বায়ু এবং সৌর নতুন শক্তির ক্রমবর্ধমান অনুপ্রবেশ এবং ঐতিহ্যগত সিঙ্ক্রোনাস ইউনিটগুলির ক্রমাগত ডিকমিশনিংয়ের সাথে, পাওয়ার সিস্টেমগুলি প্রবেশ করছেকম-জড়তা যুগ. ফটোভোলটাইক এবং শক্তি সঞ্চয়ের জন্য পাওয়ার কনভার্সন সিস্টেম (পিসিএস), ইনভার্টার ভিত্তিক পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইস হিসাবে, কোন ঘূর্ণায়মান রোটার নেই এবং কোন প্রাকৃতিক ঘূর্ণন জড়তা নেই। একবার পাওয়ার গ্রিডের ব্যাঘাত ঘটলে, ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনের হার (RoCoF) দ্রুত বৃদ্ধি পাবে, সহজেই ক্যাসকেডিং ফল্ট এবং বড়-স্কেল অফ-গ্রিড ইভেন্টগুলিকে ট্রিগার করবে।
এর মূল প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটিগ্রিড-গঠন (GFM) PCSহয়সিন্থেটিকসিঙ্ক্রোনাস জেনারেটর (ভিএসজি) অ্যালগরিদম. এটি সফ্টওয়্যারে সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরগুলির রটার গতি সমীকরণ সমাধান করে এবং কোডের মাধ্যমে সিন্থেটিক ঘূর্ণন জড়তা তৈরি করে, যা স্থির শক্তি ইলেকট্রনিক সরঞ্জামগুলিকে প্রচলিত বাষ্প বা জলবিদ্যুৎ উত্পাদন ইউনিটের মতো জড়তা সমর্থন সরবরাহ করতে সক্ষম করে। দুর্বল গ্রিড পরিস্থিতিতে শক্তি সঞ্চয়ের স্থিতিশীল অপারেশনের জন্য এটিও মূল চাবিকাঠি।
I. VSG এর মৌলিক নীতিসিন্থেটিক জড়তা
প্রচলিত সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরগুলি বিশাল রোটারে সঞ্চিত গতিশক্তির উপর নির্ভর করে। যখন গ্রিড ফ্রিকোয়েন্সি কমে যায়, তখন রোটর দ্রুত কম্পাঙ্কের তারতম্যকে বাধা দেওয়ার জন্য গতিশক্তি ছেড়ে দেয়; যখন ফ্রিকোয়েন্সি বেড়ে যায়, তারা ফ্রিকোয়েন্সি স্পাইকগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করতে অতিরিক্ত শক্তি শোষণ করে, মূলত একটি শারীরিক ফ্লাইহুইল প্রভাব তৈরি করে।
VSG যান্ত্রিক উপাদানের উপর নির্ভর করে না। পরিবর্তে, এটি PCS কন্ট্রোলারের ভিতরে রটার গতি সমীকরণ সমাধান করে:
J: সিন্থেটিকজড়তার মুহূর্ত(সফ্টওয়্যার পরামিতি দ্বারা কনফিগার করা)
Pₘ: সিন্থেটিক যান্ত্রিক শক্তি রেফারেন্স
Pₑ: PCS এর প্রকৃত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক পাওয়ার আউটপুট
D: সিন্থেটিক ড্যাম্পিং সহগ
ω: PCS এর অভ্যন্তরীণ সিন্থেটিক কৌণিক বেগ
ωg: মাপা গ্রিড কৌণিক বেগ
যখন পাওয়ার গ্রিডে বিদ্যুতের ঘাটতি দেখা দেয় এবং গ্রিডের কৌণিক বেগ ωg হ্রাস পায়, তখন সমীকরণে একটি ভারসাম্যহীন শক্তি শব্দ উপস্থিত হয়। কন্ট্রোলার অবিলম্বে শক্তি সঞ্চয় ব্যাটারি থেকে বৈদ্যুতিক শক্তি আঁকে এবং অতিরিক্ত জড়তা শক্তি আউটপুটফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনের হার সীমিত করুন (RoCoF)এবং ফ্রিকোয়েন্সি ড্রপ মন্থর করুন। বিপরীতভাবে, শক্তি উদ্বৃত্ত এবং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির ক্ষেত্রে, পিসিএস দ্রুত ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি দমন করার জন্য অতিরিক্ত শক্তি শোষণ করে।
