (BESS) می تواند با کنترل جریان برق بین باتری و شبکه ، عملکرد چهار- را تحقق بخشد.5بشر As proposed in the paper "Four Quadrants Operation Control of High - voltage Transformerless Large - capacity System Integrating Battery Energy Storage and Reactive Power Compensation", by vector decomposition of the closed - loop generated modulation phase voltage, the grid - side power factor can be maintained and all sub - modules فاکتور قدرت را می توان بدون بیش از مرز چرخه میکرو {6} جبران کرد6.
از نظر استراتژی کنترل ، یک استراتژی کنترل جامع مورد نیاز است. به عنوان مثال ، استراتژی کنترل ارائه شده برای BESS مبتنی بر CHB- مبتنی بر تجزیه کمی از اجزای فعلی باتری با فیلتر LC و به دست آوردن دامنه امکان پذیر از اجتناب از چرخه های میکرو-} action-}}}} 5- وضعیت فاز تساوی شارژ7.
مثال دیگر چهار سیستم تنظیم برق چهار- است که توسط گروه مهندسی برق دانشگاه Tsinghua و سایر واحدها پیشنهاد شده است. این سیستم از ذخیره انرژی و Statcom ترکیب می کند و می تواند توابع جبران قدرت ، تنظیم و پشتیبانی را برای تصادفی ، شکل موج و عدم اطمینان انرژی جدید فراهم کند. این می تواند به اعزام شبکه در 5 میلی ثانیه پاسخ دهد و از تنظیم سریع قدرت فعال از 0 تا 100 ٪ در 150 میلی ثانیه استفاده کند8.
4. موارد استفاده از چهار- عمل ربع
در برخی از نیروگاه های ذخیره سازی SCALE -- Solar -}} ذخیره سازی ، سیستم ذخیره انرژی می تواند با توجه به خروجی باد و انرژی خورشیدی و تقاضای شبکه در ربع های مختلف کار کند. هنگامی که باد و انرژی خورشیدی فراوان است ، سیستم ذخیره انرژی می تواند در ربع سوم برای شارژ و ذخیره انرژی کار کند. هنگامی که باد و انرژی خورشیدی کافی نیست ، می تواند در ربع اول برای تخلیه و تأمین برق به شبکه کار کند.
در شبکه توزیع برق ، از سیستم ذخیره انرژی نیز می توان برای تنظیم ولتاژ و جبران توان واکنشی استفاده کرد. با کار در ربع های دوم و چهارم ، می تواند ولتاژ شبکه توزیع را تنظیم کرده و ضریب توان طرف کاربر را بهبود بخشد9.
عملکرد چهار-} عملکرد سیستم های ذخیره انرژی یک فناوری مهم در سیستم های قدرت مدرن است. این می تواند کیفیت برق را بهبود بخشد ، قابلیت اطمینان سیستم را افزایش داده و راندمان استفاده از دستگاه های ذخیره انرژی را افزایش دهد. با توسعه مداوم فن آوری های انرژی جدید و افزایش تقاضا برای ثبات سیستم قدرت ، عملکرد چهارگانه-} عملکرد سیستم های ذخیره انرژی نقش مهمی در سیستم قدرت آینده خواهد داشت.
[1] GB/T {{1} ، مشخصات فنی برای کابین پیش ساخته - type لیتیوم -} سیستم ذخیره انرژی باتری یون.
[2] کمیته ویژه فناوری ذخیره سازی انرژی ، معرفی الزامات فنی برای کنترل انرژی سیستم های ذخیره انرژی.
[3] فاسترون الکترونیک ، نحوه تصحیح فاکتور قدرت.
[4] douding.com ، یک روش برنامه ریزی ذخیره انرژی چهار- برای تقویت ظرفیت مصرف فتوولتائیک و ایمنی شبکه های توزیع.
[5] IEEE ، چهار- کنترل عملکرد ربع آبشار H -}}} سیستم ذخیره انرژی باتری مبدل.
[6] مجموعه مقالات CSEE ، Four- فناوری کنترل عملکرد ربع برای ولتاژ بالا- مستقیم - آویزان بزرگ-}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} inta intain با ذخیره انرژی باتری و جبران توان واکنشی.
[7] AEPS ، یک استراتژی پیکربندی بهینه شده برای ذخیره انرژی در شبکه های توزیع با توجه به خروجی توان چهار-.
[8] اخبار دانشگاه Tsinghua ، چهار-} سیستم تنظیم قدرت ربع.
[9] douding.com ، تحقیقات در مورد قدرت مستقیم + استراتژی کنترل سیستم BESS.
