Els sistemes d’emmagatzematge d’energia tenen un paper crucial en els sistemes d’energia moderns, especialment amb la creixent penetració de les fonts d’energia renovable. El quatre - Quadrant de l'emmagatzematge d'energia és un concepte important que descriu les característiques de flux de potència entre el sistema d'emmagatzematge d'energia i la xarxa elèctrica.
Segons GB/T 44026 - 2024 "Especificació tècnica per a la cabina prefabricada - Tipus de liti - Sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria", la sortida de potència del sistema d'emmagatzematge d'energia hauria de ser ajustable en quatre quadrants1.
1. Concepte de l'emmagatzematge d'energia quatre quadrants
1.1 Comprendre el factor de poder
Hi ha 4 quarts que cal tenir en compte.
En el primer quadrant, tant la potència activa (P) com la potència reactiva (Q) del sistema d’emmagatzematge d’energia són superiors a 0. El sistema d’emmagatzematge d’energia es troba en un estat de descàrrega, alliberant energia activa a la xarxa i proporcionant una compensació de potència reactiva alhora. Normalment és el cas quan la graella necessita potència activa i suport de potència reactiva addicional durant els períodes de càrrega Peak -2.
En el segon quadrant, la potència activa del sistema d’emmagatzematge d’energia és inferior a 0, i la potència reactiva és superior a 0. La xarxa subministra potència activa al sistema d’emmagatzematge d’energia, mentre que el sistema d’emmagatzematge d’energia proporciona una compensació de potència reactiva a la xarxa. Aquesta situació es pot produir quan la xarxa té un factor de potència líder i necessita una compensació de potència reactiva inductiva i el sistema d'emmagatzematge d'energia pot absorbir la potència activa per a la càrrega mentre proporciona energia reactiva2.
Al tercer quadrant, tant la potència activa com la potència reactiva del sistema d’emmagatzematge d’energia són inferiors a 0. La xarxa subministra tant potència activa com energia reactiva al sistema d’emmagatzematge d’energia, i el sistema d’emmagatzematge d’energia es troba en un estat de càrrega i absorbeix la potència reactiva des de fora. Aquest és l’estat de càrrega normal del sistema d’emmagatzematge d’energia quan la xarxa té una potència suficient i s’ha de carregar el sistema d’emmagatzematge d’energia2.
Al quart quadrant, la potència activa del sistema d’emmagatzematge d’energia és superior a 0, i la potència reactiva és inferior a 0. El sistema d’emmagatzematge d’energia subministra energia activa a la xarxa i absorbeix la potència reactiva des de fora. Es pot utilitzar per regular la tensió de la xarxa durant determinades condicions de funcionament, per exemple, quan la tensió de la graella és massa alta i necessita una compensació de potència reactiva capacitiva, el sistema d'emmagatzematge d'energia pot descarregar potència activa mentre absorbeix la potència reactiva2.
1.2calculant factor de potència
Utilitzant el teorema de Pitàgores, podem calcular el tercer paràmetre de qualsevol 2 d'aquests paràmetres de la següent manera3.
El teorema de Pythagoras estableix A² + B²=C²
A més, utilitzem la regla sohcahtoa
Sine ϕ=oposat/hipotenuse
Cos ϕ=adjacent/hipotenuse
Tan ϕ=oposat/adjacent
1.3
L’angle del factor de potència també es fa referència a l’angle de fase.
El terme factor de potència (PF) és simplement la relació entre la potència real o "veritable" (P) i la potència aparent. Mentre que la potència reactiva (Q) és el component reactiu.
Factor de potència (pf)=potència real kw (p) / potència aparent kva (s)
Per exemple, per a potència real=80 kw, i potència reactiva=100 kva que tenim
Pf=80/100=0.8
El representa una pèrdua del 20%!!! i pot ser que en molts casos sigui molt pitjor3.
2.Significance de quatre - Operació quadrant
El quatre {{0} Quadrant del sistema d'emmagatzematge d'energia té una importància important per al funcionament estable i la gestió eficient del sistema d'alimentació.
En primer lloc, pot millorar la qualitat de potència de la xarxa elèctrica. Ajustant la potència activa i reactiva en diferents quadrants, el sistema d’emmagatzematge d’energia pot compensar les fluctuacions d’energia i la inestabilitat de tensió causades per fonts d’energia renovables, com l’energia eòlica i l’energia solar. Per exemple, quan la sortida de l’energia eòlica disminueix sobtadament, el sistema d’emmagatzematge d’energia del primer quadrant pot alliberar ràpidament la potència activa per mantenir l’estabilitat de la freqüència i la tensió de la xarxa4.
En segon lloc, pot millorar la fiabilitat del sistema d’energia. En cas de falles o emergències de la xarxa, el sistema d’emmagatzematge d’energia pot funcionar en diferents quadrants per proporcionar suport d’energia d’emergència i compensació de potència reactiva. Per exemple, durant una falla del circuit curt -, el sistema d'emmagatzematge d'energia combinat amb un compensador síncron estàtic (STATCOM) pot injectar o absorbir energia activa i reactiva en l'antipatia amb la línia que flueix per amortir les oscil·lacions i estabilitzar el sistema elèctric4.