২. সাধারণ VSG বিশ্লেষণসিন্থেটিক জড়তাকোড (MATLAB উদাহরণ)
নীচে সিন্থেটিক জড়তা নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি সাধারণ বাস্তবায়ন কোড রয়েছে:
|
matlab |
সিন্থেটিক জড়তা সময় ধ্রুবক Tᵥᵢᵣₜ সংজ্ঞায়িত করুন, সাধারণত 2~8 সেকেন্ড থেকে, জড়তা সমর্থনের শক্তি প্রতিনিধিত্ব করে;
রেট করা ফ্রিকোয়েন্সি থেকে বেস কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি ωbₐₛₑ গণনা করুন, তারপর জড়তার সিন্থেটিক মুহূর্তটি বের করুন Jᵥᵢᵣₜ ;
পরপর দুটি টাইমস্ট্যাম্পে নমুনা গ্রিড ফ্রিকোয়েন্সি এবং কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনের হার dω/dt (RoCoF এর সাথে সম্পর্কিত);
Jᵥᵢᵣₜ এবং কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি প্রকরণ হার ব্যবহার করে অতিরিক্ত জড়তা শক্তি Pᵢₙₑᵣₜᵢₐ গণনা করুন;
চূড়ান্ত PCS আউটপুট পাওয়ার কমান্ড Pᵣₑfₜₒₒₜₐₗ পেতে মূল পাওয়ার রেফারেন্স Pᵣₑf-এ জড়তা শক্তিকে সুপারপোজ করুন।
|
মূল পয়েন্ট:জড়তা শক্তির প্রতিক্রিয়া গতি PCS হার্ডওয়্যারের সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা নির্ধারিত হয়. প্রথাগত সিলিকন IGBT-ভিত্তিক PCS শুধুমাত্র 3~5 kHz এর সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি অর্জন করে, শত শত মাইক্রোসেকেন্ড পর্যন্ত নিয়ন্ত্রণ লেটেন্সি এবং সিন্থেটিক জড়তায় সুস্পষ্ট ফেজ ল্যাগ। বিপরীতে, GFM PCS SiC মডিউল গ্রহণ করে 100 kHz স্তরে সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ায়, নিয়ন্ত্রণ লেটেন্সি প্রায় এক ডজন মাইক্রোসেকেন্ডে সংকুচিত করে। এর জড়তা প্রতিক্রিয়া বাস্তব সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরের সাথে আরও ভাল মেলে, এবং দুর্বল গ্রিডগুলিতে স্থিতিশীলতা ব্যাপকভাবে উন্নত হয়। |
III. VSG-এর মধ্যে অপরিহার্য পার্থক্যসিন্থেটিক জড়তাএবং গ্রিড-অনুসরণ (GFL)
|
টাইপ |
মূল বৈশিষ্ট্য |
জড়তা ক্ষমতা |
প্রযোজ্য পরিস্থিতি |
|
গ্রিড-অনুসরণ (GFL) PCS |
নিয়ন্ত্রিত বর্তমান উৎস, গ্রিড ভোল্টেজ ফেজ ট্র্যাক করতে পিএলএল-এর উপর নির্ভর করে |
দেশীয় জড়তা নেই; শুধুমাত্র সীমিত সহায়ক সিন্থেটিক জড়তা, ত্রুটির অধীনে ফেজ লক হারানোর প্রবণতা |
Strong power grid, high Short-Circuit Ratio (SCR) >3 |
|
গ্রিড-ভিএসজি পিসিএস গঠন |
নিয়ন্ত্রিত ভোল্টেজ উত্স, স্বায়ত্তশাসিতভাবে ভোল্টেজ/ফ্রিকোয়েন্সি রেফারেন্স স্থাপন করে |
নেটিভ সিন্থেটিক জড়তা + স্যাঁতসেঁতে, স্বাধীনভাবে ফ্রিকোয়েন্সি সমর্থন করে, কালো শুরু করতে সক্ষম |
দুর্বল গ্রিড SCR<3, high-renewable-energy bases, islanded microgrids |
