ข่าวสารอุตสาหกรรม
การเปลี่ยนผ่านไมโครกริดแบบเชื่อมต่อกริด/เกาะแบบไร้รอยต่อโดยใช้ระบบกักเก็บพลังงาน
ในภูมิทัศน์ที่เปลี่ยนแปลงไปของพลังงานหมุนเวียน ไมโครกริดได้กลายมาเป็นโซลูชันที่ซับซ้อนสำหรับการผสานรวมแหล่งพลังงานกระจายต่างๆ ไมโครกริดสามารถทำงานร่วมกับกริดหลักและทำงานแยกกัน ทำให้มีความน่าเชื่อถือและปลอดภัยมากขึ้น ความสามารถของไมโครกริดในการสลับไปมาระหว่างโหมดที่เชื่อมต่อกับกริดและโหมดแยกกันได้อย่างราบรื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยความช่วยเหลือของระบบกักเก็บพลังงาน ถือเป็นปัจจัยสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของระบบและรับรองแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่เชื่อถือได้สำหรับโหลดที่สำคัญ
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับไมโครกริด
ไมโครกริดเป็นโครงสร้างขั้นสูงที่จัดระเบียบแหล่งพลังงานกระจายหลายแหล่ง ระบบจัดเก็บ และโหลด ไมโครกริดสามารถทำงานโดยอัตโนมัติหรือทำงานคู่ขนานกับกริดหลัก ความยืดหยุ่นนี้ทำให้มีความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของแหล่งจ่ายไฟสูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัดส่วนของแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้น แหล่งพลังงานเหล่านี้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แต่โดยเนื้อแท้แล้วไม่ต่อเนื่องและคาดเดาไม่ได้ ทำให้เกิดความท้าทายต่อเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของกริด
บทบาทของการกักเก็บพลังงาน
การกักเก็บพลังงานเป็นสิ่งสำคัญในไมโครกริด โดยทำหน้าที่หลายประการ:
- การรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าและความถี่:ในโหมดเกาะ การกักเก็บพลังงานจะรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟและความถี่ของระบบ
- การเปลี่ยนผ่านอย่างราบรื่น:ช่วยอำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนผ่านระหว่างโหมดที่เชื่อมต่อกับกริดและโหมดแยกเกาะอย่างราบรื่น พร้อมลดการหยุดชะงักให้น้อยที่สุด
- การจัดการพลังงาน:การกักเก็บพลังงานช่วยลดความแปรปรวนของแหล่งพลังงานหมุนเวียนได้โดยการปรับกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานและกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยาอย่างรวดเร็ว
กลยุทธ์การควบคุมสามวงจร
ประสิทธิภาพของการเก็บพลังงานในไมโครกริดขึ้นอยู่กับกลยุทธ์การควบคุมที่แข็งแกร่ง กลยุทธ์การควบคุมสามวงจรประกอบด้วย:
- วงจรการไหลของพลังงาน:จัดการการแลกเปลี่ยนพลังงานโดยรวมระหว่างไมโครกริดและกริดหลักหรือโหลดในพื้นที่
- วงจรแรงดันตัวเก็บประจุตัวกรอง:ช่วยให้ระดับแรงดันไฟฟ้ามีเสถียรภาพทั่วทั้งระบบ
- วงจรเหนี่ยวนำตัวกรอง:ควบคุมกระแสไฟเพื่อรักษาเสถียรภาพและประสิทธิภาพของระบบ
กลยุทธ์นี้ช่วยให้ระบบกักเก็บพลังงานสามารถสลับระหว่างการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในโหมดแยกและการจัดการการไหลของพลังงานในโหมดเชื่อมต่อกับกริดได้อย่างรวดเร็ว
สถาปัตยกรรมระบบ
โครงสร้างไมโครกริดทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ (PV) กังหันลมแบบอะซิงโครนัส (AWT) และระบบกักเก็บพลังงาน (รูปที่ 1) ส่วนประกอบเหล่านี้เชื่อมต่อกันผ่านสวิตช์โซลิดสเตต (SST) ที่เชื่อมต่อไมโครกริดกับเครือข่ายการจ่ายไฟ
รูปที่ 1:โครงสร้างของไมโครกริดที่ใช้การผลิตไฟฟ้าแบบไม่ต่อเนื่องและการเก็บพลังงาน
หน่วยจัดเก็บพลังงานประกอบด้วยชุดแบตเตอรี่และตัวแปลงแหล่งแรงดันไฟฟ้า (VSC) ซึ่งจัดการการไหลของพลังงานและรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้า (รูปที่ 2)
รูปที่ 2:วงจรไฟฟ้าสำรอง VSC.
