Với sự phát triển của nhu cầu năng lượng toàn cầu và sự phổ biến của năng lượng tái tạo, các hệ thống năng lượng xanh như quang điện (PV) và phát điện gió đang tăng cường sự chú ý. Tuy nhiên, các hệ thống năng lượng phân tán này thường cần chuyển đổi dòng điện trực tiếp (DC) thành dòng điện xen kẽ (AC) và truyền nó đến lưới một cách an toàn và hiệu quả để đạt được sự chia sẻ năng lượng và sử dụng tối ưu hóa. Các thiết bị chính trong quá trình này là Biến tần lưới lưới (GTI).
Biến tần lưới lưới Có thể chuyển đổi dòng điện trực tiếp được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời hoặc tua -bin gió thành dòng điện xen kẽ đáp ứng các tiêu chuẩn lưới và làm việc đồng bộ với lưới để đảm bảo truyền năng lượng hiệu quả. Bài viết này sẽ giới thiệu nguyên tắc làm việc, lợi thế, kịch bản ứng dụng và xu hướng phát triển trong tương lai của các bộ biến tần liên kết lưới một cách chi tiết.
Chức năng chính của biến tần liên kết lưới là chuyển đổi dòng điện trực tiếp thành dòng điện xoay chiều phù hợp với tần số lưới và đưa nó vào lưới công cộng. Quá trình làm việc cơ bản của nó như sau:
Chuyển đổi DC-AC
Dòng điện trực tiếp được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời hoặc tuabin gió được nhập vào biến tần liên kết lưới.
Biến tần được điều khiển bởi các công tắc điện tử (như IGBT hoặc MOSFET) để chuyển đổi dòng điện trực tiếp thành dòng điện xoay chiều.
MPPT (Theo dõi điểm năng lượng tối đa)
Biến tần phát hiện điểm năng lượng của mảng quang điện trong thời gian thực thông qua thuật toán MPPT để đảm bảo hiệu quả chuyển đổi năng lượng.
Kết nối lưới đồng bộ
Biến tần phát hiện điện áp và tần số của lưới điện công cộng và đồng bộ hóa đầu ra AC của chính nó với lưới để đảm bảo tích hợp an toàn và ổn định vào lưới.
Đảo ngược bảo vệ hiện tại và kiểm soát an toàn
Biến tần chứa bảo vệ chống đảo ngược để đảm bảo rằng khi lưới được cung cấp năng lượng, biến tần sẽ không tiếp tục cung cấp năng lượng cho lưới điện để ngăn chặn sự nguy hiểm của nhân viên bảo trì lưới.
Cải thiện việc sử dụng năng lượng
Tối ưu hóa sản lượng năng lượng thông qua công nghệ MPPT cho phép các hệ thống quang điện hoặc hệ thống phát điện gió sử dụng đầy đủ năng lượng tái tạo và cải thiện hiệu quả phát điện tổng thể.
Giảm chất thải năng lượng
Hệ thống kết nối lưới có thể truyền điện dư vào lưới thay vì lưu trữ nó trong pin, giảm tổn thất lưu trữ năng lượng và cải thiện việc sử dụng năng lượng.
Giảm chi phí hệ thống
Hệ thống kết nối lưới không cần phải được trang bị thiết bị lưu trữ năng lượng pin đắt tiền, giảm chi phí bảo trì và chi phí đầu tư, làm cho hệ thống phát điện hoặc quang điện kinh tế hơn.
Thúc đẩy sự phát triển của năng lượng xanh
Thông qua bộ biến tần kết nối lưới, người dùng có thể truyền điện tự tạo và tự sử dụng vào lưới điện, nhận ra "truy cập màu xanh lá cây vào lưới điện" và thúc đẩy sự phát triển của năng lượng sạch.
Kiểm soát thông minh và giám sát từ xa
Các bộ biến tần kết nối lưới hiện đại thường có các chức năng quản lý từ xa và giám sát từ xa thông minh, có thể được giám sát trong thời gian thực thông qua các nền tảng Wi-Fi, Bluetooth hoặc đám mây để cải thiện sự thuận tiện của quản lý hệ thống.
