储能逆变器中的无功补偿,实现原理
无功补偿原理
常见的无功负载大部分是感性无功负载,将容性的装置与感性的装置并联接在同一电路,当感性无功负载吸收能量时,容性负载释放能量,而感性负载释放能量时,容性负荷却在吸收能量,能量在容性负载和感性负载之间交换,这样感性负载吸收的无功可以从容性装置输出的无功功率中得到补偿,无功功率就地平衡掉。
简单来说,无功补偿就是将总阻抗调节为纯阻性。降低线路损失,提高带载能力,降低电压损失及缓解发电厂的供电压力,这就是无功补偿的基本原理。
相位分析无功补偿的基本原理
感性负载中流过负载的电流比加在负载两端的电压相位滞后90°,在电容负载中电流超前电压90°。电容中的电流与电感中的电流相位相差180°,可以相互抵消。
常见负载是感性负载,总电流总会滞后电压一个角度,如果将电容与感性负载并联,电容器的电流将抵消一部分电感电流,这时电流相位角减小,功率因数提高,无功被平衡掉。
逆变器实现无功补偿功能的方式
调节电流相位:逆变器通过改变输出电流与电网电压的相位角来产生无功功率。当需要补偿感性无功时,使输出电流超前于电压;当需要补偿容性无功时,使输出电流滞后于电压。逆变器并网的时候可以看作是一个电流源。
动态无功补偿:逆变器实时监测电网的电压、电流、功率因数等参数,根据这些参数的变化动态调整无功功率输出,通过检测实际功率因数与目标值的偏差,逆变器自动调整输出电流的相位和幅值。
实现无功补偿的算法原理
功率三角形法:测量电网的电压、电流等参数,计算出当前的有功功率和视在功率,进而根据功率三角形公式计算出无功功率,从而确定需要补偿的无功量。
PI控制算法实现,逆变器的储能功率控制器大部分采用PI控制算法,通过控制电力电子开关器件的占空比,实现多余的输出功率的吸收或无功功率的输出。
判断是否需要补偿
如果计算出的无功需求与目标值存在偏差,且逆变器的无功功率容量能够满足补偿需求,则逆变器将调整输出电流的相位和幅值,进行无功补偿。
如果无功需求超过逆变器的无功功率容量,逆变器将根据储能系统的状态(如SOC值)采取相应的策略。例如,当储能系统的SOC值小于90%时,先让储能系统吸收多余的有功功率,再进行无功补偿