Finalment, pot millorar l’eficiència d’utilització dels dispositius d’emmagatzematge d’energia. El quatre {- operació del quadrant permet que el sistema d'emmagatzematge d'energia es carregui i descarregui en diferents moments i en diferents condicions del factor de potència, fent un ús complet de la capacitat de la bateria i altres suports d'emmagatzematge d'energia4.
3. Tecnologies de realització de quatre - operació del quadrant
La realització del quatre - El funcionament quadrant del sistema d'emmagatzematge d'energia depèn principalment del sistema de conversió de potència (PCS) i de l'estratègia de control.
Per als PC, normalment adopta una topologia del convertidor de nivell multies -, com ara el convertidor de pont H - (CHB). El Convertidor CHB - basat en l'energia de la bateria System (BESS) pot adonar -se de la operació de Quatre - quadrant controlant el flux de potència entre la bateria i la graella5. Tal com es va proposar al paper "Four quadrants Control de funcionament de High - Transformador de tensió sense gran - Sistema de capacitat que integra l'emmagatzematge d'energia de la bateria i la compensació de potència reactiva", per part del vector Els mòduls del factor de potència es poden compensar sense superar el límit de micro -6.
En termes d’estratègia de control, cal una estratègia de control integral. Per exemple, l'estratègia de control proposada per al BESS CHB - inclou la descomposició quantitativa dels components de corrent de la bateria amb el filtre LC, obtenint el rang factible d'evitar micro - en quatre - quadrant de quadrant i analitzar l'estratègia de modulació unificada tenint en compte l'eliminació de micro - ciclistes i en cicles i en cicles i en cicles i en cicles i en cicles}}} i en cicles i en cicles}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}. - Estat de càrrega de l'estat de càrrega7.
Un altre exemple és el sistema de regulació de potència quadrant de quatre - proposat pel departament d'enginyeria elèctrica de la Universitat de Tsinghua i altres unitats. Aquest sistema combina l'emmagatzematge d'energia i l'estatcom i pot proporcionar funcions de compensació, regulació i suport de potència per a l'atzar, la forma d'ona i la incertesa de la nova energia. Pot respondre a la despatx de xarxa en 5 mil·lisegons i adonar -se de l’ajust ràpid de la potència activa del 0 al 100% dins dels 150 mil·lisegons8.
4. Casos d'aplicació de quatre - Operació quadrant
En alguna gran - Escala Wind - solar - Potència d'emmagatzematge, el sistema d'emmagatzematge d'energia pot funcionar en diferents quadrants segons la sortida de l'energia eòlica i solar i la demanda de la xarxa. Quan l’energia eòlica i solar són abundants, el sistema d’emmagatzematge d’energia pot funcionar al tercer quadrant per carregar i emmagatzemar energia; Quan el vent i l’energia solar són insuficients, pot funcionar al primer quadrant per descarregar i subministrar energia a la xarxa.
A la xarxa de distribució d’energia, el sistema d’emmagatzematge d’energia també es pot utilitzar per a la regulació de tensió i la compensació de potència reactiva. Funcionant en el segon i quart quadrants, pot ajustar la tensió de la xarxa de distribució i millorar el factor de potència del costat de l'usuari9.
El quatre {{0} Quadrant de funcionament dels sistemes d'emmagatzematge d'energia és una tecnologia important en els sistemes de potència moderns. Pot millorar la qualitat de la potència, millorar la fiabilitat del sistema i augmentar l’eficiència d’utilització dels dispositius d’emmagatzematge d’energia. Amb el desenvolupament continu de noves tecnologies energètiques i la creixent demanda d’estabilitat del sistema d’energia, el quatre - Quadrant dels sistemes d’emmagatzematge d’energia tindrà un paper cada cop més important en el futur sistema d’energia.
[1] GB/T 44026 - 2024, Especificació tècnica per a la cabina prefabricada - Tipus de liti - Sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria.
[2] Comitè especial sobre tecnologia d'emmagatzematge d'energia, introducció als requisits tècnics per al control d'energia dels sistemes d'emmagatzematge d'energia.
[3] Fastron Electronics, com funciona la correcció del factor de potència.
[4] Douding.com, un mètode de planificació d'emmagatzematge d'energia de quadrant de quatre {2 {2 {2} per millorar la capacitat de consum fotovoltaica i la seguretat de les xarxes de distribució.
[5] IEEE, Four - Control de l'operació quadrant de la cascada H - Pont Sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria.
[6] Actes del CSEE, Four - Tecnologia de control de l'operació quadrant per a High - Tensió Direct - Hung gran - de capacitat amb emmagatzematge d'energia de la bateria i compensació de potència reactiva.
[7] AEPS, una estratègia de configuració optimitzada per a l'emmagatzematge d'energia a les xarxes de distribució tenint en compte quatre - Sortida de potència quadrant.
[8] Notícies de la Universitat de Tsinghua, quatre - Sistema de regulació de potència de quadrant.
[9] Douding.com, investigació sobre potència directa + estratègia de control del sistema Bess.
