Perché gli elettrolizzatori di energia idrogeno hanno bisogno di dispositivi di compensazione di potenza reattiva personalizzati?

Nell'ondata di trasformazione dell'energia verde, l'energia dell'idrogeno, come vettore di energia pulita, sta vivendo un rapido sviluppo. L'elettrolizzatore, in quanto attrezzatura centrale del sistema di produzione di idrogeno, richiede un funzionamento stabile per soddisfare requisiti specifici per la qualità di potenza della rete elettrica. Come produttore di apparecchiature di compensazione reattiva a bassa tensione, Geyue Electric ritiene che personalizzatoDispositivi di compensazione del potere reattivisono il supporto tecnico chiave per garantire il funzionamento efficiente e stabile dell'elettrolizzatore. L'autore di questo articolo esplorerà profondamente questo problema da tre dimensioni: le caratteristiche dell'elettrolizzatore, l'impatto sulla rete elettrica e le soluzioni.

Le caratteristiche di carico delle celle elettrolitiche hanno messo in avanti requisiti speciali per la compensazione della potenza reattiva

L'elettrolizzatore idrogeno utilizza la tecnologia di rettifica ad alta potenza per convertire la corrente alternata in corrente continua. Questo processo genera una grande quantità di armoniche e richieste di potere reattivo. A differenza dei carichi industriali tradizionali, la variazione di potenza reattiva delle cellule elettrolitiche ha le caratteristiche di rapidità e casualità. Soprattutto durante i processi di avvio e regolazione della potenza delle cellule elettrolitiche, si può osservare la potenza reattiva per avere fluttuazioni significative. Questa caratteristica rende difficile per i dispositivi di compensazione di potenza reattiva standard soddisfare i loro requisiti di compensazione.

Durante il funzionamento della cella di elettrolisi, vengono generate armoniche caratteristiche, principalmente dalle armoniche prodotte da raddrizzatori a 6 impulsi o 12 impulsi. Queste armoniche possono causare distorsioni nella tensione della rete e influire sul normale funzionamento di altre attrezzature. Pertanto, è molto necessario integrare la funzione del filtro attivo nei dispositivi di compensazione di potenza reattiva personalizzati per monitorare con precisione e gestire specifici spettri armonici. In base al monitoraggio della nostra azienda, i dati operativi di un progetto di idrogeno verde su larga scala hanno mostrato che senza installare un dispositivo di compensazione dedicato, il tasso di distorsione armonica totale della rete durante il funzionamento della cella di elettrolisi ha superato il 15%, mentre dopo aver adottato la compensazione personalizzata, è sceso al di sotto del 4%.

Il sistema di controllo della temperatura e le apparecchiature ausiliarie dell'elettrolizzante genereranno ulteriori richieste di potenza reattiva. Sebbene questi dispositivi ausiliari abbiano una potenza minore, le loro caratteristiche operative differiscono da quelle dell'elettrolizzatore principale e richiedono dispositivi di compensazione per avere capacità di controllo coordinate multi-obiettivo. Le apparecchiature di compensazione personalizzate possono compensare separatamente le apparecchiature principali e le apparecchiature ausiliarie attraverso una strategia di compensazione basata sulla zona, garantendo così il funzionamento stabile dell'intero sistema di produzione di idrogeno.

I requisiti specifici del punto di connessione della rete richiedono soluzioni mirate

La posizione di installazione della cella di elettrolisi si trova di solito in aree con abbondanti risorse di energia rinnovabile. La struttura della griglia in queste aree è relativamente debole e la capacità di corto circuito è bassa. Quando l'impedenza della griglia è alta, purché vi sia un cambiamento nella potenza reattiva, la tensione sperimenterà gravi fluttuazioni. Pertanto, nella posizione di installazione della cella di elettrolisi, i progettisti del sistema di alimentazione devono progettare e personalizzare in particolare i dispositivi di compensazione in base alla capacità di cortocircuito e alle caratteristiche di impedenza della griglia per garantire la stabilità della tensione anche quando le condizioni della griglia sono deboli.

