पावर सिस्टम में, ऊर्जा भंडारण उपकरणों के एकीकरण का ग्रिड के पावर फैक्टर पर प्रभाव पड़ सकता है, विशेष रूप से कुछ ऑपरेटिंग परिदृश्यों में, जिससे बिजली कारक में कमी हो सकती है और बिजली के खपत उद्यमों के लिए जुर्माना हो सकता है। यह ऊर्जा भंडारण के आर्थिक लाभों और उद्यमों की बिजली की खपत के लिए हानिकारक है। तो ऊर्जा भंडारण एकीकरण पावर ग्रिड के पावर फैक्टर को कम क्यों करता है, और इसे कैसे संभाला जाना चाहिए?
1 ऊर्जा भंडारण एकीकरण के कारण होने वाले कम बिजली कारक का मुख्य कारण
पावर फैक्टर एक पावर सिस्टम में कुल शक्ति के लिए सक्रिय शक्ति के अनुपात को मापने के लिए एक महत्वपूर्ण संकेतक है। पावर फैक्टर=p\/s, जहां P सक्रिय शक्ति है और S स्पष्ट शक्ति है। ऊर्जा भंडारण प्रणाली के जुड़े होने के बाद बिजली कारक कम हो जाता है, मुख्य रूप से निम्नलिखित कारकों से संबंधित है:
1। ऊर्जा भंडारण इनवर्टर की प्रतिक्रियाशील शक्ति विशेषताएं (पीसी)
ऊर्जा भंडारण प्रणाली आमतौर पर ऊर्जा भंडारण इनवर्टर के माध्यम से ग्रिड से जुड़ी होती है। पीसीएस अनिवार्य रूप से एक पावर इलेक्ट्रॉनिक कनवर्टर है, जो ऑपरेशन के दौरान निम्नलिखित मुद्दों को उत्पन्न कर सकता है:
स्विचिंग उपकरणों की गैर आदर्श विशेषताएं:IGBT और अन्य स्विचिंग उपकरणों में कम्यूटेशन प्रक्रिया के दौरान क्षणिक प्रतिक्रियाशील शक्ति की मांग होती है, जो पीसी को ग्रिड में प्रतिक्रियाशील शक्ति को इंजेक्ट या अवशोषित करने का कारण बन सकता है।
नियंत्रण रणनीति का प्रभाव:यदि पीसी प्रतिक्रियाशील शक्ति के बंद-लूप विनियमन के बिना "निरंतर सक्रिय शक्ति नियंत्रण" को अपनाता है, तो इसका पावर फैक्टर 1 से विचलित हो सकता है। उदाहरण के लिए, जब सिस्टम को सक्रिय बिजली के उतार-चढ़ाव के लिए जल्दी से प्रतिक्रिया करने की आवश्यकता होती है, तो पीसी वर्तमान लूप बैंडविड्थ सीमाओं के कारण अस्थायी रूप से पिछड़ने वाली प्रतिक्रियाशील शक्ति को अवशोषित कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप तात्कालिक बिजली कारक में कमी आती है।
हार्मोनिक प्रदूषण:पीसीएस का पीडब्लूएम मॉड्यूलेशन हार्मोनिक धाराओं (जैसे 5 वें और 7 वें हार्मोनिक्स) उत्पन्न करता है, जो सिस्टम की स्पष्ट शक्ति को बढ़ाते हैं और अप्रत्यक्ष रूप से बिजली कारक को कम करते हैं।
2। ऊर्जा भंडारण प्रणाली का ऑपरेशन मोड स्विचिंग
जब ऊर्जा भंडारण प्रणाली चार्जिंग और डिस्चार्जिंग मोड के बीच स्विच करती है, तो प्रतिक्रियाशील शक्ति में उतार -चढ़ाव हो सकता है:
चार्जिंग मोड:ऊर्जा भंडारण प्रणाली एक "आगमनात्मक लोड" के बराबर है, जो पिछड़ने वाली प्रतिक्रियाशील शक्ति (विशेष रूप से बैटरी चार्जिंग के शुरुआती चरणों में, जहां वर्तमान बड़ा है और चरण अंतराल है) को अवशोषित कर सकता है।
डिस्चार्ज मोड:यदि पीसीएस नियंत्रण अनुचित है, तो यह उन्नत प्रतिक्रियाशील शक्ति का उत्पादन कर सकता है (जैसे कि जब बैटरी डिस्चार्ज होती है, तो इन्वर्टर डीसी वोल्टेज में उतार -चढ़ाव के कारण कैपेसिटिव कार्य क्षेत्र में प्रवेश कर सकता है)।
क्षणिक प्रक्रिया:मोड स्विचिंग के दौरान, पीसी का चरण-बंद लूप (पीएलएल) पावर ग्रिड में वोल्टेज में उतार-चढ़ाव के कारण लॉक खो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रतिक्रियाशील वर्तमान और पावर फैक्टर के अल्पकालिक कम होने का नियंत्रण होता है।
