Hogyan működhetnek a harmonikus kontroll és a reaktív energiakompenzáció együttesen az energiarendszer stabilitásának javítása érdekében?

A modern energiarendszerekkel szembesülő számos energiaminőség -kihívás közül a harmonikus szennyezés és az elégtelen reaktív teljesítmény a két alapvető kérdés, amelyek leginkább befolyásolják az elektromos hálózat stabil működését. Ebben a cikkben a Geyue Electric, az alacsony feszültségű reaktív energiakompenzációs berendezések gyártója szakmai szempontjából, mélyen feltárjuk a harmonikus kontroll technológia és a reaktív energiakompenzációs rendszerek közötti együttműködési munkamechanizmust. Alaposan elemezzük azt is, hogy ez az együttműködési mechanizmus hogyan javítja az energiarendszer stabilitását, és szisztematikusan kidolgozza az új átfogó megoldás technikai előnyeit és alkalmazási értékét a mérnöki gyakorlati esetek révén.

Az energiarendszerek stabilitásának kihívásai

Az ipari automatizálási szintek folyamatos javulásával és az új energiatermelés tartós méretarányának bővítésével a modern energiarendszerek jelenleg példátlan kihívásokkal szembesülnek az energiaminőség szempontjából. A nemlineáris terhelések széles körű alkalmazása egyre súlyosabb harmonikus szennyeződést eredményezett az energiahálózatban, míg az induktív terhelések növekedése a reaktív erő iránti igényt okozta a növekedés folytatása érdekében. Ez a két kérdés kölcsönhatásba lép egymással, és közösen fenyegeti az energiarendszer biztonságos és stabil működését.

Az ipari termelési területen a nemlineáris terhelések, például a változó frekvenciájú meghajtó berendezések, egyenirányító eszközök és az elektromos ívkemencék nagy mennyiségű harmonikus áramot generálnak. Ezek a nagyfrekvenciás áram-alkatrészek nemcsak az elektromos berendezések túlmelegedését és meghibásodását okozzák, hanem a hálózati rezonanciát is kiválthatják, ami a védelmi eszközök helytelen műveleteit eredményezheti. Ugyanakkor az induktív berendezések, például a motorok és a transzformátorok által fogyasztott reakcióképesség csökkenést, a vonalveszteségek növekedését és a feszültség ingadozásainak növekedését eredményezi.

Bonyolultabb az, hogy a harmonikus probléma és a reaktív teljesítményprobléma gyakran összefonódik egymással. A hagyományos reaktív energiakompenzációs kondenzátorok hajlamosak túlterhelni a károsodást harmonikus környezetben, míg a passzív szűrőeszközök nem felelnek meg a dinamikus reaktív energiaellátás iránti igénynek. Ez a kölcsönösen korlátozó kapcsolat megnehezíti az egyetlen irányítási megoldás számára a kívánt hatás elérését; Ezért egy együttműködési optimalizálási műszaki útvonalat kell elfogadni.

A harmonikus és a reaktív energiaügyi problémák közötti interakciós mechanizmus

A harmonikus áramok terjedése az energiarendszerben szignifikánsan befolyásolja a reaktív energiakompenzációs eszközök teljesítményét. Ha az elektromos hálózatban nagy harmonikus alkatrészek vannak, a söntkondenzátorok harmonikus erősítést tapasztalhatnak. Ennek oka az, hogy a kondenzátorok párhuzamos rezonáns áramköröket képezhetnek a rendszer induktivitásával meghatározott harmonikus frekvenciákon, ami a lokalizált területeken rendellenes feszültség -erősítéshez vezet. Ez a rezonáns hatás nemcsak felgyorsítja a kondenzátor dielektrikumának öregedését, hanem súlyos esetekben is a berendezés szigetelési lebontásához is vezethet.

