Conas a chuidíonn dé-óidí le córais chumhachta gaoithe aistriú idir modhanna DC/AC?

一, Ról bunúsach dé-óid i modh córais cumhachta gaoithe a athrú
1. Ceartú ó AC go DC: caillteanais tarchurtha a laghdú
Ní mór an t-aschur cumhachta AC ó thuirbíní gaoithe a thiontú go cumhacht DC trí chiorcaid cheartúcháin chun caillteanas fuinnimh a laghdú le linn tarchur achair fhada. Úsáideann an cur chuige traidisiúnta dé-óid atá bunaithe ar sileacain chun droichead ceartaitheora neamhrialaithe a dhéanamh, bunaithe ar sheoltacht aontreoch na dé-óidí: nuair a bhíonn an chumhacht AC sa leath-thimthriall dearfach, seolann na dé-óidí agus sreabhann an sruth chuig an taobh DC; Ag an leath-thimthriall diúltach, déantar an dé-óid a mhúchadh, ag cur bac ar an sruth droim ar ais. Mar shampla, glacann feirm ghaoithe amach ón gcósta áirithe ciorcad ceartaitheoir droichead ceithre dé-óid chun aschur cumhachta AC trí chéim an tuirbín gaoithe a thiontú go cumhacht DC, a tharchuirtear chuig an stáisiún tiontaire ar an gcladach trí chábla fomhuirí 200 ciliméadar, ag laghdú caillteanais tarchurtha níos mó ná 30% i gcomparáid leis an réiteach AC.

2. DC go AC inverter: ceanglais greille a mheaitseáil
Ní mór don stáisiún tiontaire ar tír mór cumhacht DC a inbhéartú isteach i gcumhacht AC le haghaidh comhtháthú isteach sa ghreille cumhachta. Cé go bhfuil an próiseas inverter críochnaithe go príomha ag feistí lánrialaithe ar nós IGBT (Transistor Bipolar Geata Inslithe), tá ról lárnach fós ag dé-óid i gciorcad an inverter:

Cosaint reatha leanúnach: I láthair na huaire a mhúchadh IGBT, is gá an sruth san ualach ionduchtach a scaoileadh tríd an dé-óid reatha leanúnach chun spikes voltais a chosc ó damáiste a dhéanamh don fheiste;
Cúiteamh ama marbh: I rialú inverter, ba cheart am marbh a shocrú chun nasc díreach idir na feadáin uachtaracha agus íochtaracha a sheachaint. Is féidir leis an dé-óid cosán a sholáthar don sruth le linn na tréimhse seo, ag laghdú saobhadh tonnchruth aschuir.
Mar shampla, glacann tionscadal cumhachta gaoithe amach ón gcósta 500MW teicneolaíocht MMC (Tiontaire Illeibhéil Modúlach), le dé-óidí frith-chomhthreomhara cumraithe i ngach fomhodúl chun oibriú cobhsaí an chórais faoi choinníollacha foircneacha a chinntiú.
2, Éabhlóid na teicneolaíochta dé-óid: ó cheartú éighníomhach go rialú gníomhach
1. Dé-óid chomhdhúile sileacain: ardmhinicíocht agus-fheidhmíocht ardteochta a fheabhsú
Fulaingíonn dé-óidí sileacain traidisiúnta mar gheall ar aga aisghabhála fada droim ar ais agus caillteanais arda i gcásanna aistrithe ar ardmhinicíocht. Giorraíonn dé-óid chomhdhúile sileacain (SiC), lena dtréithe leathanbhanda, an t-am aisghabhála droim ar ais go dtí laistigh de 10ns agus méadóidh siad an minicíocht aistrithe go dtí os cionn 100kHz, rud a laghdóidh caillteanais inverter go suntasach. Mar shampla, tar éis dé-óid SiC Schottky a ghlacadh i tiontaire cumhachta gaoithe, mhéadaigh éifeachtacht an chórais ó 96% go 98.5%, agus tháinig méadú thart ar 2 mhilliún kWh ar an ghiniúint cumhachta bliantúil. Ina theannta sin, is féidir le dé-óid SiC oibriú go cobhsaí ag teochtaí arda de 200 céim, ag oiriúnú do thimpeallachtaí crua cosúil le spraeála ard salainn agus ard-taise i gcumhacht gaoithe amach ón gcósta.

2. Teicneolaíocht cheartú sioncrónach: caillteanas seolta a laghdú
I gcásanna ísealvoltais agus ardsrutha, is é an titim voltais chun cinn (VF) dé-óid an príomhfhoinse caillteanais. Úsáideann teicneolaíocht coigeartaithe sioncrónach MOSFETanna in ionad dé-óidí, agus rialaíonn sí seoladh agus múchadh MOSFETanna go dinimiciúil chun an titim sa voltas seolta a laghdú go dtí faoi bhun 0.01V. Mar shampla, glacann córas stórála fuinnimh gaoithe áirithe ciorcad ceartúcháin sioncrónach, rud a laghdaíonn an caillteanas ó 700W dé-óid sileacain go 10W ag 1000A reatha, agus a fheabhsaíonn an éifeachtúlacht 98.6%.

