ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण और ग्रिड अनुवर्ती ऊर्जा भंडारण का विश्लेषण

हाल ही में, ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण पर लगातार रिपोर्टें आई हैं। तो, ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण और ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण के बीच क्या अंतर है?

कुल मिलाकर, थर्मल पावर, हाइड्रोपावर और परमाणु ऊर्जा जैसे स्थिर सिंक्रोनस पावर स्रोतों ने एक स्थिर एसी सिंक्रोनस पावर ग्रिड का निर्माण किया है। पारंपरिक कोयले से चलने वाले और गैस से चलने वाले सिंक्रोनस जनरेटर पावर ग्रिड के लिए जड़ता समर्थन और वोल्टेज और आवृत्ति विनियमन प्रदान कर सकते हैं, और उन्हें बिजली प्रणाली सुरक्षा के लिए "गिट्टी पत्थर" माना जाता है। नई ऊर्जा शक्ति और पावर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की बढ़ती प्रवेश दर के साथ, बिजली प्रणाली कम जड़ता और कम नमी वाले कमजोर पावर ग्रिड की ओर बढ़ रही है, जिससे बिजली प्रणाली के सुरक्षित और स्थिर संचालन के लिए गंभीर चुनौतियां पैदा हो रही हैं।

नई बिजली प्रणाली "डबल हाई" और "दो आधुनिकीकरण" की विशेषताएं प्रस्तुत करती है

1. प्रस्तावना

इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में, ऊर्जा भंडारण इनवर्टर बैटरी के बाद दूसरा एक महत्वपूर्ण घटक है। ऊर्जा भंडारण कनवर्टर (पीसीएस) में एक रेक्टिफायर और एक इन्वर्टर शामिल होता है, जो आउटपुट विद्युत ऊर्जा की गुणवत्ता और विशेषताओं को निर्धारित करता है। ग्रिड कनेक्टेड मोड में, कम लोड अवधि के दौरान, ऊर्जा भंडारण कनवर्टर बैटरी पैक को चार्ज करने के लिए ग्रिड में एसी पावर को डीसी पावर में सुधारता है; पीक लोड अवधि के दौरान, ऊर्जा भंडारण इन्वर्टर बैटरी पैक में प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करता है और इसे पावर ग्रिड में वापस भेजता है। इसलिए, नई ऊर्जा के बड़े पैमाने पर ग्रिड कनेक्शन के संदर्भ में, इनवर्टर की नियंत्रण तकनीक ग्रिड प्रकार के ऊर्जा भंडारण के निर्माण की कुंजी है।

इनवर्टर के लिए दो मुख्य नियंत्रण प्रौद्योगिकियां हैं, अर्थात् ग्रिड फॉलोइंग नियंत्रण प्रौद्योगिकी और ग्रिड फॉर्मिंग नियंत्रण प्रौद्योगिकी। वर्तमान में, ग्रिड से जुड़े ऊर्जा भंडारण इनवर्टर आमतौर पर ग्रिड फॉलोइंग नियंत्रण तकनीक का उपयोग करते हैं।

चूँकि पवन और सौर ऊर्जा पर आधारित नई ऊर्जा उत्पादन इकाइयाँ इनवर्टर के माध्यम से ग्रिड से जुड़ी हुई हैं, नई ऊर्जा पर आधारित एक कुशल और स्थिर नई बिजली प्रणाली बनाने के लिए, इन ग्रिड से जुड़े बंदरगाहों पर इनवर्टर की नियंत्रण विशेषताओं पर व्यापक ध्यान दिया गया है। और अनुसंधान. दो महत्वपूर्ण तकनीकी मार्गों के रूप में, ग्रिड फॉलोइंग और ग्रिड बिल्डिंग का पावर ग्रिड की स्थिरता और नई ऊर्जा की खपत क्षमता में सुधार के लिए महत्वपूर्ण अनुप्रयोग मूल्य है।

