Systémy pro skladování energie hrají klíčovou roli v moderních energetických systémech, zejména se zvyšujícím se penetrací obnovitelných zdrojů energie. Čtyři - Kvadrantní provoz skladování energie je důležitý koncept, který popisuje charakteristiky toku energie mezi systémem ukládání energie a energetickou mřížkou.
Podle GB/T 44026 - 2024 "Technická specifikace pro prefabrikovanou kabinu - typu lithium -} iontovou bateriovou energii Systém", by měl být výstupní výkon systému skladování energie nastavitelný ve čtyřech kvadrantách1.
1. Bázický koncept skladování energie Čtyři kvadranty
1,1118.SORTS
Existují 4 úlohy, které je třeba zvážit.
V prvním kvadrantu jsou jak aktivní výkon (P), tak reaktivní výkon (Q) systému skladování energie větší než 0. Systém skladování energie je ve stavu vypouštění, uvolňuje aktivní energii do mřížky a zároveň poskytuje kompenzaci reaktivního výkonu. To je obvykle případ, kdy mřížka potřebuje další aktivní energii a reaktivní podporu napájení během období vrcholu -2.
Ve druhém kvadrantu je aktivní energie systému skladování energie menší než 0 a reaktivní energie je větší než 0. Mřížka dodává aktivní energii do systému skladování energie, zatímco systém ukládání energie poskytuje kompenzaci energetiky do mřížky. K této situaci může dojít, když má mřížka vedoucího účinkujícího faktoru a potřebuje induktivní kompenzaci reaktivního výkonu a systém skladování energie může absorbovat aktivní energii při nabíjení a zároveň poskytnout reaktivní sílu2.
Ve třetím kvadrantu je jak aktivní napájení, tak reaktivní síla systému skladování energie menší než 0. Mřížka dodává jak aktivní napájení, tak reaktivní energii do systému skladování energie a systém ukládání energie je ve stavu nabíjení a absorbuje reaktivní výkon zvenčí. Toto je normální stav nabíjení systému pro skladování energie, když má mřížka dostatečná energie a je třeba nabít systém skladování energie2.
Ve čtvrtém kvadrantu je aktivní síla systému skladování energie větší než 0 a reaktivní energie je menší než 0. Systém skladování energie dodává aktivní energii do mřížky a absorbuje reaktivní výkon zvenčí. To lze použít k regulaci napětí mřížky za určitých provozních podmínek, například když je napětí mřížky příliš vysoké a potřebuje kapacitní kompenzaci reaktivního výkonu, může systém skladování energie vypouštět aktivní výkon při absorpci reaktivního výkonu2.
1.2Calkulace účiníku
Pomocí věty Pythagoras můžeme vypočítat 3. parametr z libovolného 2 z těchto parametrů takto3.
Pythagorasova věta uvádí A² + B²=C²
Kromě toho používáme pravidlo Sohcahtoa
Sine ϕ=naproti/hypotenus
Cos ϕ=sousední/hypotenus
Tan ϕ=naproti/sousední
1,3 -výkonově faktorový úhel
Úhel činidla je také běžně označován na fázovém úhlu.
Termín účinek (PF) je jednoduše poměr mezi reálným nebo „pravdivým“ výkonem (p) a zjevným výkonem. Zatímco reaktivní síla (Q) je reaktivní složka.
Účinný faktor (pf)=Skutečná síla KW (P) / Zjevná síla KVA (S)
Například pro skutečnou sílu=80 kw a reaktivní síla=100 kva máme
Pf=80/100=0.8
Představuje ztrátu 20%!!! a může být v mnoha obalech mnohem horší3.
2.Significance of Four - Operace kvadrantu
Čtyři - Kvadrantní provoz systému skladování energie má důležitý význam pro stabilní provoz a efektivní správu energetického systému.
Nejprve to může zlepšit kvalitu energie napájecí sítě. Úpravou aktivního a reaktivního energie v různých kvadrantách může systém skladování energie kompenzovat výkyvy výkonu a nestabilitu napětí způsobené obnovitelnými zdroji energie, jako je vítr a sluneční energie. Například, když se výkon větru náhle snižuje, může systém skladování energie v prvním kvadrantu rychle uvolnit aktivní energii, aby si udržel stabilitu frekvence a napětí mřížky4.
Za druhé, může zvýšit spolehlivost napájecího systému. V případě poruch nebo mimořádných událostí mřížky může systém skladování energie pracovat v různých kvadrantách, aby poskytoval podporu nouzové energie a kompenzaci reaktivní energie. Například během krátké sítě napájecí mřížku - obvod může systém skladování energie kombinovaný se statickým synchronním kompenzátorem (STATCOM) vstřikovat nebo absorbovat aktivní a reaktivní sílu v antipatii s liniovými toky pro utlumení oscilací a stabilizovat energetický systém.4.
