4 мин. чтения
3/14/2024 6:00:01 AM

Новые технологии трансформации энергии ветряных турбин и контроля устойчивости энергосетей

Article Preview Image Кредит: Pixabay/CC0 Общественный домен

Исследователи из Университета Бирмингема, Великобритания, работают над новыми способами предотвращения угроз стабильности сетки, которые могут привести к потере власти миллионам людей, повреждению оборудования и ограниченной возможности передачи электроэнергии.

С растущей зависимостью от возобновляемых источников энергии глобальные установки ветряных ферм быстро увеличились.Тем не менее, остаются две основные технологические проблемы - контроль частоты мощности и принудительные колебания, что может вызвать широкие нарушения во всех сетках.

Профессор Сяо-Пин Чжан, председатель по электрическим энергетическим системам в Департаменте электронных, электротехники и системной инженерии Бирмингема, чьи исследования фокусируются на разработке передовых технологий для интеллектуальных сетей, разработал технологии для преодоления этих проблем.

Университет Бирмингемского предприятия подал заявки на патенты, охватывающие технологии и ищет коммерческих партнеров для лицензирования, сотрудничества или совместной разработки.

Сдвиги в спросе и предложении вызывают события частоты сетки.Когда спрос превышает предложение, частота сетки падает до «частоты надира» и с частотой второго падения перед восстановлением до состояния сетки.Этот процесс рассеяния сетки может быть затянут, с последующей потерей эффективности и доходов для оператора.

Новый метод профессора Чжана ускоряет это восстановление и устраняет риск второго падения частоты с минимальной (менее 1%) потерей захвата энергии ветра.

Он был разработан для использования в системах ветряной турбины с переменной скоростью (WTSS), которые стали доминирующим типом системы ветряной турбины.Эти системы обычно работают в режиме максимального отслеживания точек питания (MPPT), чтобы извлечь наибольшее количество энергии и поэтому не регулируют их активную мощность для поддержки сетки, когда ее частота отклоняется от обычного значения.

Этот новый метод включает в себя систему управления, которая была смоделирована в шести сценариях с различными скоростями ветра и уровнями проникновения энергии ветра.Эти моделирования показали, что система останавливает первичный падение частоты, повышает частоту до высокого уровня, который близок к частоте оседания в течение 20 секунд, и полностью устраняет риск вторичного частотного падения.

Система может быть легко интегрирована в существующие системы управления ветряными турбинами и имеет центральный дизайн, основанный на не сообщении, что означает, что связи с другими турбинами и сеткой не требуются, чтобы она функционировала.

Вторая технология решает проблему принудительных колебаний, которые возникают, когда внешние нарушения вызывают колебания, которые близки или равны природным колебаниям в энергетической системе.

В контексте ветряных ферм они запускаются такими факторами, как сдвиг ветра, турбулентность ветра и пробуждение турбины вверх по течению и вызывают снижение урона и повреждения оборудования.Если они не контролированы, они могут распространяться на сетку, с широко распространенными и катастрофическими последствиями.В контексте силовых сетей FOS вызваны неисправным оборудованием и может привести к большим колебаниям в тысячи миль от источника.

Здесь профессор Чжан разработал систему управления, которая может быть реализована в WTS, которая может подавлять и изолировать принудительные колебания, происходящие либо из сетки, либо из самой WTS.

Система, которая высвобождает или поглощает мощность, противоположную колеблющейся мощности, была проверена с помощью моделирования с постоянными или различными скоростями ветра, различными местоположениями ветряной фермы по отношению к источнику FOS, на модифицированных двух районах и IEEE 39-Сильные системы шины (которые представляют агрегацию большого количества генераторов), используя цифровой симулятор в реальном времени и инструмент физического моделирования и моделирования.

Результаты этих моделирования показали, что система может подавлять и изолировать принудительные колебания, происходящие либо из сетки, либо из самой WTS.Потеря захвата энергии ветра была незначительной, и в дополнение к подавлению принудительных колебаний моделирование показало, что система также помогает ослабить внутренние природные колебания.

Профессор Чжан сказал: «С ростом высокого проникновения в генерацию возобновляемых источников энергии движется к 100%, эксплуатация будущего контрольного потенциала от ветряных турбин становится неизбежным. Эти две технологии получают большую часть этого потенциала, чтобы принести пользу как операторам сетки, так и ветряной фермы, а такжеВ конечном итоге пользователи энергии, которые нуждаются в непрерывном энергоснабжении и, следовательно, приносят значительные добавленные значения для ветряных турбин и энергосистемы ».

Детали метода были ранее опубликованы в двух статьях в журнале Power and Energy IEEE IEEE.

Больше информации: Сянкьян Чжао и др., Быстрая частотная поддержка из систем ветряных турбин путем ареста частоты Надира близко к частоте оседания, IEEE Journal of Power и Energy (2020).Doi: 10.1109/oajpe.2020.2996949.

Сянкьян Чжао и др., Выделение и подавление принудительных колебаний через ветряные фермы под сеткой после и контроля формирования сетки, IEEE Access (2021).Doi: 10.1109/access.2021.3082166

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Новая архитектура устройства обеспечивает оптимизированную производство муравьиной кислоты из Co₂ с использованием возобновляемой электроэнергии

5/16/2024 · 4 мин. чтения

Новая архитектура устройства обеспечивает оптимизированную производство муравьиной кислоты из Co₂ с использованием возобновляемой электроэнергии

Низкоэнергетический процесс для высокопроизводительных солнечных элементов может упростить производственный процесс

5/9/2024 · 4 мин. чтения

Низкоэнергетический процесс для высокопроизводительных солнечных элементов может упростить производственный процесс