2. ऊर्जा भंडारण के बाद ग्रिड

ग्रिड से जुड़ी ऊर्जा भंडारण प्रणाली अनिवार्य रूप से एक वर्तमान स्रोत है जो स्वयं वोल्टेज और आवृत्ति समर्थन प्रदान नहीं कर सकती है, और उसे ग्रिड वोल्टेज और आवृत्ति पर निर्भर रहना होगा। ग्रिड फॉलोइंग मोड में, ऊर्जा भंडारण इन्वर्टर ग्रिड की चरण जानकारी को सटीक रूप से कैप्चर करता है और ग्रिड के साथ सिंक्रनाइज़ेशन प्राप्त करने के लिए चरण-लॉक लूप (पीएलएल) के माध्यम से ग्रिड कनेक्शन बिंदु (पीसीसी) के चरण को मापता है। हालाँकि, यह नियंत्रण मोड ऊर्जा भंडारण प्रणाली के लिए अपने आप वोल्टेज और आवृत्ति समर्थन प्रदान करना असंभव बना देता है, और इसे ठीक से काम करने के लिए पावर ग्रिड द्वारा प्रदान किए गए स्थिर वोल्टेज और आवृत्ति पर निर्भर रहना पड़ता है। आइलैंडिंग और ऑफ ग्रिड मोड में, ग्रिड फॉलोइंग ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ सामान्य रूप से काम करने में सक्षम नहीं होंगी। इसलिए, ग्रिड से जुड़ी ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ बेहतर ग्रिड स्थिरता वाले क्षेत्रों के लिए अधिक उपयुक्त हैं।

ग्रिड फॉलोइंग (जीएफएल) नियंत्रण विधि में, कमजोर पावर ग्रिड और कम भौतिक जड़ता के मामले में, पावर ग्रिड में गड़बड़ी होने पर प्रतिक्रिया की गति और क्षमता अपेक्षाकृत कमजोर होती है, और यह ग्रिड बनाने की तरह सक्रिय रूप से वोल्टेज और आवृत्ति समर्थन प्रदान नहीं कर सकता है। तकनीकी। ग्रिड निम्नलिखित नियंत्रण विधि में स्थिरता के मुद्दों का सामना करना पड़ेगा, और इस मामले में, ग्रिड बनाने (जीएफएम) नियंत्रण विधि को अपनाने के लिए इन्वर्टर अधिक उपयुक्त है।

ग्रिड से जुड़े इनवर्टर से सबसे बड़ा अंतर यह है कि उनमें आवृत्ति को समायोजित करने और वोल्टेज को नियंत्रित करने की क्षमता होती है, जिससे वे सिंक्रोनस जनरेटर की तरह जड़ता समर्थन प्रदान कर सकते हैं। सिस्टम के लिए आभासी जड़ता और डंपिंग प्रदान करने के लिए पवन ऊर्जा और फोटोवोल्टिक दोनों को रेट्रोफिट किया जा सकता है और ग्रिड प्रकार के इनवर्टर से सुसज्जित किया जा सकता है, लेकिन नवीकरणीय ऊर्जा की उतार-चढ़ाव वाली विशेषताएं इसे सिस्टम के लिए निरंतर और स्थिर समर्थन प्रदान करने में असमर्थ बनाती हैं। ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण में ऊर्जा भंडारण और तेज बिजली प्रतिक्रिया के फायदे हैं, जो न केवल पावर ग्रिड के लिए ऊर्जा संतुलन सेवाएं प्रदान कर सकते हैं, बल्कि बड़ी रेंज और लंबी अवधि के साथ स्थिर समर्थन भी प्रदान कर सकते हैं।

इसलिए, नई ऊर्जा पक्ष पर ऊर्जा भंडारण प्रणाली में नई नियंत्रण रणनीतियों को जोड़ना, इसे सिंक्रोनस जेनरेटर या समान सिंक्रोनस जेनरेटर की आवृत्ति विनियमन और वोल्टेज नियंत्रण क्षमताओं को सक्षम करना, ग्रिड प्रकार ऊर्जा भंडारण प्रणाली बनाना, एक व्यवहार्य समाधान बन गया है वर्तमान नई ऊर्जा पावर ग्रिड कनेक्शन रणनीति।

