Wanneer het aantal omvormers in fotovoltaïsche energiecentrales toeneemt van tientallen tot honderden, kan de traditionele "Single Machine Independent Control" -modus niet langer voldoen aan de verfijnde regulatiebehoeften van het Power Grid voor nieuwe energie. De technologie "Intelligent Cluster" verbindt verspreide omvormers met een organisch geheel via het internet der dingen, het bereiken van wereldwijde optimalisatie van stroomverdeling, foutdiagnose en rasterrespons, het upgraden van fotovoltaïsche energiecentrales van "passieve stroomopwekking" met flexibele en verstelbare bronnen die actief deelnemen aan grid -interactie. Deze transformatie hervormt de operationele logica van nieuwe energiemogelijkheden.
1 De kernarchitectuur van clusterbesturing: gegevensonderzoek en beslissingssamenwerking
Een "neuraal centrum" bouwen voor gedistribueerde communicatienetwerken. Met behulp van industriële Ethernet (Profinet) of Wireless Mesh -netwerk wordt de operationele gegevens van een enkele omvormer (spanning, stroom, vermogen en andere 30+ parameters) in realtime geüpload naar de clustercontroller, met een transmissiesnelheid van 100 Mbps en een vertraging binnen 50 ms. Het clustersysteem van een 1GW fotovoltaïsche krachtcentrale in China heeft millisecond-niveau gegevenssynchronisatie van 2000 omvormers bereikt via 5G-snijtechnologie, waardoor realtime basis is voor wereldwijde besluitvorming.
Het hiërarchische besluitvormingsmechanisme brengt efficiëntie en betrouwbaarheid in evenwicht. De bottomniveau -omvormer is verantwoordelijk voor de lokale snelle respons (zoals spanningsfluctuatie -onderdrukking), de regionale controller op het middelste niveau behandelt de vermogensallocatie op het niveau van 100 eenheden en de centrale controller -interfaces op het hoogste niveau met roosterverzendinstructies. Deze "piramide" -architectuur verbetert de uitvoeringsefficiëntie van controle -instructies met 40%. Wanneer een bepaalde krachtcentrale deelneemt aan roosterpiekscheren, wordt de clusterresponssnelheid van 2 seconden ingekort voor één machinebesturing tot 0,8 seconden en voldoet aan de vereisten van het raster voor "Bron na belasting".
2 Functie -upgrade: van "onafhankelijk vechten" tot "collectieve intelligentie"
Dynamische vermogenstoewijzing elimineert het 'vateffect'. De clustercontroller evalueert de gezondheidstoestand en het potentieel van de stroomopwekking van elke omvormer via algoritmen en prioriteit geeft prioriteit aan het verminderen van de output van inefficiënte omvormers (zoals gearceerde componenten) tijdens stroombeperkingen, waardoor de algehele efficiëntie van de stroomopwekking van de krachtcentrale met 5%wordt verbeterd. Het geval van een fotovoltaïsche cluster op het dak in Duitsland toont aan dat deze strategie "gedifferentieerde vermogensrantsoenering" de jaarlijkse stroomopwekking van het systeem verhoogt met 200000 kWh, gelijk aan het verminderen van 300 ton koolstofemissies.
De diagnose van samenwerking met een samenwerking vermindert de werking en onderhoudskosten. Wanneer een enkele omvormer een afwijking ervaart (zoals IGBT -temperatuur die te hoog is), lokaliseert het clustersysteem snel de oorzaak van de fout (of het een componentprobleem is of een fout van de omvormer zelf) door de bedrijfsgegevens van aangrenzende apparaten te vergelijken, met een nauwkeurigheid van 92%. Nadat een bepaalde operatie- en onderhoudsteam deze technologie had overgenomen, werd de probleemoplossingstijd ingekort van gemiddeld 4 uur tot 1 uur en de jaarlijkse werking en onderhoudskosten van een enkele elektriciteitscentrale werden verlaagd met 300000 yuan.
De vriendelijkheid van het Power Grid verbetert de acceptatiecapaciteit van nieuwe energie. Het clustersysteem kan het reactieve vermogen van de omvormer uniform reguleren, de algehele vermogensfactor van de krachtcentrale boven 0,95 stabiliseren en reactieve vermogensschommelingen vermijden tijdens één machinebesturing. In landelijke vermogensnetten met frequente spanningsschommelingen gebruikt een bepaald fotovoltaïsche cluster "reactieve vermogensspanning" gesloten-lusregeling om de spanningsafwijking te regelen op het roosterverbindingspunt binnen ± 2%, wat 60%beter is dan gedecentraliseerde controle en verhoogt het fotoovoltaïsche vermogen van het lokale vermogen met 20%.
3 scenario -implementatie: bidirectionele doorbraak tussen grote energiecentrales en gedistribueerde clusters
De toepassing van grootschalige clusters van grondstations. Een 2GW fotovoltaïsche basis in de provincie Qinghai neemt een clusterarchitectuur over van "1 centrale controller +20 regionale controllers +2000 omvormers" om een nauwkeurige aanpassing van actieve/reactief vermogen te bereiken. Wanneer het vermogensnet een vermindering van de output met 20% vereist, voltooit het systeem de vermogensallocatie van alle omvormers in slechts één minuut, met een afwijking van minder dan 3%, die voldoen aan de vereisten van het Northwest Power Grid voor "meetbare, controleerbare en verstelbare" nieuwe energie.
Het "virtuele energiecentrale" -model van gedistribueerde fotovoltaïscheën. Het "fotovoltaïsche cluster op het dak" in Europa neemt deel aan elektriciteitsmarkttransacties door aangesloten grid -verbonden omvormers te verzamelen van duizenden huishoudens . 500 gedistribueerde fotovoltaïsche huishoudens in een gemeenschap in een gemeenschap in Nederland, onder de planning van een clustersysteem, collectief vrijgegeven 1 MW van actieve kracht tijdens piekverbruik. De verkregen hulpdiensten worden door gebruikers gedeeld op basis van de hoeveelheid gegenereerde elektriciteit, met een gemiddelde jaarlijkse toename van 150 euro per huishouden. Dit model maakt verspreide kleine fotovoltaïscheën een betrouwbare "virtuele stroombron" voor het power grid.
De clustering van rasterverbonden omvormers is in wezen de evolutie van nieuwe energievermogen van "apparatuuraggregatie" tot "intelligente systemen". Met de integratie van digitale tweelingen, Edge Computing en andere technologieën, zal het toekomstige clustersysteem in staat zijn om generaties binnen 24 uur te voorspellen, vooraf stroomplannen te formuleren en te reageren op de roostervraag in coördinatie met windenergie en energieopslag. De opkomst van deze 'collectieve intelligentie' zal een betrouwbaardere en economische stabiele ondersteuning bieden voor roosters met een hoge verhouding hernieuwbare energie.