গ্রিড-নিম্নলিখিত রূপান্তরকারীদের জন্য ভিত্তি হল যে গ্রিড নিজেই একটি কঠোর ভোল্টেজ উৎস হিসাবে কাজ করে। বড় লাইন প্রতিবন্ধকতা সহ দুর্বল গ্রিডগুলিতে, পয়েন্ট অফ কমন কাপলিং (পিসিসি) এ ভোল্টেজ সহজেই প্রবাহিত হয়, ফেজ-লকড লুপটি স্থায়িত্ব হারাতে থাকে এবং অতিরিক্ত সিন্থেটিক জড়তার প্রভাব ব্যাপকভাবে দুর্বল হয়ে যায়।
GFM VSG PCS আর একটি বাহ্যিক অনমনীয় গ্রিডের উপর নির্ভর করে না এবং নিজেই একটি ভোল্টেজ অ্যাঙ্কর হিসাবে কাজ করে। এমনকি গ্রিড শর্ট-সার্কিট রেশিও (SCR) 1.5 বা তার নিচে নেমে গেলেও এটি স্থিরভাবে কৃত্রিম জড়তা আউটপুট করতে পারে এবং সিস্টেমের দোলনকে দমন করতে পারে।
IV ইঞ্জিনিয়ারিং বাস্তবায়নের জন্য ডিজাইনের বিবেচনা
এর টিউনিংসিন্থেটিক জড়তাপরামিতি
Tᵥᵢᵣₜ বড় হলে ভালো হয় না। অত্যধিক বড় Jᵥᵢᵣₜ কম-ফ্রিকোয়েন্সি দোলন প্রবর্তন করে; একটি অতিমাত্রায় ছোট মান অপর্যাপ্ত জড়তা সমর্থন প্রদান করে এবং RoCoF রোধ করতে ব্যর্থ হয়। ইঞ্জিনিয়ারিং অনুশীলনে,অভিযোজিত পরিবর্তনশীল জড়তাসাধারণত গৃহীত হয়: বৃদ্ধিJদ্রুত ফ্রিকোয়েন্সি ওঠানামা এবং হ্রাস সময়Jস্থিতিশীলতা এবং গতিশীল প্রতিক্রিয়ার ভারসাম্যের জন্য স্থির-রাষ্ট্রীয় অবস্থার অধীনে।
শক্তি সঞ্চয় ক্ষমতা সীমাবদ্ধতা
সিন্থেটিক জড়তার জন্য সমস্ত শক্তি শক্তি স্টোরেজ ব্যাটারি থেকে আসে। স্বল্পমেয়াদী জড়তা সমর্থন চার্জিং এবং ডিসচার্জিং ট্রিগার করে। ডিজাইনের সময়, ঘন ঘন জড়তা প্রতিক্রিয়ার কারণে সীমাবদ্ধ সুরক্ষা ক্রিয়াগুলি-এর বাইরে- প্রতিরোধ করতে ব্যাটারি পাওয়ার এবং স্টেট অফ চার্জ (SOC) পরিসর যাচাই করা প্রয়োজন৷
হার্ডওয়্যার ব্যান্ডউইথ বটলনেক
VSG সিন্থেটিক জড়তা অ্যালগরিদম যতই ভালোভাবে ডিজাইন করা হোক না কেন, এটি পাওয়ার ডিভাইসের পরিবর্তনের গতি দ্বারা সীমাবদ্ধ। কম সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা প্রবর্তিত নিয়ন্ত্রণ বিলম্ব জড়তা কর্মক্ষমতা দুর্বল করে এবং এমনকি সাবসিঙ্ক্রোনাস দোলন প্ররোচিত করতে পারে। উচ্চ-ব্যান্ডউইথ SiC পাওয়ার মডিউলগুলি উচ্চ-কর্মক্ষমতা GFM PCS-এর জন্য হার্ডওয়্যার ভিত্তি তৈরি করে।
V. শিল্প মূল্যের সারাংশ
বিশ্বব্যাপী গ্রিড কোডগুলি (ENTSO-E NC RfG 2.0, UK GC0137, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল এনার্জি স্টোরেজ স্টেশনের ডিজাইনের জন্য চীনের কোড) ধীরে ধীরে একটি ঐচ্ছিক ফাংশন থেকে একটি বাধ্যতামূলক গ্রিড আন্তঃসংযোগ থ্রেশে গ্রিড গঠনের ক্ষমতা-কে আপগ্রেড করেছে৷
VSG সিন্থেটিক জড়তা মূলতসফ্টওয়্যার অ্যালগরিদম এবং উচ্চ গতির পাওয়ার ইলেকট্রনিক হার্ডওয়্যারের মাধ্যমে শক্তি সঞ্চয়স্থান PCS-এ সিঙ্ক্রোনাস জেনারেটরের রটার জড়তা প্রতিলিপি করে. বৃহৎ আকারের বায়ু এবং সৌর গ্রিড একীকরণের সাথে নতুন-টাইপ পাওয়ার সিস্টেমে, গ্রিডের সিন্থেটিক জড়তা-গ্রিডের ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা বজায় রাখার জন্য এবং গ্রিড-নতুন শক্তি বেসের সংযোগ সুরক্ষার গ্যারান্টি দেওয়ার মূল প্রযুক্তি হয়ে উঠছে।
