Với sự tiến bộ không ngừng của khoa học và công nghệ, nhiều chức năng mới sẽ được thêm vào các bộ biến tần được phát triển và sản xuất. Đặc biệt, các giải pháp hệ thống được thiết kế cho các nhà máy điện trên mái nhà và trên mặt đất thương mại quy mô lớn trong những năm gần đây thường yêu cầu điều chỉnh và bù công suất do yêu cầu của công ty lưới điện. Thông qua kế hoạch linh hoạt của nhà thiết kế hệ thống, kết hợp với lợi thế bù công suất tác dụng và phản kháng của biến tần, nhà thiết kế có thể tích hợp hiệu quả cao nhất để tăng tính ổn định của lưới điện. Bài viết này chủ yếu thảo luận về công nghệ bù công suất phản kháng vào ban đêm, thường được gọi là Q vào ban đêm.

P là gì? Q là gì?

Thông số kỹ thuật của biến tần có giá trị công suất định mức Power (W) – đây cũng là chỉ số quan trọng nhất để phân biệt công suất của biến tần. Công suất này là điện áp phía AC nhân với dòng điện. Khi đạt được giá trị cực đại và cực tiểu của điện áp và dòng điện tại cùng một thời điểm, công suất cực đại sẽ được tạo ra, đây cũng chính là giá trị công suất đầu ra cực đại của biến tần.

Hình 1: Sơ đồ sóng hình sin 100% công suất hoạt động: Khi điện áp và dòng điện tăng và giảm cùng một lúc, công suất được tạo ra (khối màu xám) dao động trong khoảng từ 0 đến 100% và giá trị trung bình trở thành P (W) sau một thời gian dài thời gian.

Biến tần quang điện sẽ phát hiện phía AC trước khi nó được kết nối thành công với lưới và nó có thể được kết nối với lưới để tạo ra điện khi có loại sóng AC như trong hình trên. Nhưng trên thực tế, điện áp và dòng điện được phát hiện sẽ không tăng và giảm cùng một lúc mà sẽ có một khoảng cách thời gian - còn được gọi là lệch pha. Điều này là do trong lưới điện ngoài đời thực, đường dây truyền tải điện từ nhà máy điện ở xa đến tải của người dùng sẽ làm cho dòng điện hoặc điện áp tăng hoặc giảm. Khi có khoảng cách giữa hai bên, công ty lưới điện cần bổ sung năng lượng bổ sung để đáp ứng nhu cầu của thiết bị đầu cuối và mức tăng thêm này được gọi là công suất phản kháng, là Q (Var).

Hình 2: Sơ đồ sóng sin 100% công suất phản kháng: Khi chênh lệch giữa điện áp và dòng điện đạt 90 độ, P trung bình = 0 và Q (Var) đạt 100%

Hình 3: Sơ đồ sóng hình sin bình thường của lưới điện: Khi điện áp và dòng điện dịch chuyển nhẹ, phần lớn công suất tác dụng P vẫn có màu xám. Công suất phản kháng Q là phần màu vàng

Tổng công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q là công suất biểu kiến ​​S. Cần lưu ý rằng chúng không được cộng đơn giản mà được cộng dưới dạng véc tơ: công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q tạo thành cạnh huyền của một tam giác vuông tương ứng với công suất biểu kiến ​​S. Cosin của góc giữa công suất tác dụng và công suất biểu kiến ​​là hệ số công suất lệch pha φ.

Tác dụng của Q là gì?

Các tải khác nhau mà mọi người sử dụng ngày nay, bao gồm bộ sạc máy tính, máy sấy tóc, bóng đèn tiết kiệm năng lượng và đồ nội thất lớn có động cơ, bao gồm máy giặt, máy khoan điện, v.v., sẽ gây ra sự lệch pha. Đối với các công ty lưới điện, công suất phản kháng (Q) làm giảm hiệu quả cung cấp điện của máy phát và lưới điện, đồng thời gây tổn thất điện áp đường dây và tổn thất điện năng. Do đó, lưới điện phải lắp đặt một số trạm biến áp hoặc đuôi cáp tốn kém. Thiết bị bù công suất phản kháng để ổn định lưới điện.

Các thiết bị bù này được chia thành chế độ tĩnh hoặc động để tạo ra công suất phản kháng. Tĩnh đề cập đến điểm đặt công suất phản kháng được chỉ định bởi công ty lưới điện mà không xem xét các yêu cầu khác tại chỗ. Bù động là điều chỉnh công suất phản kháng cần thiết kịp thời dựa trên dữ liệu phụ tải và bộ nạp tại chỗ. Trong quá trình truyền tải điện, biến tần trong nhà máy quang điện, nếu có thể kiểm soát hiệu quả công suất tác dụng và phản kháng, thì đây là lựa chọn bù hoàn hảo nhất cho công ty lưới điện.