3। ग्रिड प्रतिबाधा और सिस्टम प्रतिध्वनि
जब ऊर्जा भंडारण प्रणाली वितरण नेटवर्क से जुड़ी होती है, यदि ग्रिड में आगमनात्मक प्रतिबाधा होता है (जैसे कि लंबी लाइनें, ट्रांसफार्मर रिसाव प्रतिक्रिया), तो यह ऊर्जा भंडारण प्रणाली के फ़िल्टरिंग संधारित्र के साथ एक एलसी गुंजयमान सर्किट बना सकता है:
अनुनाद एक विशिष्ट आवृत्ति की हार्मोनिक धाराओं को बढ़ाता है, जिससे प्रतिक्रियाशील शक्ति में वृद्धि और शक्ति कारक की गिरावट होती है। जब ऊर्जा भंडारण प्रणाली का आउटपुट फ़िल्टर संधारित्र एक निश्चित हार्मोनिक आवृत्ति पर ग्रिड इंडक्शन के साथ प्रतिध्वनित होता है,
4। कई ऊर्जा भंडारण इकाइयों का सहक्रियात्मक प्रभाव
बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण बिजली संयंत्रों में, ग्रिड के समानांतर से जुड़े कई ऊर्जा भंडारण इकाइयाँ (जैसे बैटरी क्लस्टर) निम्नलिखित कारणों के कारण बिजली कारक के मुद्दों को बढ़ा सकती हैं:
पैरामीटर असंगतता:प्रत्येक पीसी के नियंत्रण मापदंडों (जैसे कि पीआई नियामक पैरामीटर और मृत समय) में मामूली अंतर होता है, जिसके परिणामस्वरूप समानांतर कनेक्शन और कुछ इकाइयों के अधिभार के दौरान प्रतिक्रियाशील वर्तमान का असमान वितरण होता है।
वर्तमान समस्या का प्रसार:समानांतर पीसी वोल्टेज चरण या आयाम अंतर के कारण परिसंचारी वर्तमान उत्पन्न कर सकते हैं, जिसमें बड़ी मात्रा में प्रतिक्रियाशील बिजली घटकों को शामिल किया जाता है और सिस्टम के समग्र बिजली कारक को और कम करता है।
2 बिजली कारक बिगड़ने का प्रभाव
1। पावर ग्रिड घाटे में वृद्धि:प्रतिक्रियाशील शक्ति से ट्रांसमिशन लाइनों और ट्रांसफार्मर में तांबे के नुकसान में वृद्धि हो सकती है, जिससे सिस्टम दक्षता कम हो सकती है।
2। वोल्टेज स्थिरता में कमी:लैग रिएक्टिव पावर पावर ग्रिड में वोल्टेज ड्रॉप का कारण बन सकता है, विशेष रूप से वितरण नेटवर्क के अंत में, जो अन्य लोड के सामान्य संचालन को प्रभावित कर सकता है।
3। बिजली के दंड का जोखिम:अधिकांश पावर ग्रिड कंपनियों में उपयोगकर्ता साइड पावर फैक्टर के लिए मूल्यांकन आवश्यकताएं होती हैं (जैसे कि 0। 9) के नीचे पावर फैक्टर के लिए जुर्माना। 9)। यदि ऊर्जा कारक ऊर्जा भंडारण के जुड़े होने के बाद मानक को पूरा नहीं करता है, तो यह परिचालन लागत में वृद्धि कर सकता है।
4। छोटा उपकरण जीवनकाल:हार्मोनिक्स और प्रतिक्रियाशील धाराएं ट्रांसफॉर्मर और केबल जैसे उपकरणों के ताप में वृद्धि का कारण बन सकती हैं, इन्सुलेशन उम्र बढ़ने में तेजी ला सकती हैं।
पावर फैक्टर ऑप्टिमाइज़ेशन के लिए 3 समाधान
ऊर्जा भंडारण पहुंच के कारण होने वाले पावर फैक्टर मुद्दे को संबोधित करने के लिए, "उपकरण सुधार+नियंत्रण अनुकूलन+सिस्टम सहयोग" की एक व्यापक रणनीति को अपनाया जा सकता है:
1। स्टेटिक VAR जनरेटर (SVG)
एसवीजी वोल्टेज स्रोत इन्वर्टर के माध्यम से वास्तविक समय में आवश्यक प्रतिक्रियाशील वर्तमान (लैगिंग या अग्रणी) उत्पन्न करता है, जल्दी से ऊर्जा भंडारण प्रणाली की प्रतिक्रियाशील बिजली की मांग के लिए क्षतिपूर्ति करता है (प्रतिक्रिया समय एमएस स्तर तक पहुंच सकता है)। डायनेमिक एडजस्टमेंट रेंज विस्तृत है (-1 से +1 पावर फैक्टर), जो एक साथ हार्मोनिक्स को दबा सकता है और उच्च-शक्ति में उतार-चढ़ाव परिदृश्यों (जैसे कि नई ऊर्जा वितरण और भंडारण प्रणालियों) के लिए उपयुक्त है।
