1

Тема: Работа генератора в распределительной сети.

Возникла такая, проблема, кто-то может прокомментировать:
"Генератор" (инвертер солнечной электростанции), подключен в распределительную сеть. Мощность генератора ограничена, так как при работе на полной мощности он вызывает недопустимое повышение напряжения в сети. Собственник хочет поставить перед генератором автотрансформатор. ИМХО, пользы не будет.
Отсюда два вопроса:
1. Если в общем, как будет реагировать генератор и как будут меняться напряжения перед тр-ром и после при работе АПР? Контроллер генератор настроен на выдачу определенной активной мощности.
2. Как это рассчитать точно,  где-то есть примеры?

2

Re: Работа генератора в распределительной сети.

VLAX писал(а):
2021-12-14 10:06:38

Собственник хочет поставить перед генератором автотрансформатор.

А смысл? Ток потечёт или если напряжение генератора (после трансформатора) больше, чем напряжение сети, или углы между напряжениями отличаются. Угол (косинус фи) инверторы держат близким к 1,0. Остаётся повышать напряжение. Иначе мощность не выдать, хоть пять автотрансформаторов поставь. Тут надо менять точку присоединения к сети.

Чему бы грабли не учили, а сердце верит в чудеса

3

Re: Работа генератора в распределительной сети.

SVG писал(а):
2021-12-14 10:24:37

Угол (косинус фи) инверторы держат близким к 1,0

Не спец в солнечной генерации.

cosФ это между U и I? Этот угол не должен иметь отношения к углу между двумя напряжениями U1 и U2.

VLAX писал(а):
2021-12-14 10:06:38

Мощность генератора ограничена, так как при работе на полной мощности он вызывает недопустимое повышение напряжения в сети

А там нет какой-то автоподстройки уровня напряжения?

4

Re: Работа генератора в распределительной сети.

VLAX писал(а):
2021-12-14 10:06:38

Контроллер генератор настроен на выдачу определенной активной мощности.

Если сеть не в состоянии потребить эту мощность - хоть что поставь... РПН понизит напряжение, тем самым снизит выдаваемую мощность, контроллер добавит снова....
Выше писали - менять точку подключения.

5 (2021-12-14 13:36:04 отредактировано ПАУтина)

Re: Работа генератора в распределительной сети.

VLAX писал(а):
2021-12-14 10:06:38

инвертер солнечной электростанци

Так получается СЭС - инвертор - сеть!
подключение трансформатора вообще мёртвому припарка (мягко сказано).
Запросите характеристику самих солнечных батарей.
Выглядит она примерно так: по осям х - -Q .....+Q, y - P от 0.... максимума Р, прямоугольник от 0,1Р до 0,9Р, т.е. регулирование реактивной мощности производится инвертором, в принципе по аналогии с синхронным генератором. Допустим избыток солнца, СЭС выдаст свою активную мощность, а реактивная будет выдаваться как пожелаете от -Q .....+Q, т.е.  можно задавать от требуемого напряжения. (если завтра найду пришлю)
если солнце мало, то чем-то придётся жертвовать либо выдать акт.мощность, либо регулировать напряжения - типа синхронный компенсатор.
Поэтому, еще первым делом нужно посмотреть настройки самого инвертора, если повышается напряжение значит нужно ограничить реактивную мощность...

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6 (2021-12-14 13:55:38 отредактировано VLAX)

Re: Работа генератора в распределительной сети.

Отвечу сразу всем. Мне в целом понятно, что это работать не будет.
Весь ералаш из-за коммерции, т.к клиенту невыгодно выдавать в сеть реактивную мощность, он  теряет на этом деньги (увеличивая отдачу реактивной мощности, он ограничивает максимально возможную активную), вот он и ищет варианты.  Хотелось бы на цифрах показать.
Имхо, можно ограничить напряжение поставив ступенчатый реактор.

7

Re: Работа генератора в распределительной сети.