3. ग्रिड बनाने वाली ऊर्जा भंडारण

ग्रिड प्रकार की ऊर्जा भंडारण प्रणाली अनिवार्य रूप से एक वोल्टेज स्रोत है जो स्वायत्त रूप से वोल्टेज पैरामीटर, आउटपुट स्थिर वोल्टेज और आवृत्ति सेट कर सकती है, इन्वर्टर की वोल्टेज और आवृत्ति समर्थन क्षमताओं को बढ़ा सकती है, और बिजली प्रणाली की स्थिरता में सुधार कर सकती है। आवृत्ति और जड़ता समर्थन के संदर्भ में, ग्रिड प्रकार की ऊर्जा भंडारण प्रणाली डीसी साइड ऊर्जा भंडारण की रिहाई को नियंत्रित करती है, जो सिंक्रोनस मशीन जड़ता यांत्रिक ऊर्जा या डंपिंग ऊर्जा के बराबर है, जिससे जड़ता प्रतिक्रिया और दोलन दमन प्रदान किया जाता है।

ग्रिड प्रकार की ऊर्जा भंडारण प्रणाली में एक ग्रिड प्रकार इन्वर्टर, एक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर और बिजली लाइनें शामिल होती हैं। सिस्टम क्षमता में परिवर्तन सीधे ग्रिड प्रकार के इनवर्टर, स्टेप-अप ट्रांसफार्मर और बिजली लाइनों के समतुल्य प्रतिबाधा को प्रभावित करेगा। इसलिए, ग्रिड प्रकार के ऊर्जा भंडारण को केवल एक आदर्श वोल्टेज स्रोत नहीं माना जा सकता है। वोल्टेज समर्थन के संदर्भ में, ग्रिड प्रकार की ऊर्जा भंडारण प्रणाली ऊर्जा भंडारण इन्वर्टर को पावर सिंक्रोनाइज़ेशन नियंत्रण तंत्र के माध्यम से बाहरी वोल्टेज स्रोत विशेषता में आकार देती है। यह बाहरी एसी प्रणाली पर निर्भर हुए बिना स्वतंत्र रूप से एसी साइड वोल्टेज के आयाम और चरण का निर्माण कर सकता है, जो बिजली प्रणाली के लिए मजबूत वोल्टेज समर्थन प्रदान करता है। इसलिए, ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ नवीकरणीय ऊर्जा पहुंच के उच्च अनुपात वाले क्षेत्रों के लिए अधिक उपयुक्त हैं।

ग्रिड बनाने वाली ऊर्जा भंडारण तकनीक सिस्टम की ताकत में सुधार कर सकती है, शॉर्ट-सर्किट अनुपात बढ़ा सकती है, और लोचदार बिजली प्रणाली प्राप्त कर सकती है, जिससे उच्च स्तर की नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन और विश्वसनीय ऊर्जा परिवहन सक्षम हो सकती है। ग्रिड बनाने वाली ऊर्जा भंडारण प्रणाली अंतर क्षेत्रीय या स्थानीय ग्रिड उतार-चढ़ाव को कम करते हुए ग्रिड के वोल्टेज तरंग रूप और उच्च शक्ति गुणवत्ता को स्थिर करती है।

ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण तकनीक एक वोल्टेज स्रोत बनाने के लिए सुपर वितरित पीसीएस के उपयोग के माध्यम से अधिभार क्षमता में सुधार करती है जो पावर ग्रिड के स्थिर संचालन का समर्थन करती है। यह तीव्र आवृत्ति और वोल्टेज विनियमन, जड़ता और शॉर्ट-सर्किट क्षमता समर्थन बढ़ाने, ब्रॉडबैंड दोलनों को दबाने और बिजली प्रणाली की स्थिरता को बढ़ाने में भूमिका निभा सकता है।