कॉन्फ़िगरेशन विधि ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशन के ग्रिड कनेक्शन बिंदु पर केंद्रीकृत एसवीजी को स्थापित करने के लिए है, या ऑन-साइट प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजा प्राप्त करने के लिए प्रत्येक पीसीएस मॉड्यूल में वितरित छोटी क्षमता एसवीजी को एकीकृत करता है।
2। ऊर्जा भंडारण कनवर्टर का नियंत्रण अनुकूलन (पीसी)
पीसी की नियंत्रण रणनीति में एक प्रतिक्रियाशील शक्ति बाहरी लूप जोड़ें, और ग्रिड वोल्टेज और वर्तमान का पता लगाकर वास्तविक समय में आवश्यक प्रतिक्रियाशील शक्ति संदर्भ मूल्य की गणना करें, ताकि पीसी सक्रिय रूप से आउटपुट या प्रतिक्रियाशील शक्ति को अवशोषित कर सकें और 1 के पावर फैक्टर को बनाए रख सकें।
3। हार्डवेयर डिजाइन और पैरामीटर मिलान
फ़िल्टरिंग मापदंडों का अनुकूलन करें:डिजाइन पीसी फ़िल्टर पैरामीटर (जैसे इंडक्शन और कैपेसिटेंस मान) पावर ग्रिड की प्रतिबाधा विशेषताओं के आधार पर, अनुनाद आवृत्तियों से परहेज करते हैं;
उच्च शक्ति कारक उपकरण चुनें:स्विचिंग लॉस और रिएक्टिव पावर आवश्यकताओं को कम करने के लिए वाइड बैंडगैप अर्धचालक उपकरणों जैसे सिलिकॉन कार्बाइड (एसआईसी) और गैलियम नाइट्राइड (जीएएन) का उपयोग करें;
वितरित ऊर्जा भंडारण के लिए वितरित मुआवजा:वितरित ऊर्जा भंडारण (जैसे कि उपयोगकर्ता साइड फोटोवोल्टिक स्टोरेज सिस्टम) के लिए, पावर ग्रिड में प्रतिक्रियाशील शक्ति के संचरण को कम करने के लिए प्रत्येक ऊर्जा भंडारण इकाई में छोटे प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजा उपकरणों (जैसे कि थायरिस्टोर स्विचिंग कैपेसिटर टीएससी) को साइट पर स्थापित किया जा सकता है।
4 कार्यान्वयन सुझाव
1। बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण बिजली संयंत्र
"इन्वर्टर रिएक्टिव पावर कंट्रोल+एसवीजी डायनेमिक कम्पेंसेशन+एक्टिव फिल्टर हार्मोनिक कंट्रोल" की एक संयोजन योजना को अपनाना।
2। उपयोगकर्ता साइड एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (औद्योगिक और वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण)
इन्वर्टर कंट्रोल स्ट्रैटेजी (जैसे कि एक फिक्स्ड पावर फैक्टर वैल्यू सेट करना) को अनुकूलित करने के लिए प्राथमिकता दी जानी चाहिए, स्टेटिक रिएक्टिव पावर मुआवजे के लिए छोटे कैपेसिटर बैंकों के साथ संयोजन में।
3। माइक्रोग्रिड परिदृश्य
ड्रोप नियंत्रण और अनुकूली प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजे को अपनाना, स्थानीय लोड विशेषताओं के साथ संयुक्त रूप से प्रतिक्रियाशील बिजली उत्पादन को समायोजित करने के लिए, 0 से ऊपर स्थिर बिजली कारक सुनिश्चित करने के लिए। 9 ऑफ ग्रिड ऑपरेशन के दौरान।
5। उपसंहार
पावर ग्रिड में ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के एकीकरण से पावर फैक्टर में कमी आती है, जो अनिवार्य रूप से प्रतिक्रियाशील बिजली विशेषताओं, हार्मोनिक प्रदूषण और सिस्टम पैरामीटर पावर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के मिलान मुद्दों के संयुक्त प्रभावों का परिणाम है। डायनेमिक रिएक्टिव पावर कम्पेंसेशन डिवाइस (जैसे एसवीजी) का उपयोग करके, पीसीएस कंट्रोल स्ट्रेटेजी का अनुकूलन करना, और पावर ग्रिड शेड्यूलिंग का समन्वय करना, पावर फैक्टर को प्रभावी ढंग से बेहतर बनाया जा सकता है।