Тщательно рассчитанная подача тока позволит ветряным электростанциям работать, несмотря на неожиданные скачки напряжения в электросетях.
Исследователи из Сколтеха, Шаньдунского университета и ORE Catapult предложили способ стабилизации ветряных электростанций в условиях перенапряжения, когда перекосы в электросети, вызывающие скачки напряжения, могут временно вывести из строя ветряные турбины. Команда описывает, как точно откалиброванные вводы реактивного тока могут обеспечить непрерывную выработку чистой электроэнергии, несмотря на кратковременные скачки напряжения в системе. Об исследовании сообщается в International Journal of Electrical Power & Energy Systems.
Ветер — это чистый, но по своей природе переменный и прерывистый источник энергии. Чтобы выдерживать колебания скорости ветра и непрерывно вырабатывать электроэнергию, турбины оснащены так называемой силовой электроникой.
Тем не менее, в то время как силовая электроника отлично подходит для работы с переменными скоростями ветра, они сами уязвимы для другого вида дисбаланса, который может возникнуть в энергосистеме: пониженное и повышенное напряжение. Это может привести к повреждению чувствительных компонентов силовой электроники, прекращению производства электроэнергии и снабжению потребителей.
Главный исследователь исследования, профессор Сколтеха Владимир Терзия, объясняет: «Представьте, что у вас есть несколько генераторов, одновременно подключенных к сети. Все они поставляют энергию, которая потребляется потребителями. Это сложная система, которая составляет важнейшую часть инфраструктуры нашего общества. В любой момент времени в точке, где подключен генератор, могут присутствовать различные условия: рабочее напряжение может быть номинальным, что желательно, или оно может быть ниже или выше из-за того, что происходит в другом месте сети».
Всплески и провалы напряжения такого рода обычно носят кратковременный характер, но без адекватных стратегий преодоления они все же могут вывести турбину из строя, повредив ее чувствительную силовую электронику . Чтобы избежать этого, генератор должен автоматически отключаться, когда ожидается пониженное или повышенное напряжение, но это означает, что электроэнергия не будет вырабатываться в течение некоторого времени, и некоторые другие электростанции должны будут компенсировать эту недостающую энергию — возможно, путем сжигания ископаемого топлива. топлива.
Именно этой проблеме посвящено исследование Терзии и соавторов. «Инженеры уже убедились, что генераторы могут выдерживать пониженное напряжение, которое сохраняется в течение нескольких секунд без отключения, поэтому в настоящее время условия перенапряжения представляют собой большую проблему», — прокомментировал исследователь. «Наше решение состоит в том, чтобы реагировать на неизбежные скачки напряжения путем подачи реактивного тока в сеть, и в документе объясняется, как реализовать этот подход надежным и безопасным образом, гарантируя, что подача электроэнергии не будет прервана, а система не получит повреждений».
Таким образом, исследователи показали способ «переждать» перенапряжение, а не «переждать» его, временно отключив турбину. Благодаря максимальному увеличению времени безотказной работы ветряных генераторов эта стратегия делает возобновляемую энергию более экономичной и еще больше снижает нашу зависимость от неэкологичных ископаемых видов топлива , гарантируя, что ветряные электростанции могут продолжать работать даже в неблагоприятных условиях сети и использовать каждый бит доступной зеленой энергии.