3. Modúl dé-óid Chliste: comhtháthú agus digitiú
Tá ceanglais an-ard iontaofachta ag córais chumhachta gaoithe nua-aimseartha le haghaidh dé-óid. Déanann an modúl dé-óid Chliste féin-dhiagnóis agus cosaint an stáit a bhaint amach trí braiteoirí teochta, sliseanna monatóireachta voltais, agus ciorcaid tiomána a chomhtháthú

Ró-chosaint teochta: Nuair a sháraíonn an teocht acomhal 150 céim, gearrann an modúl an sruth go huathoibríoch;
Cothromú voltais: I ngrúpaí dé-óid comhthreomhara, déantar uillinn an tseolta a choigeartú trí mhonatóireacht fíor-ama chun ró-ualach áitiúil a sheachaint;
Comhéadan cumarsáide: Tacaíonn sé le CAN bus nó Ethernet chun sonraí oibriúcháin a uaslódáil chuig córas SCADA le haghaidh oibriú agus cothabháil cianda.
Cuireadh an modúl dé-óid Chliste a sheol monaróir cumhachta gaoithe i bhfeidhm i níos mó ná 10GW tionscadal cumhachta gaoithe ar fud an domhain, agus laghdaigh ráta teip 80% i gcomparáid le réitigh thraidisiúnta.
3, Cásanna iarratais tipiciúla: ón talamh go dtí an fharraige domhain
1. Cumhacht gaoithe ar an gcladach: Tarchur Reatha Díreach Ardvoltais (HVDC)
I mbunáiteanna cumhachta gaoithe ar an gcladach ar mhórscála, féadann úsáid na teicneolaíochta HVDC caillteanais tarchurtha a laghdú agus cobhsaíocht eangaí a fheabhsú. Mar phointe tosaigh HVDC, ní mór do stáisiúin ceartaitheora dé-óid ardvoltas agus borrtha reatha ard a sheasamh. Mar shampla, i dtionscadal tarchurtha srutha dhírigh ultra-ardvoltais ± 800kV áirithe, glacann an stáisiún coigeartóirí ciorcad coigeartaithe droichead 12 bíog, comhdhéanta de 24 dé-óid SiC le voltas a sheasamh de 1200V agus sruth 600A. Sroicheann acmhainn tarchurtha bliantúil stáisiún aonair 5 billiún kWh.

2. Cumhacht gaoithe amach ón gcósta: Tarchur Sruth Díreach Solúbtha (VSC-HVDC)
Ní mór feirmeacha gaoithe domhainfharraige a nascadh leis an eangach trí theicneolaíocht tarchurtha srutha dhírigh solúbtha. Sa scéim atá bunaithe ar tiontaire foinse voltais (VSC), úsáidtear dé-óidí le haghaidh:

Seachbhóthar an fhriotóra tosaithe: Le linn chéim luchtaithe an tiontaire, seachnaítear an friotóir trí dhé-óid chun overvoltage a sheachaint;
Cosaint gearrchiorcad taobh DC: Nuair a tharlaíonn ciorcad gearr ar an taobh DC, déanann an dé-óid an sruth locht a bhlocáil go tapa, ag ceannach am don scoradán ciorcad a oibriú.
Glacann tionscadal Eorpach cumhachta gaoithe amach ón gcósta áirithe teicneolaíocht VSC-HVDC. Ag achar tarchurtha de 200 ciliméadar, giorraíonn an ciorcad cosanta dé-óid an t-am gearr chun an locht a bhaint go 5ms agus laghdaítear am aisghabhála an chórais ó 30 nóiméad go 5 nóiméad.
3. Táirgeadh hidrigine cumhachta gaoithe: rialú soláthair cumhachta cille leictrealaíoch
Sa chóras cúplála "cumhacht gaoithe + fuinneamh hidrigine", úsáidtear dé-óid chun soláthar cumhachta DC a rialú ar chealla leictrealaíoch:

Cosaint frith-ais-shreabhadh: Nuair a bhíonn luaineacht na cumhachta gaoithe ina chúis le voltas na cille leictrealaíoch a bheith níos airde ná an bus DC, déanann an dé-óid an sruth droim ar ais a bhlocáil chun damáiste trealaimh a chosc;
Nasc comhthreomhar de chealla leictrealaíoch iolracha: Déantar dáileadh reatha uathoibríoch a bhaint amach trí dhé-óidí chun cúrsaíocht comhthreomhar a sheachaint.
I dtionscadal taispeántais táirgeachta hidrigine cumhachta gaoithe 10MW, úsáidtear sraith cealla leictrealaíoch scoite dé-óid, le héifeachtacht córais 75% agus íonacht hidrigine níos mó ná 99.99%.