EN
Điện gió là một trong những công nghệ năng lượng tái tạo phát triển nhanh nhất; tuy nhiên, nó có một vấn đề cơ bản — độ dự báo thấp. Điện áp đầu ra từ tuabin gió thay đổi liên tục do ảnh hưởng trực tiếp của các biến động về tốc độ gió, các cơn gió giật và nhiễu loạn khí quyển. Điều này không chấp nhận được đối với các hệ thống nối lưới, nơi điện áp phải được duy trì trong phạm vi dung sai rất hẹp, cũng như đối với các tải công nghiệp độc lập có thể bị hư hại do các sự kiện quá áp hoặc thiếu áp. Các bộ điều chỉnh điện áp ba pha chuyển đổi nguồn điện xoay chiều bất ổn từ tuabin thành nguồn điện ổn định, sử dụng được bằng cách thực hiện các chức năng sau.
Bù đắp các biến động nhanh về tốc độ gió
Tốc độ gió có thể thay đổi vài mét mỗi giây trong vòng vài giây; hiện tượng gió mạnh đột ngột (gust) sẽ khiến roto quay nhanh hơn, từ đó làm tăng điện áp đầu ra của máy phát, hoặc ngược lại, khi gió yếu đi sẽ gây sụt giảm điện áp. Điện áp biến đổi nhanh này—dao động ±15–30% so với giá trị định mức—vượt quá khả năng chịu đựng của hầu hết thiết bị; các máy bơm, động cơ và mạch điều khiển có thể nhảy bảo vệ hoặc hỏng hóc, dẫn đến sự cố không mong muốn. Một bộ điều chỉnh điện áp ba pha được thiết kế đặc biệt cho ứng dụng năng lượng gió sử dụng công nghệ điều khiển nhanh bằng SCR (thyristor) hoặc bộ chuyển đầu nối (tap-changing) điều khiển bằng động cơ servo để liên tục giám sát điện áp đầu ra và điều chỉnh vị trí đầu nối (tap) hoặc góc kích mở (firing angle) trong khoảng thời gian 20–40 mili giây—nhanh hơn nhiều so với phản ứng cơ học của tuabin. Khi tốc độ gió thay đổi mạnh, bộ điều chỉnh duy trì điện áp ở mức sai lệch chỉ 3–5% so với giá trị đặt trước, đồng thời bảo vệ các tải nhạy cảm khỏi hiện tượng nhảy bảo vệ không cần thiết, phù hợp cho các hệ thống lai gió–diesel hoặc các tuabin nhỏ kết nối với lưới điện.
Xử lý đầu vào không cân bằng do bất đối xứng tuabin
Các máy phát điện tuabin gió ba pha (đặc biệt là loại nam châm vĩnh cửu) thường không tạo ra điện áp hoàn toàn cân bằng; sự mất cân bằng, có thể dao động từ 5–15% giữa các pha, do bất đối xứng cánh quạt, lệch hướng quay (yaw misalignment) hoặc phần nào của cánh quạt bị che khuất, dẫn đến hiện tượng quá nhiệt ở động cơ ba pha, hiệu suất chỉnh lưu giảm và phát sinh dòng điện hài. Bộ điều chỉnh điện áp ba pha cung cấp khả năng điều khiển độc lập từng pha; hệ thống sẽ điều chỉnh riêng lẻ từng pha để bù trừ sự mất cân bằng bằng cách tăng hoặc giảm điện áp trên từng dây dẫn một cách riêng biệt. Mức mất cân bằng 5–15% có thể được giảm xuống còn 1–2% tại đầu ra của bộ điều chỉnh. Đối với các tuabin gió cấp điện cho tải ba pha như bơm nước, máy nén hoặc sạc pin, việc để sự mất cân bằng này truyền tới tải là điều không mong muốn vì có thể gây hư hỏng hoặc làm suy giảm thiết bị. Hệ số chất lượng điện được cải thiện — đây là thông số ngày càng được quy định rõ trong các tiêu chuẩn kết nối lưới điện.
