Trong kỷ nguyên tích hợp quy mô lớn của các nguồn năng lượng mới như quang điện và năng lượng gió, giảm điện áp lưới (như sét đánh và lỗi ngắn mạch) có thể gây ra sự ngắt kết nối thụ động của bộ biến tần, kích hoạt phản ứng chuỗi và thậm chí mất điện. Đi xe điện áp thấp thông qua công nghệ (LVRT), vì khả năng lõi của bộ biến tần kết nối lưới, cho phép thiết bị duy trì hoạt động kết nối lưới trong quá trình giảm điện áp và phản ứng nhanh chóng sau khi lưới được khôi phục, trở thành một tuyến phòng thủ vô hình để duy trì sự ổn định phối hợp của năng lượng mới và lưới điện. Sự trưởng thành công nghệ của nó ảnh hưởng trực tiếp đến sự an toàn của lưới năng lượng tái tạo tỷ lệ cao.
1 Logic cốt lõi của LVRT: từ "Bảo vệ thụ động" đến "Hỗ trợ hoạt động"
"Bảo vệ lưới điện" của các bộ biến tần truyền thống có những sai sót gây tử vong. Khi điện áp của lưới điện giảm xuống dưới 80% giá trị định mức, biến tần lỗi thời sẽ kích hoạt bảo vệ quá dòng, cắt kết nối với lưới điện trong vòng 0,1 giây, khiến đầu ra của năng lượng mới sẽ biến mất ngay lập tức. Vào năm 2019, một trang trại gió ở châu Âu đã trải qua một sự sụt giảm điện áp do sét đánh, khiến 300 bộ biến tần không có LVRT ngắt kết nối với lưới điện, dẫn đến biến động tần số trong lưới điện trong khu vực vượt quá 0,5Hz và gần như kích hoạt các nguồn năng lượng dự phòng.
Công nghệ LVRT thế hệ mới đạt được các chức năng kép của "đi xe qua" và "hỗ trợ điện áp". Khi phát hiện giảm điện áp (chẳng hạn như giảm xuống 20% giá trị định mức), biến tần phản ứng bằng cách kích hoạt mạch Crowbar để tiêu thụ năng lượng dư thừa ở phía DC và tránh IGBT (Transitor lưỡng cực cổng cách điện) thiệt hại quá điện áp; Đồng thời, điều chỉnh đầu ra hiện tại và bơm dòng phản ứng (với biên độ lên tới 1,5 lần dòng được định mức) vào lưới để giúp điện áp lưới nhanh chóng phục hồi. Thử nghiệm thực tế của trạm điện quang điện ở Trung Quốc cho thấy biến tần được trang bị LVRT có thể duy trì hoạt động kết nối lưới trong 150ms khi điện áp giảm xuống 0% (ngắn mạch ba pha) và khôi phục đầu ra bình thường trong vòng 0,5 giây sau khi lỗi bị xóa.
2 Sự phát triển công nghệ: Từ 'tuân thủ' đến 'Tối ưu hóa hiệu suất'
Nâng cấp phần cứng hỗ trợ điều kiện làm việc cực đoan. Mô-đun công suất của biến tần áp dụng IGBT điện áp cao (chặn điện áp 1700V), làm tăng biên độ quá điện tăng lên 40% so với các thiết bị 1200V truyền thống; Phía DC được trang bị bộ phận lưu trữ năng lượng siêu tụ điện, có thể hấp thụ biến động năng lượng trong vòng 200ms và ngăn điện áp xe buýt DC vượt khỏi tầm kiểm soát. Một nhãn hiệu biến tần 100kW nhất định chống lại thành công điều kiện làm việc cực độ của điện áp giảm từ 100% xuống 0% và sau đó phục hồi trong quá trình thử nghiệm LVRT. Nhiệt độ mô -đun vẫn ổn định trong vòng 85 độ mà không có bất kỳ thiệt hại nào.
Thuật toán phần mềm cải thiện tốc độ phản hồi. Thuật toán LVRT dựa trên điều khiển dự đoán mô hình (MPC) làm tăng tần số lấy mẫu lên 10kHz, nhanh hơn 5 lần so với điều khiển PI truyền thống. Nó có thể xác định giảm điện áp và điều chỉnh dòng điện đầu ra trong vòng 5ms. Công nghệ cảm biến "Trở kháng lưới" được phát triển bởi một nhà sản xuất biến tần Đức có thể xác định thời gian thực xác định nguyên nhân của việc giảm điện áp (lỗi hoặc thay đổi tải) và điều chỉnh các chiến lược phun công suất phản ứng phù hợp: tiêm nhiều năng lượng phản ứng hơn trong quá trình lỗi (độ trễ ở mức độ.
3 Tiêu chuẩn và kịch bản: Trò chơi công nghệ thích ứng toàn cầu
Sự khác biệt của các tiêu chuẩn LVRT ở các quốc gia khác nhau kiểm tra khả năng tương thích sản phẩm. Trung Quốc GB/T 19964 yêu cầu các bộ biến tần quang điện phải được kết nối với lưới trong 2 giây khi điện áp giảm xuống 20%; EU EN 50530 quy định rằng khi điện áp giảm xuống 0%, nó phải được hỗ trợ trong 150ms; Hoa Kỳ UL 1741 SA nhấn mạnh tốc độ phục hồi năng lượng hoạt động dưới điện áp thấp (được khôi phục lại 90% trong vòng 2 giây sau khi giải phóng mặt bằng lỗi). Để đáp ứng thị trường toàn cầu, một doanh nghiệp nhất định đã phát triển "đường cong LVRT có thể lập trình", cho phép người dùng định cấu hình 20 tính năng giao nhau tiêu chuẩn khác nhau thông qua phần mềm. Sản phẩm đã đạt được các ứng dụng miễn phí rào cản ở hơn 100 quốc gia trên thế giới.
Xác minh thích ứng của các kịch bản lưới điện phức tạp. Trong các lưới điện yếu (như mạng phân phối từ xa), các giọt điện áp có thể đi kèm với biến dạng hài hòa và các bộ biến tần cần phải có khả năng chống hài hòa (tổng độ méo hài hòa THD<5%); In a multi inverter cluster scenario, it is necessary to avoid current oscillations during the LVRT process. A wind farm used "cluster coordinated control" to control the current deviation of 50 inverters within 5%, avoiding secondary faults. These practices demonstrate that LVRT technology has evolved from simply meeting standards to a system level solution that adapts to complex power grid environments.
Khi tỷ lệ năng lượng mới vượt quá 40%, công nghệ LVRT sẽ chuyển từ "cấu hình tùy chọn" sang "yêu cầu bắt buộc". Khả năng LVRT của các bộ biến tần thế hệ tiếp theo sẽ được mở rộng để "đi xe điện áp cao (HVRT)" và "đi qua tần số" để đạt được phản ứng toàn bộ kịch bản với các dị thường lưới. Sự chuyển đổi công nghệ này từ "thích ứng thụ động" sang "hỗ trợ hoạt động" làm cho các bộ biến tần kết nối lưới không chỉ các thiết bị chuyển đổi năng lượng mà còn "các bộ điều chỉnh thông minh" để duy trì sự ổn định của lưới, cung cấp hỗ trợ cốt lõi để xây dựng các hệ thống điện mới.