Przegląd inwerterów tworzących sieć w celu wsparcia operacji systemu energetycznego

    Niniejszy artykuł przedstawia przegląd cech inwerterów GFM w porównaniu z tradycyjnymi inwerterami śledzącymi sieć, podkreślając najnowsze innowacje w technologiach inwerterów GFM, podsumowując korzyści i możliwości inwerterów GFM dla operacji interaktywnych z siecią w różnych scenariuszach.

1.Funkcje inwerterów GFM.

      Inwertery GFM są zwykle zaprojektowane jako źródła napięcia, które regulują swoje napięcia i częstotliwości w zgodzie z sieciami energetycznymi poprzez różne funkcje GFM. Rozwinięto również inne funkcje GFM dla inwerterów GFM, takie jak funkcja samosynchronizacji, funkcja koordynowanego sterowania, funkcja bezproblemowej zmiany trybu oraz funkcje black-start. Funkcja samosynchronizacji została zaproponowana szczególnie dla dwustopniowych inwerterów opartych na DER, integrując kontrolę napięcia połączenia DC z funkcjami sterowania spadkiem. Funkcja koordynowanego sterowania została opracowana do wspierania działania inwerterów w warunkach niezbalansowanej sieci. Funkcja bezproblemowej zmiany trybu umożliwia elastyczne działanie mikrosieci między trybem złączonym z siecią a trybem izolowanym. Funkcje black-start zapewniają przywrócenie sieci energetycznej po wydarzeniach awarii z praktycznymi rozważaniami. Dzięki wprowadzeniu tych funkcji, inwertery GFM są w stanie wykonywać regulację sieci, co zwiększa stabilność i niezawodność sieci w różnych warunkach eksploatacyjnych.

2.  Różnice między inwerterami GFM a tradycyjnymi inwerterami GFL.

    Inwertery GFL są głównie zaprojektowane do przekształcania mocy, dostarczając wysokiej jakości energię do sieci z możliwościami wsparcia sieci w normalnych granicach sieci, poza którymi inwertery GFL muszą być odłączone. Z drugiej strony, inwertery GFM nie tylko mogą dostarczać energię do sieci energetycznej, ale mają również więcej funkcji wsparcia, takich jak bezpośrednie wsparcie napięcia, częstotliwości i bezwładności dla sieci energetycznej, wsparcie dla działania w trybie izolowanym z bezproblemową zmianą trybu, zarówno dla trybu złączonym z siecią, jak i izolowanym.

3.  Analiza z uwzględnieniem najnowszych innowacji w technologiach GFM .

    Kolektywne konfiguracje black-start poprawiły redundancję inwerterów z niskim kosztem systemu poprzez ułożenie wielu mniejszych inwerterów GFM w porównaniu do pełnej konfiguracji z jednym inwerterem. Niemniej jednak, udostępnianie obciążeń i synchronizacja między tymi równoległymi inwerterami GFM, które są możliwe dzięki sterowaniu spadkiem, VSG itp., stały się głównymi obszarami skupienia dla praktycznej realizacji. Po utworzeniu początkowego napięcia dostarczanego przez te inwertery GFM oparte na DER lub BESS, inne obciążenia, inwertery oparte na DER i generatory mogą zostać ponownie podłączone do mikrosieci według określonych strategii przywracania, wznowiając normalne działanie mikrosieci po zdarzeniu awarii.

4.  Wnioski i rekomendacje dotyczące potencjalnych postępów technologicznych GFM.

    Wymagane jest znacznie więcej wysiłków badawczych i rozwojowych, aby rozbudować i rozszerzyć zastosowania inwerterów GFM w obsłudze sieci w nowoczesnych systemach energetycznych dominowanych przez inwertery z interfejsami DER. Konieczne są bardziej obiecujące technologie, aby inwertery GFM mogły istotnie przyczynić się do dużych złączonych systemów (tj. systemów energetycznych w skali kontynentalnej). Wkładając różnorodne inwertery GFM do dużych sieci elektrycznych, ogólne dynamiki systemu, stabilność i tryby awarii systemu mogą ulec zmianie; dlatego wymagane są dalsze badania nad zaawansowanymi funkcjami GFM z technikami łączenia (np. funkcja koordynowanego sterowania, funkcja black start) dla tych inwerterów GFM. Ponadto, wymagane są również więcej projektów pilotażowych zastosowań inwerterów GFM, aby zweryfikować możliwości inwerterów GFM, biorąc pod uwagę kontyngencję sieci i ogólną wydajność systemu end-to-end.

Źródło: IEEE Xplore
Uwaga: Szacunek praw autorskich, dobre artykuły warto udostępniać, jednak jeśli doszło do naruszenia praw autorskich, proszę o skontaktowanie się z celami usunięcia.