Biến tần lưới gió là một thiết bị chính được sử dụng trong các hệ thống phát điện gió. Nó chuyển đổi công suất DC được tạo ra bởi việc phát điện gió thành công suất AC đáp ứng các tiêu chuẩn lưới và truyền năng lượng đến lưới để đạt được sự phát điện kết nối lưới năng lượng sạch. Với sự gia tăng nhu cầu toàn cầu đối với năng lượng tái tạo và cải thiện nhận thức về môi trường, việc phát điện gió đang trở thành một trong những hình thức chính của năng lượng sạch và biến tần kết nối lưới gió, như công nghệ cốt lõi của nó, đóng vai trò cầu nối quan trọng.
Tua bin gió chuyển đổi năng lượng cơ học của năng lượng gió thành năng lượng điện và năng lượng điện được tạo ra là năng lượng DC. Chức năng của biến tần kết nối lưới gió là chuyển đổi phần này của công suất DC thành nguồn AC và đảm bảo rằng điện áp và tần số được chuyển đổi khớp với lưới để nó có thể được truyền trơn tru đến lưới. Các chức năng chính của biến tần kết nối lưới bao gồm chuyển đổi DC-AC, quy định năng lượng và giám sát lưới để đảm bảo rằng sức mạnh được bơm ổn định vào lưới công cộng.
Trong quá trình này, biến tần sẽ được điều chỉnh đồng bộ theo điện áp và tần số của lưới để tránh dao động điện áp lưới hoặc độ lệch tần số, và đảm bảo sự an toàn và ổn định của việc phát điện kết nối lưới. Đồng thời, biến tần cũng có các chức năng bảo vệ, chẳng hạn như bảo vệ quá tải và bảo vệ quá điện áp, để ngăn chặn lưới điện và thiết bị phát điện gió bị hỏng.
Các bộ biến tần kết nối lưới gió có khả năng chuyển đổi năng lượng hiệu quả và có thể tối đa hóa việc sử dụng điện được tạo ra bởi các tuabin gió. Bộ biến tần hiện đại sử dụng công nghệ MPPT (theo dõi điểm năng lượng tối đa) tiên tiến, có thể theo dõi các thay đổi tốc độ gió trong thời gian thực, tối ưu hóa công suất đầu ra của tuabin gió và đảm bảo rằng hệ thống phát điện gió luôn hoạt động trong phạm vi hiệu quả tối ưu.
Bộ biến tần kết nối lưới gió có các hệ thống điều khiển thông minh có thể thích ứng với các thay đổi khác nhau trong lưới điện, chẳng hạn như dao động điện áp và thay đổi tần số. Các bộ biến tần này có thể theo dõi trạng thái hoạt động của lưới điện trong thời gian thực và tự động điều chỉnh công suất đầu ra để duy trì sự ổn định của lưới. Các bộ biến tần hiện đại cũng có các chức năng ghi nhật ký dữ liệu và giám sát từ xa, cho phép các nhà khai thác phát hiện các vấn đề và thực hiện bảo trì một cách kịp thời.
Các bộ biến tần kết nối lưới gió không chỉ chịu trách nhiệm chuyển đổi năng lượng điện, mà còn cung cấp một loạt các chức năng bảo vệ để ngăn chặn các lỗi hệ thống ảnh hưởng đến lưới điện và thiết bị phát điện. Các chức năng bảo vệ điển hình bao gồm hiệu ứng chống Islanding (tự động ngắt kết nối với lưới khi lưới được cung cấp năng lượng), bảo vệ quá điện áp và bảo vệ quá điện áp, bảo vệ ngắn mạch, v.v ... Các chức năng này đảm bảo an toàn cho các hệ thống phát điện gió.
Để thích ứng với các hệ thống phát điện có kích thước khác nhau, các bộ biến tần được kết nối với lưới gió thường áp dụng thiết kế mô-đun và các mô-đun năng lượng khác nhau có thể được cấu hình linh hoạt theo công suất phát điện. Điều này không chỉ có thể giảm chi phí đầu tư ban đầu của hệ thống, mà còn tạo điều kiện cho việc mở rộng và bảo trì hệ thống tiếp theo.
Các bộ biến tần kết nối lưới gió có thể cải thiện hiệu quả tổng thể của các hệ thống năng lượng gió thông qua chuyển đổi năng lượng hiệu quả và công nghệ kiểm soát thông minh, làm cho việc phát điện gió trở thành một giải pháp năng lượng tiết kiệm và khả thi hơn. Các bộ đệm hiệu quả có thể chuyển đổi nhiều năng lượng gió thành năng lượng điện và giảm tổn thất hoạt động của hệ thống.
Do sự không ổn định của năng lượng gió, những thay đổi về tốc độ gió sẽ ảnh hưởng đến công suất đầu ra của việc phát điện. Các bộ biến tần kết nối lưới gió đảm bảo tính ổn định của công suất kết nối lưới bằng cách điều chỉnh đầu ra trong thời gian thực, do đó làm giảm tác động đến lưới điện. Chức năng bảo vệ của biến tần kết nối lưới cũng có thể ngăn chặn việc mở rộng các lỗi lưới và cải thiện sự an toàn của lưới điện.
Với sự gia tăng của việc phát điện phân tán, ngày càng có nhiều hệ thống năng lượng gió nhỏ được sử dụng để phát điện phân tán trong nhà, cộng đồng hoặc khu vực công nghiệp và thương mại. Các bộ biến tần kết nối lưới gió cung cấp một giải pháp kết nối lưới tiện lợi cho các hệ thống quy mô nhỏ này, cho phép năng lượng gió phân tán được kết nối linh hoạt với lưới và cung cấp cho người dùng điện màu xanh lá cây.
Các chức năng thu thập và giám sát dữ liệu của các bộ biến tần được kết nối với lưới gió giúp đạt được sự quản lý và điều phối các lưới thông minh. Thông qua việc truyền dữ liệu thời gian thực, các nhà khai thác lưới có thể dự đoán chính xác hơn sản lượng năng lượng gió và tối ưu hóa công cụ công suất để cải thiện hiệu quả vận hành của lưới.
Bộ biến tần kết nối lưới gió đóng vai trò chính trong các hệ thống phát điện gió. Họ không chỉ nhận ra việc chuyển đổi hiệu quả DC thành AC, mà còn cung cấp các chức năng kiểm soát và bảo vệ thông minh, cung cấp các đảm bảo cho hoạt động ổn định của lưới điện và ứng dụng rộng rãi năng lượng sạch. Với sự phát triển của công nghệ năng lượng gió và sự phổ biến của lưới thông minh, các bộ biến tần kết nối lưới gió sẽ được nâng cấp và cải thiện hơn nữa để thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp năng lượng sạch.