Theo yêu cầu của các lưới điện trên toàn thế giới, các bộ biến tần cho các nhà máy quang điện trung và cao áp cần phải kiểm soát hệ số công suất để tận dụng hết công suất của lưới điện trên toàn thế giới. Đức quy định các nhà máy điện mặt trời trung áp phải có chức năng điều khiển này từ năm 2009. SMA là nhà sản xuất đầu tiên trên thế giới phát triển chức năng này cho các bộ biến tần và đã hợp tác lâu dài với công ty lưới điện của Đức. Dựa trên kinh nghiệm tích lũy lâu dài, biến tần SMA có thể điều chỉnh hệ số công suất thông qua các phương pháp điều khiển sau để cung cấp cho công ty lưới điện hiệu quả bù công suất phản kháng tốt nhất:

Q(V): Điều chỉnh công suất phản kháng theo điện áp lưới Q(P): Điều chỉnh công suất phản kháng theo công suất tác dụng của biến tần Q(S): Điều chỉnh công suất phản kháng theo công suất biểu kiến ​​PF(P): Điều chỉnh theo hệ số công suất Công suất tác dụng (0 lead to 0 lag) PFext: Điều chỉnh hệ số công suất theo tín hiệu Modbus bên ngoài (hệ thống SCADA) Qext: Điều chỉnh công suất phản kháng ra theo tín hiệu Modbus bên ngoài (hệ thống SCADA)

Biến tần có được bù vào ban đêm không?

Biến tần được khởi động bởi phía DC được cung cấp bởi bảng quang điện vào các ngày trong tuần. Với chức năng "bù công suất phản kháng ban đêm", biến tần có thể duy trì kết nối với lưới điện công cộng ở phía AC cả đêm và chỉ tiêu thụ một lượng nhỏ công suất tác dụng từ lưới điện. Các thành phần bên trong cung cấp năng lượng, sau đó cung cấp công suất phản kháng thuần theo yêu cầu của công ty lưới điện dưới dạng bù. Sau đây là các bước làm việc chính của biến tần:

1. Khi trời không đủ nắng khiến biến tần phát công suất quá thấp, biến tần sẽ chuyển từ chế độ vận hành hòa lưới bình thường sang vận hành “bù công suất phản kháng ban đêm”. Biến tần cung cấp công suất phản kháng theo cài đặt tham số tĩnh hiện có hoặc nhận hướng dẫn động từ công ty lưới điện. Vì trạng thái này cũng có thể xảy ra vào ban ngày nên công tắc DC bên trong biến tần trước tiên được giữ ở trạng thái đóng để tránh thời gian chuyển đổi không cần thiết.

2. Nếu biến tần đã được vận hành ở chế độ "Bù công suất phản kháng ban đêm" trong một giờ, hoặc dòng điện một chiều giảm xuống dưới giá trị âm, công tắc DC sẽ được bật. Biến tần tiếp tục cung cấp công suất phản kháng.

3. Sau khi bật công tắc DC, nếu điện áp và tần số phía lưới nằm ngoài phạm vi và khiến nguồn cấp công suất phản kháng bị gián đoạn, mạch DC sẽ được nạp trước để giảm áp lực lên các linh kiện điện tử. Quá trình này không mất hơn một phút.

4. Sau khi mạch DC được nạp đầy, công tắc tơ AC sẽ đóng lại và biến tần sẽ giám sát các giới hạn của lưới điện. Nếu tất cả các yêu cầu cấp nguồn được đáp ứng, biến tần sẽ tiếp tục cấp công suất phản kháng trong vòng một phút.

5. Trong khi bộ biến tần cung cấp công suất phản kháng, bộ biến tần sẽ liên tục kiểm tra xem nó có đáp ứng các điều kiện để nối lưới công suất tác dụng hay không. Nếu trở về ban ngày đáp ứng yêu cầu hòa lưới đủ nắng, Inverter sẽ tắt công tắc DC và chuyển sang chế độ vận hành hòa lưới bình thường.

JUNLEE thành lập "Trung tâm nghiên cứu năng lượng" với nhiều sản phẩm Công nghệ cao hơn. Hơn 100 kỹ sư đã cung cấp các giải pháp một cửa kịp thời và hiệu quả.
Sứ mệnh của họ là phấn đấu mang lại nguồn năng lượng xanh cho thế giới.
Để tìm hiểu thêm về pin Li-ion, vui lòng tham khảo https://www.junleepower.com/