La gestión de la calidad de la energía en sistemas de almacenamiento fotovoltaico es, en última instancia, una sinfonía entre la electrónica de potencia y la resiliencia de la red, con SVG como su director.

Como experto en sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica y calidad de la energía, Ying Tong analizará cómo SVG (Generador de variables estáticas) Sirve como estabilizador de tensión y centro de interacción con la red para sistemas de almacenamiento fotovoltaico, a partir de mecanismos de resolución de problemas y principios físicos subyacentes. El siguiente contenido se basa en validación de ingeniería y simulaciones de transitorios electromagnéticos:

I. Problemas fundamentales resueltos por SVG y principios de trabajo

Problema 1: fluctuación/sobrelímite de voltaje causado por fluctuación fotovoltaica

- Escenario:

El sombreado de nubes hace que la producción de una planta fotovoltaica de 10 MW caiga de 8 MW a 1 MW en 2 segundos → caída de tensión del 10 % en el PCC.

- SVG Solución:

- Principio:

SVG Detecta caídas de tensión en tiempo real e inyecta instantáneamente corriente reactiva capacitiva (\(I_q\)) a través de circuitos de puente completo IGBT, contrarrestando la caída de tensión de la reactancia inductiva de línea.

Fórmula de compensación de voltaje:

Delta U = frac{Q_{SVG} \cdot X_L}{U_n}

- (X_L): Impedancia de línea (Ω)

- (U_n): Tensión nominal (V)

Ejemplo: para una caída de voltaje del 7 % (400 V → 372 V), SVG inyecta una potencia reactiva capacitiva de 2 Mvar en 10 ms, restaurando el voltaje a 392 V (error <2 %).

- Lógica de control:

Problema 2: Mutación del factor de potencia durante el cambio de modo ESS

- Escenario:

ESS cambia de carga (absorción de potencia reactiva) a descarga (generación de potencia reactiva) → PF salta de 0,95 de retraso a 0,9 de adelanto.

- SVG Solución:

- Principio:

SVG opera en cuadrantes bidireccionales:

- Cuando el PCS absorbe potencia reactiva (inductiva), SVG genera potencia reactiva capacitiva

- Cuando el PCS genera potencia reactiva (capacitiva), SVG absorbe el exceso de potencia reactiva

Fórmula de corrección del factor de potencia:

Q_{comp} = PAG ESS cdot (bronceado ϕ 1 - bronceado ϕ 2 )

- PAG ESS :Potencia activa del ESS (kW)

- ϕ 1 , ϕ 2 ): Ángulos PF antes/después de la compensación

Ejemplo: para un ESS de 2 MW con modos de conmutación, SVG alterna ±0,8 Mvar en 5 ms.

Problema 3: Riesgo de resonancia en redes débiles

- Escenario:

Resonancia paralela entre inversores fotovoltaicos y SVG a 650 Hz → armónicos de fondo amplificados en un 200 %.

- SVG Solución:

- Principio:

SVG incorpora un algoritmo de amortiguación activo:

1. Detectar la frecuencia de resonancia mediante FFT (por ejemplo, 650 Hz)

2. Inyecte resistencia virtual (R_virtual) en el bucle de control:

3. Remodela la impedancia de la rejilla para suprimir el pico de resonancia <3%.

II. Principios de funcionamiento del hardware SVG

Topología del núcleo (NPC de tres niveles)

- Componentes clave:

- Puente IGBT: genera corriente reactiva sincronizada con la red mediante PWM

- Filtro LCL: atenúa los armónicos de conmutación (>2 kHz, THD <3 %)

- Condensador de CC: estabiliza el voltaje del bus de CC (<5 % de ondulación)

III. Caso de optimización colaborativa

Proyecto de energía fotovoltaica de 20 MW + ESS de 5 MW/10 MWh (Jiangsu)

Acciones clave:

- SVG Preajusta la potencia reactiva en función del pronóstico fotovoltaico (inyecta potencia reactiva capacitiva antes de la caída de la irradiancia)

- Cambia automáticamente al modo de soporte de voltaje cuando ESS SOC <30%

IV. Reglas de oro para la selección técnica

1. Redundancia de capacidad:

Q_{SVG} = 1,3 \veces (0,3P_{PV} + 0,4P_{ESS} + Q_{Carga})

2. Velocidad de respuesta: ≤15 ms (ancho de banda de control >30 Hz)

3. Clasificación de protección: IP54 + revestimiento anticorrosión (zonas costeras/húmedas)

4. Inmunidad armónica: funcionamiento estable con THDv de fondo ≤8 %

Resumen definitivo:

Generador de variables estáticas (SVG) es fundamentalmente una fuente reactiva controlable basada en electrónica de potencia, logrando.