Вооот, вся проблема в том, что расчеты ведутся только за актив. Генерации невыгодно генерить реактив, потребителям пофиг на компенсацию реактива... Раньше как-то заставляли потребителей хотя бы ставить конденсаторные установки. Выход один - определить тариф за реактив и сделать его кратно больше актива. Чоп потребителю стало выгодно компенсировать.

8

Re: Работа генератора в распределительной сети.

VLAX писал(а):
2021-12-14 13:53:42

Отвечу сразу всем. Мне в целом понятно, что это работать не будет.
Весь ералаш из-за коммерции, т.к клиенту невыгодно выдавать в сеть реактивную мощность, он  теряет на этом деньги (увеличивая отдачу реактивной мощности, он ограничивает максимально возможную активную), вот он и ищет варианты.  Хотелось бы на цифрах показать.
Имхо, можно ограничить напряжение поставив ступенчатый реактор.

Не совсем понятно, зачем нештатными средствами ограничивать выдачу мощности.
Инвертор же может полностью регулировать выдачу реактивки в диапазоне от -Qmax до Qmax (с учетом перегрузки по полной мощности). Выставить настройку на Q=0 и все. Или я что-то глобально не понимаю?

9

Re: Работа генератора в распределительной сети.

n00buK писал(а):
2021-12-14 15:38:40

Не совсем понятно, зачем нештатными средствами ограничивать выдачу мощности.
Инвертор же может полностью регулировать выдачу реактивки в диапазоне от -Qmax до Qmax (с учетом перегрузки по полной мощности). Выставить настройку на Q=0 и все. Или я что-то глобально не понимаю?

Так ну так не хватит мощности. Насколько я понимаю PQ диаграмму, что при опередленном уровне выдаваемой Q придется снижать P.

10

Re: Работа генератора в распределительной сети.

VLAX писал(а):
2021-12-14 16:43:48

Так ну так не хватит мощности. Насколько я понимаю PQ диаграмму, что при опередленном уровне выдаваемой Q придется снижать P.

Все равно непонятно.

Вот есть обычный генератор. cosФ ему регулируется возбуждением (ЭДС E1), если он работает на другую систему (ЭДС E2).
ЭДС E1 повысили, и там получается перекашивает dU=E1-E2, и ток, условно перпендикулярный (угол линии примерно 70-90 градусов) dU, тоже перекашивает, и появляется угол между U и I в месте установки генератора. ЭДС E1 понизили - dU начинает перекашивать в другую сторону. В зависимости от того, как перекосило, меняется Q. cosФ=0 это, как я понимаю, специальная регулировка тока возбуждения.

Но чтобы генератор начал выдавать больше активной мощности, нужно изменить ему момент на валу. И тогда он отклонится по углу относительно других генераторов системы, и пойдет актив. При этом начнет ползти частота вверх, и на ведущей по частоте станции (в сети) регулятор начинает сбрасывать мощность. Т.е. в итоге поменялась пропорция загрузки генераторов - система меньше, наш генератор - больше, отсюда угол между роторами генераторов.

Если брать СЭС, то что-то непонятно - у вас условно он выдает повышенное напряжение за счет того, что в контроллере поставили завышенную уставку по напряжению. Но контроллер не вырабатывает электричество, его вырабатывает СЭС, т.е. активную мощность можно увеличить только за счет повышения мощности самой генерирующей установки. Получается, у вас она просто не вырабатывает сколько надо?
Если повысить напряжение, то активная мощность увеличится за счет того, что по сети пойдет какой-то уравнительный, греющий провода переток.

Я хз, как там устроен этот контроллер, каким образом он сам по себе работает? Я так понимаю, на входе постоянный ток, он открывает полупроводниковые ключи в какой-то момент времени, и формирует синусоиду. Может, там не мощность должна быть параметром, задающим время отпирания ключей, а, допустим, ток?
К производителю контроллера не обращались?