पारंपरिक ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण से अलग, ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण सक्रिय रूप से पावर ग्रिड की स्थिति की पहचान कर सकता है और ग्रिड के उतार-चढ़ाव को अधिक सूक्ष्मता से और सक्रिय रूप से दबा सकता है।

4. नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन प्रदर्शन और नियंत्रण विधियाँ

वर्तमान में, व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ऊर्जा भंडारण उपकरण अभी भी ग्रिड से जुड़ी तकनीक है, और ग्रिड संरचित ऊर्जा भंडारण एक उभरती हुई तकनीक है। ग्रिड से जुड़े ऊर्जा भंडारण के साथ इसकी विशेषताओं की तुलना तालिका में दिखाई गई है:

ग्रिड से जुड़े ऊर्जा भंडारण का अनुप्रयोग मुख्य रूप से अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग (एमपीपीटी) तकनीक के माध्यम से ग्रिड में सक्रिय बिजली डालने पर केंद्रित है। इसलिए, प्रतिक्रियाशील शक्ति स्रोत बहुत छोटे होते हैं और अक्सर शून्य के करीब होते हैं। समग्र चक्र दक्षता के दृष्टिकोण से, ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण अधिक आकर्षक है। ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण का एक मुख्य लाभ पावर ग्रिड के वोल्टेज और आवृत्ति को विनियमित करना है। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण में सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति के संदर्भ मूल्य लगातार बदल रहे हैं।

नियंत्रण परिप्रेक्ष्य से, ग्रिड से जुड़े ऊर्जा भंडारण के व्यवहार को समानांतर उच्च प्रतिबाधा वाले नियंत्रित वर्तमान स्रोत के रूप में अनुमानित किया जा सकता है। ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण की तुलना में, ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण को कम श्रृंखला प्रतिबाधा वाले वोल्टेज स्रोत के रूप में अनुमानित किया जा सकता है। ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण और ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण नियंत्रण के बीच एक और बड़ा अंतर यह है कि ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण ग्रिड कनेक्शन के बिना अपना स्वयं का संदर्भ वोल्टेज और आवृत्ति स्थापित कर सकता है, और इसमें सिंक्रोनस जेनरेटर के समान परिचालन विशेषताएं होती हैं। इसलिए, ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण सैद्धांतिक रूप से पूरी तरह से (100%) बिजली इलेक्ट्रॉनिक उपकरण प्रणालियों में काम कर सकता है और कमजोर ग्रिड और पृथक द्वीपों के लिए उपयुक्त है, जबकि ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण मजबूत ग्रिड समर्थन वाले अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए अधिक उपयुक्त है। हालाँकि, स्विचगियर की वर्तमान सीमा के कारण, ग्रिड प्रकार के ऊर्जा भंडारण के लिए पावर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की क्षमता आमतौर पर फॉल्ट करंट प्रवाह की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए बड़ी होती है, जिससे उनकी निर्माण लागत महंगी हो जाती है।

ग्रिड प्रकार के ऊर्जा भंडारण के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली नियंत्रण विधियों को तालिका 2 में दिखाया गया है, जो मुख्य रूप से ड्रूप आधारित नियंत्रण, सिंक्रोनस मशीन आधारित नियंत्रण और अन्य नियंत्रण विधियों में विभाजित हैं।

आभासी जड़ता क्षमता प्रदान करना ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण नियंत्रण विधियों का एक महत्वपूर्ण पहलू है। ड्रूप आधारित नियंत्रण विधियों में आभासी जड़ता प्रदान करने की क्षमता नहीं होती है, क्योंकि वे आम तौर पर उच्च बैंडविड्थ नियंत्रक होते हैं। दूसरी ओर, अधिकांश तुल्यकालिक मशीन आधारित नियंत्रण विधियाँ आभासी जड़ता प्रदान कर सकती हैं।