โหมดการทำงาน
ไมโครกริดทำงานในโหมดต่างๆ:
- โหมดเกาะ:ไมโครกริดทำงานโดยอิสระ โดยมีการกักเก็บพลังงานเพื่อรักษาแรงดันและความถี่โดยใช้วิธีการควบคุม V/f
- โหมดเชื่อมต่อกับกริด:ไมโครกริดจะซิงโครไนซ์กับกริดหลักโดยใช้การควบคุม P/Q เพื่อจัดการการไหลของพลังงานที่ใช้งานและตอบสนอง
- การเปลี่ยนผ่านอย่างราบรื่น:การสลับระหว่างโหมดเกาะและโหมดเชื่อมต่อกับกริดทำได้สะดวกด้วยการปรับควบคุมอย่างรวดเร็วของระบบกักเก็บพลังงาน
ผลการจำลองและการทดลอง
เพื่อตรวจสอบกลยุทธ์การควบคุมที่เสนอ จึงได้ทำการจำลองและทดลอง โดยใช้แบบจำลองไมโครกริดที่รวมระบบกักเก็บพลังงาน PV และ AWT เพื่อทดสอบสถานการณ์การทำงานต่างๆ
กรณีที่ 1: ปฏิบัติการเกาะ
ในโหมดเกาะ ระบบกักเก็บพลังงานสามารถรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟและความถี่ได้สำเร็จระหว่างการเปลี่ยนแปลงโหลดและการผลิตต่างๆ (รูปที่ 5)
รูปที่ 5:โหมดการทำงานแบบเกาะไมโครกริด
กรณีที่ 2: การเปลี่ยนผ่านสู่โหมดเชื่อมต่อกับกริด
ในช่วงการเปลี่ยนผ่านจากโหมดเกาะเป็นโหมดเชื่อมต่อกับกริด ระบบกักเก็บพลังงานจะซิงโครไนซ์กับกริดหลักอย่างรวดเร็ว ช่วยให้เปลี่ยนสลับได้อย่างราบรื่นโดยมีการเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าและความถี่น้อยที่สุด (รูปที่ 6 และ 7)
รูปที่ 6:การเปลี่ยนผ่านจากไมโครกริดไปสู่โหมดเชื่อมต่อกับกริด
รูปที่ 7:ผลผลิตไฟฟ้าจากการกักเก็บพลังงานในโหมดเชื่อมต่อกับกริด
กรณีที่ 3: การเปลี่ยนผ่านสู่โหมดเกาะ
เมื่อเปลี่ยนกลับเป็นโหมดเกาะ ระบบกักเก็บพลังงานจะปรับกลยุทธ์การควบคุมโดยรักษาแรงดันไฟฟ้าและความถี่ให้เสถียรตลอดทั้งกระบวนการ (รูปที่ 8)
รูปที่ 8:การเปลี่ยนผ่านไมโครกริดไปเป็นโหมดเกาะ
การตรวจสอบเชิงทดลอง
มีการใช้แพลตฟอร์มทดลองที่จำลองการตั้งค่าไมโครกริดเพื่อยืนยันกลยุทธ์การควบคุมเพิ่มเติม ผลลัพธ์สะท้อนถึงผลลัพธ์ของการจำลอง แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของระบบกักเก็บพลังงานในการจัดการการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นและรักษาเสถียรภาพของระบบ
บทสรุป
ระบบกักเก็บพลังงานมีบทบาทสำคัญในการทำงานที่เชื่อถือได้ของไมโครกริด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการรับรองการเปลี่ยนผ่านที่ราบรื่นระหว่างโหมดที่เชื่อมต่อกับกริดและโหมดแยกส่วน กลยุทธ์การควบคุมสามวงจรช่วยจัดการการไหลของพลังงาน แรงดันไฟฟ้า และความถี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งสนับสนุนความเสถียรและความน่าเชื่อถือของไมโครกริด ผลการวิจัยเหล่านี้ให้ข้อมูลอ้างอิงอันมีค่าสำหรับการพัฒนาและการใช้ประโยชน์จากระบบผลิตไฟฟ้าแบบกระจายพลังงานหมุนเวียนอย่างมีประสิทธิภาพ
คำถามที่พบบ่อย
1. ไมโครกริดคืออะไร?ไมโครกริดคือระบบพลังงานในท้องถิ่นที่สามารถทำงานโดยอิสระหรือร่วมกับกริดหลักโดยบูรณาการทรัพยากรพลังงานแบบกระจายและระบบกักเก็บต่างๆ
2. เหตุใดการเปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่นจึงมีความสำคัญในไมโครกริด?การเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นทำให้มั่นใจได้ว่าจะมีการหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟน้อยที่สุดเมื่อไมโครกริดสลับระหว่างโหมดที่เชื่อมต่อกับกริดและโหมดเกาะ ซึ่งจะช่วยรักษาเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือ
3. การกักเก็บพลังงานช่วยในการดำเนินงานไมโครกริดได้อย่างไรการกักเก็บพลังงานช่วยรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าและความถี่ จัดการการไหลของพลังงาน และอำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนผ่านระหว่างโหมดการทำงานอย่างราบรื่น ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือโดยรวมของไมโครกริด
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไมโครกริดและระบบกักเก็บพลังงาน โปรดไปที่โอเค-อีพีเอส-
เอกสารอ้างอิงที่อ้างถึง：
[1] X. Tang, W. Deng และ Z. Qi, "การวิจัยเกี่ยวกับการเปลี่ยนผ่านไมโครกริดแบบเชื่อมต่อ/แยกส่วนอย่างราบรื่นโดยใช้ระบบกักเก็บพลังงาน"การทำธุรกรรมของสมาคมอิเล็กโทรเทคนิคแห่งประเทศจีน, เล่มที่ 26, ฉบับที่ 1, หน้า 1-10, 2554.