Másrészt a reaktív hatalom ingadozása szintén befolyásolja a harmonikus kontroll hatékonyságát. Ha a rendszerben a reaktív energiahiány jelentős, a rács feszültsége észrevehető ingadozásokat fog tapasztalni. Ezek a feszültségváltozások megváltoztatják a nemlineáris terhelések működési pontjait, ezáltal befolyásolják a harmonikus emissziós jellemzőiket. Különösen az induktív terhelések esetén a reaktív energiaigény gyors változásait gyakran a harmonikus spektrum drasztikus ingadozása kíséri, amely magasabb igényeket mutat a harmonikus kontroll -berendezések dinamikus reakciójára.

A mérnöki gyakorlatban azt találták, hogy bár a passzív szűrőeszközök kiszűrhetik a specifikus harmonikákat, további reaktív energiakompenzációt vezetnek be, amely túlkompenzációhoz vezethet a rendszerben. Ezenkívül a tradicionális TSC típusú reaktív energiakompenzációs eszköz, amely a tirisztor váltási módot használja, nehézségekbe ütközik a modern energiarendszerek dinamikus kompenzációs követelményeinek lassú válaszsebessége miatt. Ezek a műszaki korlátozások arra késztetnek bennünket, hogy fejlettebb együttműködési irányítási megoldásokat keressünk.

Az együttműködési irányítási technológia alapelve és végrehajtási terve

AAktív teljesítményszűrők (APFS)ésStatikus VAR generátorok (SVGS)Jelenleg a legfejlettebb együttműködési vezérlési technológiát képviseli. Az aktív teljesítményszűrő energiateljesítményű elektronikus konverziós technológiát alkalmaz, és a terhelés harmonikus áramának valós idejű észlelésével kompenzáló áramot generál, amely ellentétes vele, és a harmonikus eliminációt eléri. Alapvető előnye abban rejlik, hogy képesek egyidejűleg kompenzálni az összes harmonikus frekvenciát, és a rendszer impedanciájának változásai nem befolyásolják.

A statikus VAR generátor, mint a dinamikus reaktív teljesítmény-kompenzációs eszköz új generációja, gyorsan létrehozhatja a szükséges reaktív áramot egy feszültség-típusú inverter segítségével. A hagyományos TSC -eszközhöz képest az SVG technikai előnyökkel rendelkezik, mint például a gyors válaszadási sebesség, a nagy kompenzációs pontosság és a széles működési tartomány. Ennél is fontosabb, hogy az SVG nem rezonál a rendszerrel, és továbbra is megbízhatóan működhet harmonikus környezetben.

Az APF és az SVG integrálása ugyanazon a platformon lehetővé teszi a teljes energiaminőség -menedzsment rendszer felépítését. Ez a rendszer egységes nagysebességű digitális vezérlőn keresztül koordinált irányítást ér el, biztosítva mind a harmonikus kompenzáció hatékonyságát, mind a pontos reaktív teljesítményszabályozást. A gyakorlati mérnöki alkalmazásokban ez a megoldás különösen alkalmas ipari környezetben, súlyos harmonikus szennyezéssel és gyakori reaktív teljesítményingadozásokkal, például acélgyárakkal, hegesztési műhelyekkel, félvezető gyártóüzemekkel stb.

A mérnöki alkalmazás eseteinek elemzése

Az energiaminőség -fejlesztési projekt egy nagy autógyártó vállalkozás bevonási műhelyében az együttműködési irányítási technológia tipikus alkalmazási esete. Ez a műhely nagyszámú változó frekvenciavezetési eszközzel van felszerelve. Az áram mért teljes harmonikus torzulása eléri a 18%-ot, és az aszinkron motorok központosított felhasználása miatt az átlagos teljesítménytényező csak 0,72. A hagyományos megoldás, amely diszkrét LC szűrőket és TSC kompenzációs szekrényeket alkalmaz, nemcsak egy nagy területet foglal el, hanem gyakran rezonancia problémákkal is szembesül.