11

Re: Работа генератора в распределительной сети.

retriever писал(а):
2021-12-14 18:44:08

Все равно непонятно.

Вот есть обычный генератор. cosФ ему регулируется возбуждением (ЭДС E1), если он работает на другую систему (ЭДС E2).
ЭДС E1 повысили, и там получается перекашивает dU=E1-E2, и ток, условно перпендикулярный (угол линии примерно 70-90 градусов) dU, тоже перекашивает, и появляется угол между U и I в месте установки генератора. ЭДС E1 понизили - dU начинает перекашивать в другую сторону. В зависимости от того, как перекосило, меняется Q. cosФ=0 это, как я понимаю, специальная регулировка тока возбуждения.

Но чтобы генератор начал выдавать больше активной мощности, нужно изменить ему момент на валу. И тогда он отклонится по углу относительно других генераторов системы, и пойдет актив. При этом начнет ползти частота вверх, и на ведущей по частоте станции (в сети) регулятор начинает сбрасывать мощность. Т.е. в итоге поменялась пропорция загрузки генераторов - система меньше, наш генератор - больше, отсюда угол между роторами генераторов.

Если брать СЭС, то что-то непонятно - у вас условно он выдает повышенное напряжение за счет того, что в контроллере поставили завышенную уставку по напряжению. Но контроллер не вырабатывает электричество, его вырабатывает СЭС, т.е. активную мощность можно увеличить только за счет повышения мощности самой генерирующей установки. Получается, у вас она просто не вырабатывает сколько надо?
Если повысить напряжение, то активная мощность увеличится за счет того, что по сети пойдет какой-то уравнительный, греющий провода переток.

Я хз, как там устроен этот контроллер, каким образом он сам по себе работает? Я так понимаю, на входе постоянный ток, он открывает полупроводниковые ключи в какой-то момент времени, и формирует синусоиду. Может, там не мощность должна быть параметром, задающим время отпирания ключей, а, допустим, ток?
К производителю контроллера не обращались?

Проблема не в том что генератор держит повышенное напряжение, а в том что ток передаваемый по ЛЭП от генератора вызывает рост напряжения на сопротивлении ЛЭП: dU=IZ=(Ia+jIx)(R+jX).  Теоретически, в контроллере есть функция поддержки назначенного уровня напряжения, в этом случае я понимаю "генератор" выдает в сеть помимо активного еще и индуктивный ток, т.е повышение напряжения за счет активного компонента компенсируется реактивным, но при генерации реактивной мощности, снижается максимально допустимый уровень активной, т.к Smax превышать нельзя.

12 (2021-12-14 23:23:23 отредактировано RF7000)

Re: Работа генератора в распределительной сети.

Совсем не обязательно. Вот векторная диаграмма падения напряжения в линии связи (поперечной ёмкостью для простоты пренебрегаем). В узел 1 выдаём только активную мощность (ток совпадает с напряжением). Получается, что напряжение в начальном узле 1 будет выше напряжения в узле 2 только при условии что активное сопротивление сети значительно. А если оно мало, а выдаваемая мощность будет велика, то U1 даже меньше U2 окажется.
http://rzia.ru/uploads/images/10358/a84c9228eade10989250bc032f7cd701.jpg http://rzia.ru/uploads/images/10358/a84c9228eade10989250bc032f7cd701.jpg

13 (2021-12-15 01:39:46 отредактировано ПАУтина)

Re: Работа генератора в распределительной сети.

VLAX писал(а):
2021-12-14 10:06:38

Как это рассчитать точно,  где-то есть примеры?

вот хар-ки действующих некоторых СЭС Крыма
а эффект от трансформатора всё же будет - очень хороший сглаживающий полосовой фильтр от 35 ... 65 Гц, в общую цепь добавится индуктивность, что скомпенсирует избыточную ёмкость, но не более

Ещё раз, нужно бороться с причиной, а не следствием, т.е. ищите проблему в преобразователе. Его ресурс по реактивной мощности таков, что бы СЭС всегда могла выдать всю активную мощность в соответствии с текущей интенсивностью солнечного освещения, а если с напряжением что-то не так, то значит он не так и регулирует!