1. Hệ thống phát điện quang điện gia đình
Dòng điện trực tiếp được tạo ra bởi các tấm quang điện mặt trời được chuyển đổi thành dòng điện xen kẽ thông qua các bộ biến tần được kết nối với lưới để sử dụng tại nhà và công suất còn lại có thể được đưa trở lại lưới.
Áp dụng cho các kịch bản ứng dụng như hệ thống quang điện trên mái nhà, tự tạo và tự sử dụng, và truy cập năng lượng dư thừa vào lưới điện.
2. Các trạm điện quang điện thương mại và công nghiệp
Áp dụng cho các tòa nhà lớn, nhà máy, trung tâm mua sắm và những nơi khác, sử dụng mái nhà, bãi đậu xe và các khu vực nhàn rỗi khác để cài đặt các hệ thống quang điện và tích hợp điện vào lưới điện công cộng để giảm chi phí điện doanh nghiệp.
3. Microgrid và lưới thông minh
Trong các hệ thống năng lượng phân tán, các bộ biến tần kết nối lưới có thể được kết hợp với các thiết bị lưu trữ năng lượng để đạt được sự quản lý thông minh của microgrids và cải thiện tính ổn định và bảo mật của cung cấp điện.
4. Hệ thống kết nối lưới điện gió
Hệ thống phát điện gió được kết nối với lưới thông qua một biến tần kết nối lưới để đảm bảo đầu ra ổn định của năng lượng gió và cải thiện tốc độ sử dụng của năng lượng gió.
Hiệu quả cao hơn và trí thông minh hơn
Trong tương lai, các bộ biến tần kết nối lưới sẽ áp dụng công nghệ chuyển đổi năng lượng tiên tiến hơn để cải thiện hiệu quả chuyển đổi và giảm mất năng lượng.
Kết hợp với trí tuệ nhân tạo (AI) và phân tích dữ liệu lớn, có thể đạt được tối ưu hóa tự động về sản lượng điện và quản lý thông minh của quy trình kết nối lưới.
Độ tin cậy và an toàn cao hơn
Sử dụng các thành phần điện tử chất lượng cao hơn để cải thiện tuổi thọ dịch vụ và khả năng chống biến tần và thích nghi với môi trường ngoài trời nghiêm ngặt hơn.
Tăng cường bảo vệ chống đảo ngược và khả năng thích ứng lưới để cải thiện bảo mật lưới và ổn định.
Kết hợp với hệ thống lưu trữ năng lượng
Trong tương lai, các bộ biến tần kết nối lưới sẽ được kết hợp rộng rãi hơn với các hệ thống lưu trữ năng lượng để đạt được sự tích hợp của "Kết nối lưới lưu trữ năng lượng quang điện" và tối ưu hóa quản lý năng lượng.
Tích hợp năng lượng phân tán và lưới thông minh
Sự phát triển của các lưới thông minh trong tương lai sẽ thúc đẩy hơn nữa việc áp dụng các bộ biến tần kết nối lưới và đạt được kết nối liền mạch với năng lượng phân tán, nhà thông minh, VPP (nhà máy điện ảo) và các hệ thống khác.
Bộ biến tần lưới lưới là thiết bị cốt lõi để tích hợp các hệ thống năng lượng tái tạo như quang điện và năng lượng gió vào lưới điện. Các lợi thế hiệu quả cao, chi phí thấp và bảo vệ môi trường của họ đã khiến chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như nhà, doanh nghiệp, ngành công nghiệp và lưới điện thông minh.
Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ, các bộ biến tần lưới lưới sẽ mở ra những phát triển mới về trí thông minh, hiệu quả và tích hợp lưu trữ năng lượng, cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho sự tiến bộ hơn nữa của ngành năng lượng sạch toàn cầu. Trong tương lai, với việc phổ biến năng lượng phân tán và sự phát triển của lưới điện thông minh, các bộ biến tần lưới lưới sẽ đóng một vai trò quan trọng hơn trong việc chuyển đổi cấu trúc năng lượng toàn cầu và giúp đạt được tương lai xanh và bền vững.
