Sistemi za shranjevanje energije igrajo ključno vlogo v sodobnih elektroenergetskih sistemih, zlasti z naraščajočim prodiranjem virov obnovljivih virov energije. Štiri - kvadrantno delovanje shranjevanja energije je pomemben koncept, ki opisuje značilnosti pretoka moči med sistemom za shranjevanje energije in električnim omrežjem.
V skladu s GB/T 44026 - 2024 "Tehnična specifikacija za montažno kabino - Vnesite litij - ionski sistem za shranjevanje energije akumulatorja", mora biti izhodna moč sistema za shranjevanje energije nastavljena v štiri kvadrante1.
1.Bazičen koncept shranjevanja energije Štiri kvadrante
1.11111111111
Obstajajo 4 četverice, ki jih je treba upoštevati.
V prvem kvadrantu sta tako aktivna moč (P) kot reaktivna moč (q) sistema za shranjevanje energije večja od 0. Sistem za shranjevanje energije je v stanju odvajanja, sprošča aktivno moč v omrežje in hkrati zagotavljata kompenzacijo reaktivne energije. To je običajno, kadar omrežje potrebuje dodatno aktivno in reaktivno podporo moči med vrhom - Obdobje obremenitve2.
V drugem kvadrantu je aktivna moč sistema za shranjevanje energije manjša od 0, reaktivna moč pa je večja od 0. Omrežje napaja aktivno moč sistemu za shranjevanje energije, medtem ko sistem za shranjevanje energije zagotavlja reaktivno kompenzacijo energije v omrežju. Takšna situacija se lahko zgodi, če ima omrežje vodilni faktor moči in potrebuje induktivno kompenzacijo reaktivne energije, sistem za shranjevanje energije2.
V tretjem kvadrantu sta aktivna moč in reaktivna moč sistema za shranjevanje energije manjša od 0. Omrežje dobavlja tako aktivno kot reaktivno moč v sistem za shranjevanje energije, sistem za shranjevanje energije pa je v stanju polnjenja in absorbira reaktivno moč od zunaj. To je normalno stanje polnjenja sistema za shranjevanje energije, ko ima omrežje zadostno moč in je treba polniti sistem za shranjevanje energije2.
V četrtem kvadrantu je aktivna moč sistema za shranjevanje energije večja od 0, reaktivna moč pa je manjša od 0. Sistem za shranjevanje energije napaja aktivno moč v omrežje in absorbira reaktivno moč od zunaj. To se lahko uporabi za uravnavanje napetosti omrežja med določenimi delovnimi pogoji, na primer, kadar je napetost omrežja previsoka in potrebuje kapacitivno kompenzacijo reaktivne energije, lahko sistem za shranjevanje energije izpušča aktivno moč, medtem ko absorbira reaktivno moč2.
1.2 Kalkulirajoči faktor moči
Z uporabo Pythagorasovega teorema lahko izračunamo 3. parameter iz katerega koli 2 od teh parametrov, kot sledi3.
Pythagorasova teoremska stanja a² + b²=c²
Poleg tega uporabljamo pravilo Sohcahtoa
Sinus ϕ=nasproti/hipotenuse
Cos ϕ=sosednji/hipotenuse
Tan ϕ=nasproti/sosednja
1.3 FACTOR FACTOR
Kot faktorja moči se običajno nanaša tudi na fazni kot.
Izraz faktor moči (PF) je preprosto razmerje med resnično ali "resnično" močjo (P) in navidezno močjo. Medtem ko je reaktivna moč (q) reaktivna komponenta.
Faktor moči (PF)=Real Power KW (P) / navidezna moč KVA (S)
Na primer za resnično moč=80 kw in reaktivno moč=100 kva imamo
Pf=80/100=0.8
Predstavlja izgubo 20%!!! in lahko v mnogih omade veliko slabše3.
2.Signifikacija štirih - Quadrant Operacija
Štiri - kvadrantno delovanje sistema za shranjevanje energije ima pomemben pomen za stabilno delovanje in učinkovito upravljanje elektroenergetskega sistema.
Najprej lahko izboljša kakovost energije električnega omrežja. S prilagajanjem aktivne in reaktivne moči v različnih kvadrantih lahko sistem za shranjevanje energije kompenzira nihanja moči in nestabilnost napetosti, ki jo povzročajo obnovljivi viri energije, kot sta veter in sončna energija. Na primer, ko se izhodna moč vetra nenadoma zmanjša, lahko sistem za shranjevanje energije v prvem kvadrantu hitro sprosti aktivno moč, da ohrani stabilnost frekvence omrežja in napetosti4.
Drugič, lahko izboljša zanesljivost elektroenergetskega sistema. V primeru napak ali nujnih primerov omrežja lahko sistem za shranjevanje energije deluje v različnih kvadrantih, da zagotovi podporo za v sili in kompenzacijo reaktivne energije. Na primer, med kratkim napačnim omrežjem - lahko sistem za shranjevanje energije v kombinaciji s statičnim sinhronim kompenzatorjem (StatCom) lahko vbrizga ali absorbira aktivno in reaktivno moč v antipatiji z linijo, da se nihajo in stabilizirajo napajalni sistem4.