सुचारू ग्रिड सिंक्रनाइज़ेशन के लिए, आयाम, आवृत्ति और चरण के संदर्भ में पीसीसी और ग्रिड के बीच वोल्टेज अंतर को कम किया जाना चाहिए। इस कारण से, ड्रूप और सिंक्रोनस मशीनों पर आधारित नियंत्रण विधियों को आमतौर पर पावर ग्रिड के साथ सिंक्रोनाइज़ेशन बनाए रखने के लिए सिंक्रोनस यूनिट की आवश्यकता होती है, जिसे पावर कंट्रोलर द्वारा बनाए रखा जाता है, इसलिए ऑपरेशन के दौरान सिंक्रोनस यूनिट की कोई आवश्यकता नहीं होती है।

ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण के लिए प्रदर्शन परियोजनाएं घरेलू और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर शुरू की गई हैं, और संबंधित अनुसंधान और बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों को बढ़ावा दिया गया है। हालाँकि, एक उभरती हुई तकनीक के रूप में, ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण अभी भी उद्योग के अन्वेषण चरण में है, और पावर ग्रिड की मांग अभी तक स्पष्ट नहीं है। प्रासंगिक नियम और मानक अभी तक स्थापित नहीं किए गए हैं। हाल के वर्षों में, ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण के निर्माण का समर्थन करने के लिए चीन में प्रासंगिक नीतियां सक्रिय रूप से पेश की गई हैं। ऐसा माना जाता है कि तकनीकी प्रगति के साथ, ग्रिड आधारित ऊर्जा भंडारण का अनुप्रयोग तेजी से परिपक्व हो जाएगा।

5. नेटवर्क प्रकार पीसीएस बनाम फॉलो नेटवर्क प्रकार पीसीएस

पावर कन्वर्जन सिस्टम (पीसीएस) और ग्रिड फॉलोइंग पीसीएस दो अलग-अलग प्रकार के पावर इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स हैं जिनके माइक्रोग्रिड और वितरित ऊर्जा प्रणालियों में अलग-अलग अनुप्रयोग और विशेषताएं हैं।

1. बुनियादी अवधारणाएँ

ग्रिड प्रकार पीसीएस, जिसे वर्चुअल सिंक्रोनस जेनरेटर (वीएसजी) के रूप में भी जाना जाता है, बाहरी ग्रिड के बिना ग्रिड वोल्टेज और आवृत्ति को स्वायत्त रूप से स्थापित और बनाए रख सकता है, जो पृथक द्वीपों में संचालित माइक्रोग्रिड के लिए उपयुक्त है।

ग्रिड से जुड़ा पीसीएस: यह बाहरी पावर ग्रिड के अस्तित्व पर निर्भर करता है और बाहरी पावर ग्रिड के वोल्टेज और आवृत्ति को सिंक्रनाइज़ करके संचालित होता है। यह उन माइक्रोग्रिड्स के लिए उपयुक्त है जो ग्रिड से जुड़े हुए हैं।

2. कार्य सिद्धांत

नेटवर्क प्रकार पीसीएस:

नियंत्रण रणनीति:सिंक्रोनस जनरेटर के व्यवहार को अनुकरण करने के लिए आभासी जड़ता और भिगोना नियंत्रण को अपनाना, पावर ग्रिड के वोल्टेज और आवृत्ति को स्वतंत्र रूप से स्थापित करने और बनाए रखने में सक्षम।

स्थिरता:इसमें अच्छी गतिशील प्रतिक्रिया और स्थिरता है, और यह आइलैंडिंग मोड में पावर ग्रिड के स्थिर संचालन को बनाए रख सकता है।

लागू परिदृश्य:दूरदराज के क्षेत्रों, द्वीपों, सैन्य अड्डों और अन्य स्थितियों के लिए उपयुक्त जहां स्वतंत्र बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

नेटवर्क प्रकार पीसीएस:

नियंत्रण रणनीति:वोल्टेज स्रोत इन्वर्टर (वीएसआई) नियंत्रण को अपनाना, चरण-लॉक लूप (पीएलएल) के माध्यम से बाहरी पावर ग्रिड के वोल्टेज और आवृत्ति को सिंक्रनाइज़ करना।

स्थिरता:यह बाहरी पावर ग्रिड की स्थिरता पर निर्भर करता है और इसमें पावर ग्रिड को स्वतंत्र रूप से स्थापित करने और बनाए रखने की क्षमता नहीं है।

लागू परिदृश्य:माइक्रोग्रिड के लिए उपयुक्त जो ग्रिड से जुड़े हैं, जैसे वाणिज्यिक भवन, औद्योगिक पार्क इत्यादि।

3. पैरामीटर तुलना

उदाहरण

उदाहरण 1: नेटवर्कयुक्त पीसीएस

अनुप्रयोग परिदृश्य:एक सुदूर द्वीप पर माइक्रोग्रिड

उपकरण पैरामीटर:
मॉडल: एबीबी पीसीएस100 वीएसजी
रेटेड पावर: 500 किलोवाट
रेटेड वोल्टेज: 400 वी
रेटेड आवृत्ति: 50 हर्ट्ज
नियंत्रण रणनीति: वर्चुअल सिंक्रोनस जेनरेटर (वीएसजी)
गतिशील प्रतिक्रिया समय: 20 एमएस से कम या उसके बराबर
स्थिर अवस्था वोल्टेज विचलन: ± 1%
स्थिर अवस्था आवृत्ति विचलन: ± 0.1 हर्ट्ज
स्वतंत्र संचालन समय: 24 घंटे से अधिक या उसके बराबर

लाभ:

स्वतंत्र संचालन क्षमता:बाहरी पावर ग्रिड विफलताओं की स्थिति में द्वीप माइक्रोग्रिड्स के स्थिर संचालन को स्वतंत्र रूप से बनाए रखने में सक्षम।

तेज़ गतिशील प्रतिक्रिया:लोड परिवर्तनों पर त्वरित प्रतिक्रिया देने और पावर ग्रिड की स्थिरता बनाए रखने में सक्षम।

उच्च विश्वसनीयता:दूरदराज के क्षेत्रों में दीर्घकालिक स्थिर बिजली आपूर्ति के लिए उपयुक्त।

उदाहरण 2: नेटवर्क प्रकार पीसीएस

अनुप्रयोग परिदृश्य:एक व्यावसायिक भवन का माइक्रोग्रिड

उपकरण पैरामीटर:
मॉडल: एसएमए सनी ट्राइपॉवर CORE1
रेटेड पावर: 25 किलोवाट
रेटेड वोल्टेज: 230 वी
रेटेड आवृत्ति: 50 हर्ट्ज
नियंत्रण रणनीति: वोल्टेज स्रोत इन्वर्टर (वीएसआई)
गतिशील प्रतिक्रिया समय: 10 एमएस से कम या उसके बराबर
स्थिर अवस्था वोल्टेज विचलन: ± 1%
स्थिर अवस्था आवृत्ति विचलन: ± 0.1 हर्ट्ज
ग्रिड से जुड़े संचालन का समय: निरंतर संचालन

लाभ:

ग्रिड से जुड़ी संचालन क्षमता:यह बाहरी पावर ग्रिड में निर्बाध रूप से एकीकृत हो सकता है और द्विदिश ऊर्जा प्रवाह प्राप्त कर सकता है।

उच्च दक्षता:ग्रिड कनेक्टेड मोड में, इसकी रूपांतरण दक्षता उच्च है।

एकीकृत करना आसान:वाणिज्यिक भवनों और औद्योगिक पार्कों में वितरित ऊर्जा प्रणालियों के लिए उपयुक्त।

