Con un'elevata percentuale di energia rinnovabile collegata, in che modo i regolatori automatici del fattore di potenza agiscono come stabilizzatori della rete?

Introduzione

Poiché la quota di fonti energetiche rinnovabili come l’energia eolica e il fotovoltaico nel sistema energetico continua ad aumentare, le caratteristiche operative della rete elettrica stanno subendo cambiamenti fondamentali. La casualità, l’intermittenza e la volatilità causate dall’elevata percentuale di integrazione delle energie rinnovabili pongono sfide senza precedenti al funzionamento sicuro e stabile della rete elettrica. Le tradizionali strategie di controllo della compensazione della potenza reattiva non sono più adattabili ai requisiti del nuovo sistema energetico e sono urgentemente necessarie tecnologie di controllo della potenza reattiva più intelligenti, più veloci e più precise. In quanto “cervello intelligente” della compensazione della potenza reattiva nella rete elettrica, il controller di compensazione della potenza reattiva di prossima generazione sta passando dalla risposta passiva alla gestione attiva, diventando un’infrastruttura fondamentale per garantire il funzionamento sicuro e stabile della rete elettrica.

Le sfide relative alla qualità dell’energia poste dall’integrazione delle energie rinnovabili

L’integrazione su larga scala di risorse energetiche distribuite come l’energia eolica e il fotovoltaico ha cambiato radicalmente le caratteristiche di distribuzione del flusso di potenza della rete elettrica. La trasformazione delle tradizionali reti di distribuzione radiale unidirezionale in reti attive complesse con più fonti di energia ha portato a fluttuazioni di tensione sempre più evidenti. Le interfacce elettroniche di potenza delle apparecchiature di generazione di energia rinnovabile possono iniettare subarmoniche specifiche nella rete, causando inquinamento armonico. Inoltre, le fluttuazioni casuali nella produzione di energia rinnovabile portano a un flusso di potenza bidirezionale, con conseguente rapida fluttuazione della domanda di potenza reattiva nel sistema. Gli effetti combinati di questi fattori portano a una diminuzione della stabilità della tensione di rete e a un deterioramento della qualità dell’energia che, nei casi più gravi, può innescare guasti a cascata.

Principali innovazioni tecnologiche nei controllori intelligenti

Per affrontare queste sfide, la nostra nuova generazioneRegolatore automatico del fattore di potenzaincorpora diverse tecnologie innovative. Un algoritmo di rilevamento basato sulla teoria della potenza reattiva istantanea raggiunge una risposta di livello millisecondo, catturando con precisione i cambiamenti istantanei nella domanda di potenza reattiva del sistema. Adottando protocolli di comunicazione standard internazionali come IEC 61850, il controller consente la comunicazione e lo scambio di dati senza interruzioni con sistemi di dispacciamento di livello superiore e nuove piattaforme di monitoraggio delle centrali elettriche. Un algoritmo di controllo adattivo integrato regola automaticamente le strategie di controllo in base alle condizioni operative della rete, ottenendo un’ottimizzazione multilivello dalla compensazione locale al controllo coordinato regionale.

Percorso di implementazione della governance attiva

Il controllore di nuova generazione compie un salto funzionale dalla compensazione passiva alla governance attiva. Attraverso il monitoraggio in tempo reale dei parametri chiave della rete come tensione e frequenza, il controller può prevedere le tendenze della stabilità del sistema e implementare misure di controllo preventive. Quando viene rilevato un rischio di superamento della tensione, il controller regola in modo proattivo la potenza reattiva in uscita per stabilizzare la tensione entro limiti accettabili. Per affrontare l'inquinamento armonico, il controller identifica automaticamente le caratteristiche dello spettro armonico, ottimizza le strategie di compensazione ed evita l'amplificazione armonica. Il controller è inoltre dotato di una funzione di ripristino dei guasti, che fornisce supporto di potenza reattiva durante i guasti della rete e aiuta il sistema a ripristinare rapidamente la stabilità.

Valore dell'applicazione in progetti pratici

In un'applicazione per una centrale fotovoltaica su larga scala, il nostro controller ha affrontato efficacemente le fluttuazioni di tensione. La fluttuazione della tensione nel punto di connessione alla rete della centrale elettrica è stata ridotta dal 10,5% al ​​2,3%, soddisfacendo pienamente i requisiti di valutazione della rete. In un'applicazione cluster di un parco eolico, il controller ha controllato con successo la deviazione della tensione della rete regionale entro l'1% coordinando la produzione di potenza reattiva di più stazioni. Queste applicazioni pratiche dimostrano che i controllori intelligenti della potenza reattiva sono diventati un dispositivo chiave indispensabile per garantire un funzionamento stabile della rete in ambienti con un’elevata percentuale di accesso all’energia rinnovabile.

Tendenze e prospettive di sviluppo futuro

Con lo sviluppo approfondito di nuovi sistemi di alimentazione,Regolatore automatico del fattore di potenzasi svilupperà verso una maggiore intelligenza e digitalizzazione. L’applicazione dell’intelligenza artificiale consentirà ai controllori di disporre di capacità predittive e di apprendimento più forti, consentendo loro di far fronte a condizioni operative della rete più complesse. L’adozione diffusa della tecnologia di comunicazione 5G fornirà le basi tecniche per il controllo coordinato della potenza reattiva su un’ampia area. L’introduzione della tecnologia del gemello digitale consentirà ai controllori di simulare e ottimizzare le strategie di controllo in uno spazio virtuale, migliorando ulteriormente la sicurezza del sistema e l’efficienza economica.

Conclusione

Di fronte alle sfide poste dall’integrazione di un’elevata percentuale di energie rinnovabili,Regolatore automatico del fattore di potenzastanno subendo una trasformazione e un aggiornamento da dispositivi tradizionali a sistemi intelligenti. Incorporando algoritmi di controllo avanzati, tecnologie di comunicazione e funzioni intelligenti, questa nuova generazione di controllori può affrontare efficacemente problemi di qualità dell’energia come le fluttuazioni di tensione e l’inquinamento armonico, fornendo una garanzia cruciale per il funzionamento sicuro e stabile della rete elettrica. Con il continuo progresso della tecnologia e l’espansione degli scenari applicativi, i controllori intelligenti di potenza reattiva sono pronti a svolgere un ruolo ancora più cruciale nello sviluppo di nuovi sistemi energetici.