Nakonec může zlepšit účinnost využití zařízení pro skladování energie. Čtyři - Operace kvadrantu umožňují, aby se systém skladování energie nabíjel a vypouštěl v různých časech a za různých podmínek účiníku, což plně využívá kapacitu baterie a jiných médií pro ukládání energie4.
3.Realizační technologie čtyř - Operace kvadrantu
Realizace čtyř - Kvadrantního provozu systému skladování energie závisí hlavně na systému převodu napájení (PCS) a strategii řízení.
Pro PCS obvykle přijímá topologii úrovně převodníku na úrovni více -, jako je kaskádová H - Bridge (CHB). CHB Converter - Systém pro skladování energie baterie (Bess) může realizovat čtyři - operace kvadrantu ovládáním toku napájení mezi baterií a mřížkou5. As proposed in the paper "Four Quadrants Operation Control of High - voltage Transformerless Large - capacity System Integrating Battery Energy Storage and Reactive Power Compensation", by vector decomposition of the closed - loop generated modulation phase voltage, the grid - side power factor can be maintained and all sub - modules Účinný faktor lze kompenzovat bez překročení hranice cyklů mikro -6.
Z hlediska kontrolní strategie je nutná komplexní strategie kontroly. Například kontrolní strategie navržená pro CHB - BESS zahrnuje kvantitativní rozklad komponent proudu baterie s LC filtrem, získání proveditelného rozsahu vyhýbání se micro - cykly pod čtyřmi-}}}}}}}}}}}}-}}}}}}}}}}- a v innersu a v innersu a v inners - fázový stav vyrovnání7.
Dalším příkladem jsou čtyři - kvadrantové regulační systém, který navrhl Tsinghua University Electrical Engineering Department a další jednotky. Tento systém kombinuje ukládání energie a STATCOM a může poskytovat kompenzaci energie, regulaci a podpůrné funkce pro náhodnost, průběh a nejistotu nové energie. Může reagovat na odeslání mřížky za 5 milisekund a realizovat rychlé přizpůsobení aktivního výkonu od 0 do 100% do 150 milisekund8.
4.Application případy čtyř - Kvadrant operace
V některých velkých - měřítko vítr - Solar - úložné elektrárny mohou systém skladování energie pracovat v různých kvadrantech podle výstupu větru a sluneční energie a poptávky mřížky. Pokud jsou v větru a sluneční energii hojné, může systém skladování energie pracovat ve třetím kvadrantu, aby nabíjel a ukládal energii; Pokud je vítr a sluneční energie nedostatečná, může v prvním kvadrantu fungovat, aby vypouštěla a dodávala energii do mřížky.
V síti distribuce energie lze systém skladování energie použít také pro regulaci napětí a kompenzaci reaktivního výkonu. Provozováním druhého a čtvrtého kvadrantů může upravit napětí distribuční sítě a zlepšit účiník na straně uživatele9.
Čtyři - Kvadrant provoz systémů skladování energie je důležitá technologie v moderních energetických systémech. Může zlepšit kvalitu energie, zvýšit spolehlivost systému a zvýšit účinnost využití zařízení pro skladování energie. S nepřetržitým vývojem nových energetických technologií a rostoucí poptávkou po stabilitě energetického systému budou čtyři - provoz systémů skladování energie stále důležitější roli v budoucím energetickém systému.
[1] GB/T 44026 - 2024, Technická specifikace pro prefabrikovanou kabinu - Typ lithium -} iontovou energii pro skladování baterie.
[2] Zvláštní výbor pro technologii skladování energie, Úvod do technických požadavků na kontrolu energie v systémech skladování energie.
[3] FASTRON ELECTRONICS, jak funguje korekce účiníku.
[4] duding.com, čtyři - metoda plánování úložiště energie pro zvýšení kapacity fotovoltaické spotřeby a bezpečnosti distribučních sítí.
[5] IEEE, čtyři - Operace Quadrantu ovládání kaskády H - Bridge Converter Battery Energy Storage System.
[6] Sborník CSEE, čtyři - Technologie ovládání operace Quadrant pro vysokou - napětí Direct - Hung Large - kapacitní systémy s baterií a reaktivní kompenzací výkonu.
[7] AEPS, optimalizovaná konfigurační strategie pro ukládání energie v distribučních sítích zvažující čtyři - kvadrantový výkon.
[8] Tsinghua University News, čtyři - kvadrantový regulační systém.
[9] duding.com, výzkum přímé síly + kontrolní strategie systému BESS.