व्यापक तुलना और सारांश

ग्रिड प्रकार पीसीएस:उन माइक्रोग्रिड्स के लिए उपयुक्त जिन्हें स्वतंत्र संचालन की आवश्यकता होती है, स्वतंत्र रूप से पावर ग्रिड स्थापित करने और बनाए रखने की क्षमता के साथ, दूरदराज के क्षेत्रों और विशेष अवसरों के लिए उपयुक्त।

ग्रिड से जुड़े पीसीएस:बाहरी पावर ग्रिड की स्थिरता पर निर्भर, समानांतर में काम करने वाले माइक्रोग्रिड के लिए उपयुक्त, और वाणिज्यिक भवनों और औद्योगिक पार्कों जैसे पारंपरिक अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त।

बिजली रूपांतरण प्रणालियों (पीसीएस) और ग्रिड फॉलोइंग पीसीएस के बीच नियंत्रण रणनीतियों में महत्वपूर्ण अंतर हैं। नियंत्रण रणनीति यह निर्धारित करती है कि पीसीएस पावर ग्रिड के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है और यह स्थिर सिस्टम संचालन को कैसे बनाए रखता है।

1. नेटवर्कयुक्त पीसीएस के लिए नियंत्रण रणनीति

1.1 वर्चुअल सिंक्रोनस जेनरेटर (वीएसजी) नियंत्रण

सिद्धांत:नेटवर्क पीसीएस सिंक्रोनस जनरेटर के व्यवहार का अनुकरण करता है और आभासी जड़ता और भिगोना नियंत्रण का परिचय देता है, जो इसे बाहरी ग्रिड के बिना ग्रिड वोल्टेज और आवृत्ति को स्वायत्त रूप से स्थापित करने और बनाए रखने में सक्षम बनाता है।

नियंत्रण उद्देश्य:निर्धारित सीमा के भीतर पावर ग्रिड के वोल्टेज और आवृत्ति को बनाए रखना और सिस्टम के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करना।

नियंत्रण चर:

आभासी जड़ता:एक तुल्यकालिक जनरेटर की जड़ता विशेषताओं का अनुकरण करके, सिस्टम सुचारू रूप से संक्रमण कर सकता है और लोड परिवर्तन के दौरान आवृत्ति में उतार-चढ़ाव को कम कर सकता है।

आभासी अवमंदन:सिस्टम दोलनों को दबाने और गतिशील स्थिरता में सुधार करने के लिए भिगोना गुणांक पेश करके।

ड्रूप नियंत्रण:आवृत्ति शक्ति और वोल्टेज प्रतिक्रियाशील ड्रॉप विशेषताओं का उपयोग करके, शक्ति को स्वायत्त रूप से वितरित किया जा सकता है और आवृत्ति को स्थिर रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।

1.2 नियंत्रण एल्गोरिदम

आवृत्ति नियंत्रण:फ़्रीक्वेंसी पावर ड्रॉप विशेषता का उपयोग करके, फ़्रीक्वेंसी को स्वायत्त रूप से समायोजित किया जा सकता है। सूत्र है:

वोल्टेज नियंत्रण:वोल्टेज रिएक्टिव ड्रूप विशेषता का उपयोग करके, वोल्टेज को स्वायत्त रूप से समायोजित किया जा सकता है। सूत्र है:

2. नेटवर्कयुक्त पीसीएस के लिए नियंत्रण रणनीति

2.1 वोल्टेज स्रोत इन्वर्टर (वीएसआई) नियंत्रण

सिद्धांत:ग्रिड प्रकार पीसीएस एक चरण-लॉक लूप (पीएलएल) के माध्यम से बाहरी पावर ग्रिड के वोल्टेज और आवृत्ति को सिंक्रनाइज़ करता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि पीसीएस का आउटपुट वोल्टेज और आवृत्ति बाहरी पावर ग्रिड के अनुरूप है।

नियंत्रण उद्देश्य:बिजली के सुचारू इंजेक्शन या अवशोषण को प्राप्त करने के लिए बाहरी पावर ग्रिड के वोल्टेज और आवृत्ति को ट्रैक करें।

नियंत्रण चर:

फेज़ लॉक्ड लूप (पीएलएल):बाहरी पावर ग्रिड के वोल्टेज और आवृत्ति का पता लगाने और सिंक्रनाइज़ करने के लिए उपयोग किया जाता है।

वोल्टेज नियंत्रण:आनुपातिक इंटीग्रल (पीआई) नियंत्रक का उपयोग करके, पीसीएस आउटपुट वोल्टेज को बाहरी ग्रिड वोल्टेज के अनुरूप समायोजित किया जाता है।

वर्तमान नियंत्रण:आनुपातिक इंटीग्रल (पीआई) नियंत्रक का उपयोग करके, पीसीएस आउटपुट करंट को सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति का सटीक नियंत्रण प्राप्त करने के लिए समायोजित किया जाता है।

2.2 नियंत्रण एल्गोरिदम
 

फ़्रीक्वेंसी ट्रैकिंग:पीएलएल के माध्यम से बाहरी पावर ग्रिड की आवृत्ति का पता लगाएं और बाहरी पावर ग्रिड के साथ सिंक्रनाइज़ करने के लिए पीसीएस की आउटपुट आवृत्ति को समायोजित करें। सूत्र है:

वोल्टेज ट्रैकिंग:पीआई नियंत्रक का उपयोग करके, पीसीएस आउटपुट वोल्टेज को बाहरी ग्रिड वोल्टेज के अनुरूप समायोजित करें। सूत्र है:

वर्तमान नियंत्रण:पीआई नियंत्रक का उपयोग करके, सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति का सटीक नियंत्रण प्राप्त करने के लिए पीसीएस आउटपुट करंट को समायोजित किया जाता है। सूत्र है:

व्यापक तुलना

उदाहरण

उदाहरण 1: नेटवर्कयुक्त पीसीएस

अनुप्रयोग परिदृश्य:एक सुदूर द्वीप पर माइक्रोग्रिड

नियंत्रण रणनीति:

आभासी जड़ता:आवृत्ति में उतार-चढ़ाव को कम करने के लिए सिंक्रोनस जनरेटर की जड़ता विशेषताओं का अनुकरण करें।

ड्रूप नियंत्रण:आवृत्ति शक्ति और वोल्टेज प्रतिक्रियाशील ड्रॉप विशेषताओं का उपयोग करके, शक्ति को स्वायत्त रूप से वितरित किया जा सकता है और आवृत्ति को स्थिर रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।

पैरामीटर:
रेटेड पावर: 500 किलोवाट
रेटेड वोल्टेज: 400 वी
रेटेड आवृत्ति: 50 हर्ट्ज
गतिशील प्रतिक्रिया समय: 20 एमएस से कम या उसके बराबर
स्थिर अवस्था वोल्टेज विचलन: ± 1%
स्थिर अवस्था आवृत्ति विचलन: ± 0.1 हर्ट्ज

उदाहरण 2: नेटवर्क प्रकार पीसीएस

अनुप्रयोग परिदृश्य:एक व्यावसायिक भवन का माइक्रोग्रिड

नियंत्रण रणनीति:

पीएलएल तुल्यकालन:पीएलएल के माध्यम से बाहरी पावर ग्रिड के वोल्टेज और आवृत्ति का पता लगाना और सिंक्रनाइज़ करना।

पीआई नियंत्रक:पीआई नियंत्रक के माध्यम से पीसीएस आउटपुट वोल्टेज और करंट को समायोजित करके, सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति का सटीक नियंत्रण प्राप्त किया जाता है।

पैरामीटर:
रेटेड पावर: 25 किलोवाट
रेटेड वोल्टेज: 230 वी
रेटेड आवृत्ति: 50 हर्ट्ज
गतिशील प्रतिक्रिया समय: 10 एमएस से कम या उसके बराबर
स्थिर अवस्था वोल्टेज विचलन: ± 1%
स्थिर अवस्था आवृत्ति विचलन: ± 0.1 हर्ट्ज