Post's attachments

P-Q_СЭС.pdf 1.13 Мб, 21 скачиваний с 2021-12-15 

You don't have the permssions to download the attachments of this post.

14

Re: Работа генератора в распределительной сети.

RF7000 писал(а):
2021-12-14 23:23:01

, то U1 даже меньше U2 окажется.

Только ток туда не потечёт, а так оно конечно

Чему бы грабли не учили, а сердце верит в чудеса

15

Re: Работа генератора в распределительной сети.

RF7000 писал(а):
2021-12-14 23:23:01

Совсем не обязательно. Вот векторная диаграмма падения напряжения в линии связи (поперечной ёмкостью для простоты пренебрегаем). В узел 1 выдаём только активную мощность (ток совпадает с напряжением). Получается, что напряжение в начальном узле 1 будет выше напряжения в узле 2 только при условии что активное сопротивление сети значительно. А если оно мало, а выдаваемая мощность будет велика, то U1 даже меньше U2 окажется.
http://rzia.ru/uploads/images/10358/a84c9228eade10989250bc032f7cd701.jpg http://rzia.ru/uploads/images/10358/a84c9228eade10989250bc032f7cd701.jpg

В длинных сетях активный компонент сопротивления довольно высокий (20км воздушки дает 10+j8). Плюс, при наличии кабелей огромную роль играет емкостной ток.

16

Re: Работа генератора в распределительной сети.

VLAX писал(а):
2021-12-14 20:57:36

а в том что ток передаваемый по ЛЭП от генератора вызывает рост напряжения на сопротивлении ЛЭП: dU=IZ=(Ia+jIx)(R+jX). 

Ток здесь не при чем.
Вообще-то U2=U1-(Ia+jIx)(R+jX), и то, насколько изменится напряжение, зависит от того, какой у тока угол. И необязательно там будет повышение, может быть и понижение, и сохранение по модулю значения - но с перекосом угла.

http://rzia.ru/uploads/images/4731/20099224d835d8acf95ca95231816e5e.png http://rzia.ru/uploads/images/4731/20099224d835d8acf95ca95231816e5e.png

Т.е. чтобы у вас была "генерация реактива", нужно, чтобы ЭДС станции по модулю была больше эквивалентной ЭДС сети (генераторы_сети||нагрузке)
А чтобы было "потребление реактива", нужно, чтобы ЭДС станции по модулю была меньше эквивалентной ЭДС сети.

А для активной мощности нужно развести ЭДС сети и станции по углу. На обычных генераторах это делается увеличением вращающего момента на валу (т.е. сжигается больше топлива и генератор больше генерит энергии). Здесь - как это делается на СЭС - могу только догадываться. Но формально, по физике - должно быть больше света на панели. Если солнца нет, то никакой преобразователь не поможет.

Есть подозрение, что панели СЭС, грубо говоря, заряжают какой-то конденсатор, возможно, до фиксированного уровня напряжения (напряжение на фотоэлементах зависит от освещенности и оно разное, поэтому должна быть какое-то приведение к нормальному уровню напряжения)
Потом этот конденсатор разряжается через инвертерные ключи в сеть (с переменой полярности). И угол отпирания (т.е. момент времени, когда они переключаются) определяет соотношение фазовых углов ЭДС станции относительно сети, т.е. активную мощность.
Модуль напряжения хз как регулируется, возможно, напряжение изначально выдается повышенное и специальный преобразователь его дополнительно регулирует.

17 (2021-12-15 14:20:02 отредактировано RF7000)

Re: Работа генератора в распределительной сети.

VLAX писал(а):
2021-12-15 13:41:46

В длинных сетях активный компонент сопротивления довольно высокий (20км воздушки дает 10+j8). Плюс, при наличии кабелей огромную роль играет емкостной ток.