Bảo vệ chống sự kiện quá tốc và quá điện áp
Trong điều kiện bão, khi tốc độ gió tăng vượt mức định mức, điện áp máy phát có thể tăng vọt lên mức cao hơn nhiều so với giá trị định danh—thường đạt 130–150% điện áp định mức. Nếu duy trì ở mức điện áp này trong thời gian dài, cách điện điện sẽ bị hư hỏng, các máy biến áp bị quá kích từ và các tải điện tử nhạy cảm như bộ điều khiển tần số biến đổi (VFD) hoặc bộ nghịch lưu sẽ bị phá hủy. Bộ điều chỉnh điện áp ba pha sẽ kiểm soát tình trạng quá điện áp do quay quá tốc bằng cách giới hạn đầu ra. Trong sự cố như vậy, điện áp đầu vào sẽ được giám sát; khi điện áp vượt ngưỡng cài đặt (thường là 110–115% giá trị định danh), đầu ra sẽ được chuyển xuống mức điện áp thấp hơn tại một bậc cuộn dây cụ thể, hoặc trong trường hợp cực đoan, sẽ ngắt kết nối hoàn toàn với tải thông qua contactor nối tắt nội bộ. Một số thiết bị còn phát tín hiệu đến bộ điều khiển tuabin gió nhằm kích hoạt hệ thống phanh hoặc điều khiển góc nghiêng cánh quạt, từ đó ngăn ngừa hư hỏng nghiêm trọng của thiết bị trong điều kiện bão hoặc khi thiết bị không thể đưa công suất ra lưới (ví dụ do sự cố mất điện trên lưới).
Làm mịn đầu ra cho việc sạc pin và đầu vào bộ nghịch lưu
Đối với các ứng dụng ngoài lưới điện, cụm pin thường được sạc từ tuabin gió hoặc điện được chuyển trực tiếp tới bộ biến tần để cung cấp cho các tải xoay chiều (AC); cả quá trình sạc pin và đầu vào bộ biến tần đều yêu cầu mức điện áp ổn định. Ở các mức điện áp cao hơn trong quá trình sạc, dòng sạc quá lớn sẽ xuất hiện ở những mức cao như vậy, khiến pin sinh khí và làm giảm tuổi thọ. Đầu vào bộ biến tần rất nhạy cảm với độ gợn điện áp, gây ra các dòng hài làm giảm hiệu suất công suất. Bằng cách lắp một bộ điều chỉnh điện áp ba pha giữa tuabin gió và bộ sạc pin hoặc bộ biến tần, đầu ra của tuabin được điều kiện hóa. Đối với các tải vận hành bằng bộ biến tần, điều này đồng nghĩa với sóng sin sạch hơn nhiều và độ hài thấp hơn. Độ gợn tại đầu ra được giảm đi từ 5 đến 10 lần. Điều này có nghĩa là, ở tốc độ gió thấp, pin được cung cấp điện áp sạc đúng yêu cầu, nhờ đó kéo dài tuổi thọ pin thêm từ 20 đến 30% so với trường hợp nối trực tiếp tuabin. Bảo vệ ngắt kết nối khi điện áp thấp cũng được tích hợp nhằm ngăn ngừa tình trạng xả quá mức pin trong các giai đoạn lặng gió.
Chúng tôi cung cấp các bộ điều chỉnh điện áp ba pha nhằm bù đắp những thay đổi nhanh chóng về tốc độ gió, xử lý đầu vào không cân bằng do sự bất đối xứng của tuabin, bảo vệ chống lại các sự cố quá tốc và quá áp, đồng thời làm ổn định điện áp đầu ra từ pin và đầu vào bộ nghịch lưu. Chúng tôi có hơn 20 năm kinh nghiệm cùng diện tích nhà xưởng sản xuất lên tới hơn 50.000 mét vuông, sở hữu quy trình thiết kế linh kiện riêng, quyền sở hữu trí tuệ và vai trò là đơn vị xây dựng tiêu chuẩn quốc gia cho ngành công nghiệp này; đồng thời chúng tôi cung cấp các bộ điều chỉnh điện áp ba pha nhằm đảm bảo năng lượng gió có thể sử dụng được và đáng tin cậy.