Le normative sulla connessione della rete impongono requisiti rigorosi alla qualità elettrica dei progetti di elettrolizer. Le aziende della rete elettrica in diverse regioni hanno regolamenti rigorosi per indicatori come contenuto armonico, fattore di potenza e fluttuazione della tensione del sistema di alimentazione locale. Pertanto, gli indicatori operativi delle apparecchiature di compensazione personalizzate devono rispettare completamente i requisiti tecnici della connessione della rete della rete elettrica locale per evitare di essere soggetti a restrizioni o multe di potenza a causa di problemi di qualità elettrica. Ad esempio, un progetto di energia idrogeno offshore una volta ha riscontrato un problema di potenza operativa limitata a causa di eccessive fluttuazioni di tensione nel sistema. Dopo aver affidato la nostra azienda, Geyue Electric, per gestire il problema, i nostri ingegneri hanno personalizzato e installato le apparecchiature di compensazione e il problema è stato finalmente completamente risolto.

Anche i requisiti di espansione per l'impianto di elettrolisi devono essere considerati in anticipo. I progetti di produzione di idrogeno di solito adottano un approccio di costruzione graduale. L'attrezzatura di compensazione deve riservare lo spazio per l'espansione della capacità e l'aggiornamento delle capacità. Le apparecchiature personalizzate sono progettate in modo modulare, che può aumentare gradualmente la capacità di compensazione man mano che l'impianto di elettrolisi si espande, evitando gli investimenti ridondanti e i rifiuti delle apparecchiature.

Pratiche tecnologiche di innovazione e ingegneria dei dispositivi di compensazione personalizzati

Alla luce delle caratteristiche di carico della cella elettrolitica, il dispositivo di compensazione personalizzato deve adottare strategie di controllo avanzate. Sulla base dell'algoritmo di controllo predittivo del modello, può prevedere in anticipo i cambiamenti di potenza della cella elettrolitica e ottenere una compensazione lungimirante della potenza reattiva. La tecnologia di controllo adattivo può regolare automaticamente i parametri di controllo in base alle variazioni dei parametri della griglia per mantenere il miglior effetto di compensazione.

La struttura della topologia del dispositivo deve essere ottimizzata per l'applicazione di cellule elettrolitiche. L'uso di una topologia di inverter a più livelli può ridurre le perdite di commutazione e migliorare l'efficienza della compensazione. Il design ridondante garantisce che il dispositivo possa ancora funzionare quando alcuni moduli falliscono, migliorando così l'affidabilità del sistema. Dopo che un grande progetto di idrogeno verde ha adottato un dispositivo SVG personalizzato, il tasso di disponibilità delle apparecchiature di compensazione ha raggiunto oltre il 99,9%.

Le prestazioni del sistema di progettazione in termini di adattabilità ambientale sono particolarmente importanti. La posizione di installazione della cella elettrolitica si trova di solito in un ambiente duro, quindi il dispositivo di compensazione deve avere capacità di dissipazione del calore più forti. Nel sistema di alimentazione, l'adozione della tecnologia di raffreddamento liquido e dei componenti ad alta temperatura può soddisfare i requisiti operativi della cella elettrolitica in un ambiente ad alta temperatura. L'uso del design anticorrosivo consente alla cellula elettrolitica di resistere alla corrosione della nebbia di sale nelle aree costiere, garantendo così il funzionamento stabile a lungo termine dell'attrezzatura.

Le caratteristiche di carico uniche degli elettrolizzatori di idrogeno nel sistema di energia idrogeno rendono innegabile che gli elettrolizzatori di idrogeno abbiano una domanda specifica di dispositivi di compensazione della potenza reattiva. Le soluzioni personalizzate non solo possono risolvere il problema della qualità dell'alimentazione, ma possono anche migliorare l'efficienza del funzionamento del sistema e ridurre i costi operativi. Con lo sviluppo accelerato dell'industria dell'idrogeno verde, la tecnologia personalizzata di compensazione del potere reattivo svolgerà un ruolo sempre più importante. Geyue Electric continuerà ad approfondire la ricerca e lo sviluppo tecnologico, fornendo soluzioni di qualità di potenza di qualità superiore per l'industria dell'energia idrogeno e contribuendo a raggiungere la trasformazione globale dell'energia verde. Riteniamo che attraverso l'innovazione tecnologica e la pratica ingegneristica, i dispositivi di compensazione di potenza reattiva personalizzati forniranno una solida garanzia per lo sviluppo dell'industria dell'energia dell'idrogeno. Se il tuo nuovo progetto richiede una soluzione di compensazione di potenza reattiva personalizzata, non esitare a contattarci tramite info@gyele.com.cn.