Končno lahko izboljša učinkovitost uporabe naprav za shranjevanje energije. Štiri - kvadrant omogoča sistem za shranjevanje energije polnjenje in praznjenje v različnih obdobjih in pod različnimi pogoji moči, pri čemer v celoti uporabi zmogljivost baterije in drugih medijev za shranjevanje energije4.
3.Ralizacijske tehnologije štirih - Quadrant Operacije
Realizacija štirih - kvadrantov sistema za shranjevanje energije je v glavnem odvisna od sistema za pretvorbo energije (PCS) in strategije nadzora.
Za osebne računalnike običajno sprejme več - topologije pretvornika nivoja, kot je pretvornik kaskade H - (CHB). CHB pretvornik - sistem za shranjevanje energije na osnovi baterije (BESS) lahko uresniči štiri - kvadrant z nadzorom pretoka napajanja med baterijo in mrežo5. Kot je predlagano v prispevku "Štiri kvadrante, ki upravljajo z visokim - brez napetostnih transformacijskih velikih - sistem, ki vključuje shranjevanje energije baterije in kompenzacijo reaktivne energije", lahko z vektorskim razgradnjim zaprte -, ki nastane faza modulacije za zanko, omrežje {{4} stranske moči, omrežje {{4} stranske moči faktorje. Faktor moči modulov je mogoče nadomestiti brez preseganja meje ciklov mikro -6.
Glede na strategijo nadzora je potrebna celovita strategija nadzora. Na primer, kontrolna strategija, predlagana za CHB - BESS, vključuje kvantitativno razgradnjo komponent baterije z LC filter, pri čemer pridobi izvedljivo območje izogibanja mikro - cikli - stanja faznega izenačevanja naboja7.
Drug primer so štirje sistem - kvadrant moči, ki ga predlaga oddelek Tsinghua University Electrical Engineering in druge enote. Ta sistem združuje shranjevanje energije in STATCOM ter lahko zagotovi kompenzacijo, regulacijo in podporo funkcije za naključnost, valovno obliko in negotovost nove energije. Na odpremo Grid se lahko odzove v 5 milisekundah in uresniči hitro prilagajanje aktivne moči z 0 do 100% v 150 milisekundah8.
4. APPlication primeri štirih - Quadrant Operacije
V nekaterih velikih - lestvici vetra - sončni - shranjevalni elektrarni lahko sistem za shranjevanje energije deluje v različnih kvadrantih glede na proizvodnjo vetra in sončne energije ter povpraševanje mreže. Kadar sta veter in sončna energija v izobilju, lahko sistem za shranjevanje energije deluje v tretjem kvadrantu za polnjenje in shranjevanje energije; Kadar sta veter in sončna energija nezadostna, lahko v prvem kvadrantu delujeta, da izpraznijo in napajajo napajanje v omrežje.
V omrežju za distribucijo električne energije se lahko sistem za shranjevanje energije uporablja tudi za regulacijo napetosti in kompenzacijo reaktivne energije. Z delovanjem v drugem in četrtem kvadrantu lahko prilagodi napetost distribucijskega omrežja in izboljša faktor moči uporabniške strani9.
Štiri - Quadrant Delovanje sistemov za shranjevanje energije je pomembna tehnologija v sodobnih elektroenergetskih sistemih. Lahko izboljša kakovost energije, poveča zanesljivost sistema in poveča učinkovitost uporabe naprav za shranjevanje energije. Z nenehnim razvojem novih energetskih tehnologij in vse večje povpraševanje po stabilnosti električnega sistema bodo štiri - kvadrantno delovanje sistemov za shranjevanje energije igrale vse pomembnejšo vlogo v prihodnjem elektroenergetskem sistemu.
[1] GB/T 44026 - 2024, tehnična specifikacija za montažno kabino - Vnesite litij - ionski sistem za shranjevanje energije baterije.
[2] Posebni odbor za tehnologijo za shranjevanje energije, uvod v tehnične zahteve za nadzor energije sistemov za shranjevanje energije.
[3] Fastron Electronics, kako deluje popravek faktorja moči.
[4] Douding.com, metoda štirih - kvadrant za shranjevanje energije za izboljšanje fotovoltaične zmogljivosti porabe in varnosti distribucijskih omrežij.
[5] IEEE, štiri - Quadrant Operation Control CASCADE H - pretvornik mostov Pretvornik Energetski sistem energije.
[6] Zbornik CSee, štiri - kvadrantsko krmiljenje tehnologije za visoko - Voltage Direct - visi velike - sisteme zmogljivosti z baterijo in reaktivno kompenzacijo energije.
[7] AEPS, optimizirana konfiguracijska strategija za shranjevanje energije v distribucijskih omrežjih, ki upoštevajo štiri - kvadrantne izhodne moči.
[8] Novice na univerzi Tsinghua, štiri - sistem regulacije moči kvadranta.
[9] Douding.com, Raziskave o neposredni moči + strategija nadzora sistema BESS.
