Wie wirken automatische Leistungsfaktorregler bei einem hohen Anteil erneuerbarer Energien als Netzstabilisatoren?

Einführung

Da der Anteil erneuerbarer Energiequellen wie Windkraft und Photovoltaik am Stromnetz weiter steigt, verändern sich die Betriebseigenschaften des Stromnetzes grundlegend. Die Zufälligkeit, Intermittivität und Volatilität, die durch den hohen Anteil der Integration erneuerbarer Energien entstehen, stellen beispiellose Herausforderungen für den sicheren und stabilen Betrieb des Stromnetzes dar. Herkömmliche Strategien zur Steuerung der Blindleistungskompensation sind nicht mehr an die Anforderungen des neuen Energiesystems anpassbar und es werden dringend intelligentere, schnellere und präzisere Technologien zur Blindleistungssteuerung benötigt. Als „intelligentes Gehirn“ der Blindleistungskompensation im Stromnetz wandelt sich der Blindleistungskompensationsregler der nächsten Generation von der passiven Reaktion zum aktiven Management und wird zu einer entscheidenden Infrastruktur für die Gewährleistung des sicheren und stabilen Betriebs des Stromnetzes.

Herausforderungen bei der Stromqualität durch die Integration erneuerbarer Energien

Die groß angelegte Integration verteilter Energieressourcen wie Windkraft und Photovoltaik hat die Eigenschaften der Stromflussverteilung im Stromnetz grundlegend verändert. Die Umwandlung traditioneller unidirektionaler radialer Verteilungsnetze in komplexe aktive Netze mit mehreren Stromquellen hat zu immer stärkeren Spannungsschwankungen geführt. Die leistungselektronischen Schnittstellen von Geräten zur Erzeugung erneuerbarer Energien können bestimmte Subharmonische in das Netz einspeisen und so eine Oberwellenverschmutzung verursachen. Darüber hinaus führen die zufälligen Schwankungen der erneuerbaren Energieerzeugung zu einem bidirektionalen Leistungsfluss, was zu einem schnell schwankenden Blindleistungsbedarf im System führt. Die kombinierten Auswirkungen dieser Faktoren führen zu einer verringerten Netzspannungsstabilität und einer Verschlechterung der Stromqualität, was in schweren Fällen zu kaskadierenden Ausfällen führen kann.

Wesentliche technologische Durchbrüche bei intelligenten Steuerungen

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, ist unsere neue GenerationAutomatischer Leistungsfaktorreglerbeinhaltet mehrere innovative Technologien. Ein auf der Theorie der momentanen Blindleistung basierender Erkennungsalgorithmus ermöglicht eine Reaktion im Millisekundenbereich und erfasst präzise unmittelbare Änderungen des Blindleistungsbedarfs des Systems. Durch die Übernahme internationaler Standard-Kommunikationsprotokolle wie IEC 61850 ermöglicht der Controller eine nahtlose Kommunikation und einen nahtlosen Datenaustausch mit übergeordneten Dispatching-Systemen und neuen Kraftwerksüberwachungsplattformen. Ein integrierter adaptiver Steuerungsalgorithmus passt die Steuerungsstrategien automatisch an die Netzbetriebsbedingungen an und erreicht so eine mehrstufige Optimierung von lokaler Kompensation bis hin zu regional koordinierter Steuerung.

Implementierungspfad für aktive Governance

Der Controller der neuen Generation schafft einen Funktionssprung von der passiven Kompensation zur aktiven Governance. Durch die Echtzeitüberwachung wichtiger Netzparameter wie Spannung und Frequenz kann der Controller Systemstabilitätstrends vorhersagen und vorbeugende Kontrollmaßnahmen umsetzen. Wenn die Gefahr einer Spannungsüberschreitung erkannt wird, passt der Controller die Blindleistungsabgabe proaktiv an, um die Spannung innerhalb akzeptabler Grenzen zu stabilisieren. Um der Verschmutzung durch Oberschwingungen entgegenzuwirken, identifiziert der Controller automatisch die Eigenschaften des Oberschwingungsspektrums, optimiert Kompensationsstrategien und vermeidet Oberschwingungsverstärkung. Der Controller verfügt außerdem über eine Fault-Ride-Through-Funktion, die bei Netzfehlern Blindleistungsunterstützung bietet und dem System hilft, die Stabilität schnell wiederherzustellen.

Anwendungswert in praktischen Projekten

In einer groß angelegten Photovoltaik-Kraftwerksanwendung hat unser Controller Spannungsschwankungen effektiv bewältigt. Die Spannungsschwankung am Netzanschlusspunkt des Kraftwerks wurde von 10,5 % auf 2,3 % reduziert und erfüllt damit vollständig die Anforderungen an die Netzbewertung. In einer Windpark-Cluster-Anwendung kontrollierte der Controller die regionale Netzspannungsabweichung auf 1 % genau, indem er die Blindleistungsabgabe mehrerer Stationen koordinierte. Diese praktischen Anwendungen zeigen, dass intelligente Blindleistungsregler zu einem unverzichtbaren Schlüsselgerät für die Gewährleistung eines stabilen Netzbetriebs in Umgebungen mit einem hohen Anteil an Zugang zu erneuerbaren Energien geworden sind.

Zukünftige Entwicklungstrends und Ausblick

Mit der tiefgreifenden Entwicklung neuer Energiesysteme,Automatischer Leistungsfaktorreglerwird sich in Richtung mehr Intelligenz und Digitalisierung entwickeln. Der Einsatz künstlicher Intelligenz wird den Controllern stärkere Lern- und Vorhersagefähigkeiten verleihen und sie in die Lage versetzen, mit komplexeren Netzbetriebsbedingungen umzugehen. Die weit verbreitete Einführung der 5G-Kommunikationstechnologie wird die technische Grundlage für eine weiträumige koordinierte Blindleistungssteuerung bilden. Durch die Einführung der Digital-Twin-Technologie können Controller Steuerungsstrategien im virtuellen Raum simulieren und optimieren und so die Systemsicherheit und Wirtschaftlichkeit weiter verbessern.

Abschluss

Angesichts der Herausforderungen, die die Integration eines hohen Anteils erneuerbarer Energien mit sich bringt,Automatischer Leistungsfaktorreglerdurchlaufen einen Wandel und ein Upgrade von traditionellen Geräten hin zu intelligenten Systemen. Durch die Integration fortschrittlicher Steuerungsalgorithmen, Kommunikationstechnologien und intelligenter Funktionen kann diese neue Generation von Steuerungen Probleme mit der Stromqualität wie Spannungsschwankungen und Oberwellenverschmutzung wirksam angehen und so eine entscheidende Garantie für den sicheren und stabilen Betrieb des Stromnetzes bieten. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der Erweiterung der Anwendungsszenarien werden intelligente Blindleistungsregler eine noch wichtigere Rolle bei der Entwicklung neuer Energiesysteme spielen.