Với sự phát triển nhanh chóng của năng lượng sạch như năng lượng gió và quang điện, công suất lắp đặt cũng ngày càng tăng. Tuy nhiên, năng lượng gió và quang điện đều là nguồn phát điện không ổn định và chịu ảnh hưởng rất lớn từ các yếu tố môi trường bên ngoài. Năng lực sản xuất thượng nguồn của ngành quang điện đang bị dư thừa và dư cung nghiêm trọng, nguyên nhân cơ bản là lưới điện không thể hấp thụ quá nhiều năng lượng không ổn định. Vượt quá giới hạn trên sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự ổn định của lưới điện. Vậy liệu năng lượng sạch như quang điện có phát triển được không? Điều đó là không thể. Là một quốc gia lớn về năng lượng, phát triển năng lượng sạch là chiến lược quốc gia và việc phát triển quang điện mới chỉ đạt đến giai đoạn thắt cổ chai. Việc nâng cấp và chuyển đổi lưới điện đang được tiến hành một cách có trật tự và một loại hệ thống điện mới thích ứng với sự phát triển của điện phân phối đang được xây dựng. Ngoài ra, làm thế nào để kiểm soát chính xác tác động của công suất tác dụng và phản kháng đến chất lượng điện năng cũng là một phần trong sự phát triển của công nghệ quang điện.
1 Kiểm soát công suất tác dụng
1. Công suất tác dụng là gì
Công suất tác dụng đề cập đến lượng điện thực sự có thể sinh công, được đo bằng watt (W). Trong các nhà máy điện quang điện, công suất tác dụng chủ yếu được xác định bởi công suất phát điện của các mô-đun quang điện và bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như cường độ ánh sáng và nhiệt độ.
2. Phương pháp kiểm soát
2.1. Theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT)
Theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) là một kỹ thuật điều khiển thường được sử dụng để điều chỉnh linh hoạt điểm vận hành của biến tần bằng cách giám sát điện áp và dòng điện đầu ra của các mô-đun quang điện trong thời gian thực để đảm bảo hệ thống quang điện luôn hoạt động ở điểm công suất tối đa. Thuật toán điều khiển MPPT có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất phát điện của các nhà máy điện quang điện một cách hiệu quả.
2.2. Điều khiển biến tần nối lưới
Biến tần là thiết bị quan trọng để kết nối các nhà máy quang điện với lưới điện. Bằng cách điều khiển biến tần, có thể điều chỉnh công suất hoạt động. Biến tần có thể điều khiển đầu ra của công suất tác dụng bằng cách điều chỉnh dòng điện và điện áp đầu ra theo nhu cầu của lưới điện.
2.3. Chiến lược hạn chế quyền lực
Trong một số trường hợp, lưới điện có thể gặp tình trạng quá tải và các nhà máy quang điện cần giảm công suất đầu ra thông qua các chiến lược hạn chế công suất để đảm bảo lưới điện vận hành an toàn. Điều này có thể đạt được bằng cách cài đặt chức năng giới hạn công suất đầu ra của biến tần.
2 Kiểm soát công suất phản kháng
1. Khái niệm công suất phản kháng
Công suất phản kháng là năng lượng điện được sử dụng để thiết lập điện trường và từ trường, được đo bằng năng lượng phản kháng (VAR). Công suất phản kháng rất quan trọng trong việc điều khiển điện áp và cải thiện hệ số công suất trong hệ thống điện.
2. Phương pháp kiểm soát
2.1. Thiết bị bù công suất phản kháng
Các nhà máy quang điện có thể được trang bị thiết bị bù công suất phản kháng, chẳng hạn như thiết bị bù công suất phản kháng tĩnh (SVG) và bộ bù công suất phản kháng tĩnh (STATCOM). Các thiết bị này có thể đáp ứng nhanh chóng nhu cầu của lưới điện, điều chỉnh công suất phản kháng và cải thiện độ ổn định điện áp của lưới điện.
2.2. Điều khiển công suất phản kháng của biến tần
Bộ biến tần hiện đại thường có khả năng điều chỉnh công suất phản kháng. Bằng cách điều chỉnh pha dòng điện đầu ra của bộ biến tần, các nhà máy quang điện có thể đạt được sự điều chỉnh động của công suất phản kháng để đáp ứng nhu cầu của lưới điện. Biến tần có thể được đặt ở "chế độ đáp ứng công suất phản kháng" để tự động điều chỉnh công suất phản kháng đầu ra theo sự thay đổi của điện áp lưới.
2.3. Điều khiển điện áp động
Trong quá trình vận hành nối lưới, các nhà máy quang điện có thể giám sát điện áp lưới theo thời gian thực và điều chỉnh công suất phản kháng thông qua chiến lược điều khiển điện áp động. Tăng công suất phản kháng khi điện áp thấp; Giảm công suất phản kháng khi điện áp quá cao để duy trì điện áp lưới trong phạm vi an toàn.
3 Khó khăn trong công nghệ điều khiển nhà máy điện quang điện
Tiêu chuẩn kết nối:Các khu vực và quốc gia khác nhau có các tiêu chuẩn và yêu cầu kết nối lưới điện khác nhau đối với các nhà máy điện quang điện. Các nhà máy điện quang điện cần tuân thủ các tiêu chuẩn kết nối lưới điện cục bộ khi kiểm soát công suất tác dụng và công suất phản kháng, điều này có thể mang lại những thách thức kỹ thuật nhất định.
Biến động của lưới:Sự biến động của phụ tải và điện áp lưới ảnh hưởng trực tiếp đến chiến lược điều khiển công suất của các nhà máy điện quang điện. Trong giờ cao điểm, các nhà máy điện quang điện có thể phải đối mặt với thách thức về nhu cầu năng lượng hoạt động tăng lên, trong khi trong thời gian thấp điểm, họ có thể cần phải giảm sản lượng.
Sự trưởng thành về công nghệ:Mặc dù các bộ biến tần quang điện hiện đại có khả năng điều khiển mạnh mẽ nhưng sự trưởng thành của các thuật toán và công nghệ điều khiển vẫn cần phải liên tục được cải tiến trong các ứng dụng thực tế để đối phó với môi trường lưới điện ngày càng phức tạp.
Điều khiển thông minh:Với sự phát triển của Internet vạn vật và công nghệ trí tuệ nhân tạo, các nhà máy quang điện sẽ dần hướng tới điều khiển thông minh. Thông qua phân tích dữ liệu và học máy, các nhà máy quang điện có thể tối ưu hóa chiến lược kiểm soát thời gian thực đối với công suất tác dụng và phản kháng, cải thiện hiệu suất phát điện và độ ổn định của lưới điện.
Quản lý năng lượng phân tán:Các nhà máy điện quang điện sẽ là một thành phần quan trọng của năng lượng phân tán và hoạt động phối hợp với các hệ thống năng lượng tái tạo khác. Bằng cách thiết lập một hệ thống quản lý năng lượng phân tán, có thể đạt được kế hoạch hợp tác của nhiều nguồn năng lượng, cải thiện hơn nữa tính linh hoạt và độ tin cậy của lưới điện.