A felújítási projekt egy integrált APF + SVG rendszert fogad el, amely integrálja a harmonikus vezérlést és a reaktív teljesítmény -kompenzációs funkciókat egy egységes platformon. Miután a rendszert üzembe helyezték, az aktuális harmonikus torzulási sebesség 4 alá esett, és a teljesítménytényező 0,95 felett maradt. A mért adatok azt mutatták, hogy a rendszer teljes energiafogyasztása 15%-kal csökkent, a berendezés meghibásodási aránya 40%-kal csökkent, és jelentős gazdasági előnyöket értek el.

Egy másik tipikus eset egy bizonyos fotovoltaikus erőmű rácshoz csatlakoztatott energiaminőségének javítására szolgáló projekt. Az energiatermelési folyamat során a fotovoltaikus frekvenciaváltó specifikus harmonikus hullámokat generál, és az éjszakai működés során a reaktív teljesítmény -fordított átvitel problémája lesz. A projekt egy kétirányú kompenzációs képességgel rendelkező SVG -eszközt fogadott el, egy aktív szűrőmodullal kombinálva, hogy elérje a harmonikus vezérlés és a reaktív teljesítményszabályozás kettős funkcióit, hatékonyan megfeleljen a Power Grid Company hálózati csatlakozási követelményeinek.

A technológiai fejlődés trendei és kilátásai

A Power Electronics technológia folyamatos fejlődésével és az intelligens kontroll algoritmusok fejlesztésével a harmonikus enyhítés és a reaktív energiakompenzáció együttműködési technológiája a magasabb teljesítmény és a nagyobb intelligencia felé fejlődik. A mesterséges intelligencia technológia bevezetése lehetővé teszi a kompenzációs eszközök számára, hogy önállóan megtanulják a terhelési jellemzőket, megjósolják a harmonikus tendenciákat és elérjék a megelőző kompenzáció ellenőrzését. A digitális iker technológia alkalmazása lehetővé teszi a rendszer paramétereinek optimalizálását virtuális környezetben, jelentősen csökkentve a helyszíni hibakeresési időt.

A moduláris tervezési koncepció népszerűsítése nagyobb megbízhatóságot és rugalmasságot hozott az együttműködési irányítási rendszerben. A szabványosított energiaegységek kombinálásával a rendszerkapacitás rugalmasan konfigurálható a tényleges igények szerint, és ez kényelmes a későbbi bővítéshez és karbantartáshoz. Ez a tervezési megközelítés különösen alkalmas a folyamatosan változó villamosenergia -terheléssel rendelkező vállalkozások fejlesztésére.

Az új energia területén, az időszakos energiaforrások, például a szélenergia és a fotovoltaikus erő szakaszos jellege miatt, az együttműködési irányítási rendszerek új generációja gyorsabb dinamikus válasz algoritmusokat fejleszt. Ezeknek a rendszereknek nemcsak a közös harmonikus és reaktív energiaügyi problémákkal kell kezelniük, hanem képesnek kell lenniük arra is, hogy kiegyenlítsék a megújuló energiatermelés teljesítményingadozását, és biztosítsák az energiahálózathoz szükséges támogatási szolgáltatásokat.

Összefoglalva: a harmonikus kontroll és a reaktív energiakompenzáció együttműködési optimalizálása hatékony módszer az energiarendszer stabilitásának javítására. Az aktív teljesítményszűrők és a statikus reaktív energiatermelők integrált alkalmazásával a Geyue Electric alacsony feszültségű reaktív teljesítmény-kompenzációs megoldása egyidejűleg két fő elektromos energiaminőséggel foglalkozik: harmonikus szennyezés és elégtelen reaktív teljesítmény. A reaktív energiakompenzációs berendezések professzionális gyártójaként a Geyue Electric cégünk továbbra is elősegíti a technológiai innovációt, és intelligensebb és hatékonyabb együttműködési ellenőrzési megoldásokat fejlesztett ki, hogy nagyobb értéket teremtsen a felhasználók számára, és hozzájáruljon az energiarendszer biztonságos és stabil működéséhez. Ha a legújabb termékkatalógusunkat szeretné megtekinteni, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatotinfo@gyele.com.cnreferenciaként.