W dzisiejszej epoce integracji nowych źródeł energii, takich jak fotowoltaiki i energia wiatru, natychmiastowe krople napięcia siatki (takie jak uderzenia pioruna i zwarcia) mogą powodować pasywne odłączenie falowników, wykluczające reakcje łańcuchowe, a nawet przerwy na dużą skalę. Technologia jazdy niskiego napięcia przez (LVRT), ponieważ podstawowa zdolność falowników podłączonych do siatki umożliwia urządzeniu utrzymanie pracy połączonej siatką podczas spadków napięcia i szybkie reagowanie po przywróceniu siatki, stając się niewidoczną linią obronną w celu utrzymania skoordynowanej stabilności nowej energii i sieci. Jego dojrzałość technologiczna bezpośrednio wpływa na bezpieczeństwo wysokiego proporcji sieci energii odnawialnej.
1 Podstawowa logika LVRT: od „ochrony pasywnej” do „aktywnego wsparcia”
„Ochrona nieobecności” tradycyjnych falowników ma śmiertelne wady. Gdy napięcie siatki mocy spadnie poniżej 80% wartości znamionowej, staromodny falownik uruchomi ochronę nadprądową, odcinając połączenie z siatką mocy w ciągu 0,1 sekundy, powodując natychmiastowe zniknięcie mocy nowej energii. W 2019 r. Farma wiatrowa w Europie doświadczyła spadku napięcia z powodu uderzeń błyskawicy, powodując, że 300 falowników bez LVRT łączy odłączanie się od siatki, co powoduje wahania częstotliwości w regionalnej siatce energetycznej przekraczającej 0,5 Hz i prawie wyzwalając uruchamianie zapasowych źródeł zasilania.
Technologia LVRT nowej generacji osiąga podwójne funkcje „Ride Fault Ride Through” i „Wsparcie napięcia”. Po wykryciu spadku napięcia (takiego jak spadanie do 20% wartości znamionowej), falownik reaguje poprzez aktywację obwodu łomu w celu zużycia nadmiaru energii po stronie DC i unikanie IGBT (tranzystor dwubiegunowy bipolarnej bramki); Jednocześnie dostosuj prąd wyjściowy i wstrzykuj prąd reaktywny (o amplitudzie do 1,5 -krotności prądu znamionowego) do siatki, aby szybko odzyskać napięcie siatki. Rzeczywisty test elektrowni fotowoltaicznej w Chinach pokazuje, że falownik wyposażony w LVRT może utrzymać operację połączoną z siatką przez 150 ms, gdy napięcie spada do 0% (trzyfazowe zwarcie) i przywróci normalne wyjście w ciągu 0,5 sekundy po usunięciu błędu.
2 Ewolucja technologiczna: od „zgodności” do „optymalizacji wydajności”
Ulepszenie sprzętu obsługuje ekstremalne warunki pracy. Moduł mocy falownika przyjmuje odporne na wysokie napięcie IGBT (blokowanie napięcia 1700 V), co zwiększa margines przepięcia o 40% w porównaniu z tradycyjnymi urządzeniami 1200 V; Strona DC jest wyposażona w urządzenie do magazynowania energii superkapacitor, które może pochłaniać fluktuacje energii w odległości 200 ms i zapobiegać wyjściu napięcia magistrali prądu stałego. Pewna marka falownika o 100 kW z powodzeniem przetrwała ekstremalny stan pracy napięcia z spadku ze 100% do 0%, a następnie odzyskiwania podczas testowania LVRT. Temperatura modułu pozostała stabilna w ciągu 85 stopni bez żadnych uszkodzeń.
Algorytmy oprogramowania poprawiają szybkość odpowiedzi. Algorytm LVRT oparty na modelu kontroli predykcyjnej (MPC) zwiększa częstotliwość próbkowania do 10 kHz, co jest 5 razy szybsze niż tradycyjna kontrola PI. Może zidentyfikować krople napięcia i dostosować prąd wyjściowy w ciągu 5 ms. Technologia „wykrywania impedancji siatki” opracowana przez niemieckiego producenta falownika może określić przyczynę spadków napięcia (uskoków lub zmian obciążenia) i odpowiednio dostosować strategie wtrysku mocy reaktywnej: wtryskiwanie większej mocy reaktywnej podczas usterki (opóźnianie się w współczynniku mocy 0,9) i wstrzykiwać mniej reaktywną mocą podczas zmian w obciążeniu (prowadząc przy współczynniku mocy 0,9), zmniejszając czas odzyskiwania siły rozdzielczej o 30%.
3 standardy i scenariusze: technologiczna gra globalnej adaptacji
Różnicowanie standardów LVRT w różnych krajach testuje kompatybilność produktu. Chińskie GB/T 19964 wymaga fotowoltaicznych falowników, aby pozostać podłączone do siatki przez 2 sekundy, gdy napięcie spada do 20%; UE EN 50530 stanowi, że gdy napięcie spadnie do 0%, musi być obsługiwane przez 150 ms; USL UL 1741 SA podkreśla szybkość odzyskiwania mocy aktywnej przy niskim napięciu (przywrócona do 90% w ciągu 2 sekund po prześwicie uskoku). Aby spełnić rynek globalny, pewne przedsiębiorstwo opracowało „programowalną krzywą LVRT”, która pozwala użytkownikom skonfigurować 20 różnych standardowych funkcji przejścia za pośrednictwem oprogramowania. Produkt osiągnął bez bariery zastosowania w ponad 100 krajach na całym świecie.
Adaptacyjna weryfikacja złożonych scenariuszy siatki mocy. W słabych siatkach mocy (takich jak zdalne sieci dystrybucji), spadkom napięcia mogą towarzyszyć zniekształcenie harmoniczne, a falowniki muszą mieć możliwości przeciw harmoniczne (całkowita szybkość zniekształceń harmonicznych THD<5%); In a multi inverter cluster scenario, it is necessary to avoid current oscillations during the LVRT process. A wind farm used "cluster coordinated control" to control the current deviation of 50 inverters within 5%, avoiding secondary faults. These practices demonstrate that LVRT technology has evolved from simply meeting standards to a system level solution that adapts to complex power grid environments.
Ponieważ odsetek nowej energii przekracza 40%, technologia LVRT przejdzie z „konfiguracji opcjonalnej” na „obowiązkowe wymaganie”. Zdolność LVRT falowników nowej generacji zostanie rozszerzona na „przejażdżkę wysokim napięciem (HVRT)” i „Razem częstotliwości”, aby osiągnąć pełną reakcję scenariusza na anomalie siatki. To przejście technologiczne od „pasywnej adaptacji” do „Aktywnego wsparcia” sprawia, że falowniki połączone siatką nie tylko urządzenia do konwersji energii, ale także „inteligentne organy regulacyjne” w celu utrzymania stabilności sieci, zapewniając podstawowe wsparcie dla budowania nowych systemów elektroenergetycznych.