А можете озвучить тогда примерные эквивалентные параметры сети, приведённые к вашим шинам? Ну и мощность вашей установки? Чтобы мы все тут более предметно рассуждали.

retriever писал(а):
2021-12-15 14:00:22

Потом этот конденсатор разряжается через инвертерные ключи в сеть (с переменой полярности). И угол отпирания (т.е. момент времени, когда они переключаются) определяет соотношение фазовых углов ЭДС станции относительно сети, т.е. активную мощность.
Модуль напряжения хз как регулируется, возможно, напряжение изначально выдается повышенное и специальный преобразователь его дополнительно регулирует.

В инверторах обычно ШИМ применяют. И управляют очень часто через ЭДС инвертора (которая определяется коэффициентом модуляции ШИМ) и углом между этой ЭДС и напряжением на стороне переменного тока за реактором. Т.е. с точки зрения математики получается та же самая синхронная машина.

18 (2021-12-16 01:21:37 отредактировано ПАУтина)

Re: Работа генератора в распределительной сети.

retriever писал(а):
2021-12-15 14:00:22

Есть подозрение, что панели СЭС, грубо говоря, заряжают какой-то конденсатор, возможно, до фиксированного уровня напряжения (напряжение на фотоэлементах зависит от освещенности и оно разное, поэтому должна быть какое-то приведение к нормальному уровню напряжения)


Это не подозрение, а так оно и есть, а как иначе?
Солнечные элементы заряжают конденсаторы и собственно они уже являются источником-буфером-аккумулятором, а не сами солнечные элементы, т.к. их параметры не стабильны в принципе, а БСК причём является относительно мощным источником постоянного тока - батарейка, так что бы можно было получить в течении скажем нескольких минут заданное значение напряжения с требуемым током. А вот задача преобразователя уже обеспечить согласование параметров СЭС и сети.
Путём формирования нужных углов и частоты импульсов инвертор может сформировать напряжение с требуемыми синусоидами (индуктивность или ёмкость), лишь бы конденсатор имел хоть какую-то энергию.
Ещё одно пояснение. Задача инвертора от одного источника - конденсатора получить  ТРИ фазы синусоид А-В-С! а если не будет промежуточного накопителя, то выходит нужно ставить соответственно и ТРИ группы солнечных элементов - СЭС фазы А, СЭС фазы В, ....?! а как потом их синхронизировать под углы 120гр.?!

19

Re: Работа генератора в распределительной сети.

Полное сопротивление сети на клеммах подключения генератора 15+j25 (приведено к 22 кВ), мощность генератора 1,6 МВт.

Кстати, что то я запутался в формуле U2=U1-(Ia+jIx)(R+jX) в случае генератора нужно нужно менять оба знака -Ia-jIx (если реактивная часть тока генератор индуктивная)?

20

Re: Работа генератора в распределительной сети.

VLAX писал(а):
2021-12-16 13:03:48

Полное сопротивление сети на клеммах подключения генератора 15+j25 (приведено к 22 кВ), мощность генератора 1,6 МВт.

Кстати, что то я запутался в формуле U2=U1-(Ia+jIx)(R+jX) в случае генератора нужно нужно менять оба знака -Ia-jIx (если реактивная часть тока генератор индуктивная)?

Ток надо брать, как замерен - направление "из генератора в сеть". Фаза его считается относительно какой-то опорной величины. Фаза напряжения U1 -тоже (если само напряжение и есть опорная величина, то его фаза 0).
U2=U1-Z*I

Напишите, какое напряжение и какой ток ("из генератора в сеть") - комплексы.
Сопротивление сети считать бесполезно, если это сеть с многосторонним питанием (т.е. есть генерация со стороны сети), то Z=U/I это величина, имеющая слабое отношение к сопротивлению нагрузки потребителей.
Скорее всего, у вас ВД №2 из рисунка в #16.