Por que os eletrolólios de energia de hidrogênio precisam de dispositivos de compensação de energia reativa personalizada?

Na onda de transformação de energia verde, a energia de hidrogênio, como transportadora de energia limpa, está experimentando um rápido desenvolvimento. O eletrolisador, como o equipamento principal do sistema de produção de hidrogênio, requer operação estável para atender aos requisitos específicos para a qualidade da energia da rede de energia. Como fabricante de equipamentos de compensação de energia reativa de baixa tensão, a Geyue Electric acredita que personalizadadispositivos de compensação de energia reativasão o suporte técnico principal para garantir a operação eficiente e estável do eletrolisador. O autor deste artigo explorará profundamente essa questão a partir de três dimensões: as características do eletrolisador, o impacto na rede elétrica e as soluções.

As características de carga das células eletrolíticas apresentam requisitos especiais para compensação de energia reativa

O eletrolisador de hidrogênio usa a tecnologia de retificação de alta potência para converter corrente alternada em corrente direta. Esse processo gera uma grande quantidade de harmônicos e demandas de energia reativa. Diferentemente das cargas industriais tradicionais, a variação de potência reativa das células eletrolíticas tem as características de rapidez e aleatoriedade. Especialmente durante os processos de startup e regulação de energia das células eletrolíticas, pode -se observar que a potência reativa tem flutuações significativas. Essa característica dificulta os dispositivos de compensação de energia reativa padrão para atender aos seus requisitos de remuneração.

Durante a operação da célula de eletrólise, os harmônicos característicos são gerados, principalmente a partir dos harmônicos produzidos por retificadores de 6 pulsos ou 12 pulsos. Esses harmônicos podem causar distorção na tensão da grade e afetar a operação normal de outros equipamentos. Portanto, é muito necessário integrar a função da filtragem ativa em dispositivos de compensação de energia reativa personalizados para monitorar e gerenciar com precisão espectros harmônicos específicos. Sob o monitoramento de nossa empresa, os dados de operação de um projeto de hidrogênio verde em larga escala mostraram que, sem instalar um dispositivo de compensação dedicado, a taxa total de distorção harmônica da grade durante a operação da célula de eletrólise excedeu 15%, enquanto após a adoção da compensação personalizada, caiu abaixo de 4%.

O sistema de controle de temperatura e o equipamento auxiliar do eletrolisador também gerarão demandas de energia reativa adicionais. Embora esses dispositivos auxiliares tenham menor potência, suas características operacionais diferem das do eletrolisador principal e exigem que os dispositivos de compensação tenham recursos de controle coordenados multi-objetivos. O equipamento de compensação personalizado pode compensar o equipamento principal e o equipamento auxiliar separadamente através de uma estratégia de compensação baseada em zona, garantindo assim a operação estável de todo o sistema de produção de hidrogênio.

Os requisitos específicos do ponto de conexão da grade exigem soluções direcionadas

A localização da instalação da célula de eletrólise geralmente está em áreas com abundantes recursos energéticos renováveis. A estrutura da grade nessas áreas é relativamente fraca e a capacidade de curto-circuito é baixa. Quando a impedância da grade é alta, desde que haja uma mudança na potência reativa, a tensão experimentará flutuações graves. Portanto, na localização da instalação da célula de eletrólise, os projetistas do sistema de energia precisam projetar e personalizar especialmente dispositivos de compensação com base na capacidade de curto-circuito e características de impedância da grade para garantir a estabilidade da tensão, mesmo quando as condições da grade são fracas.

Os regulamentos de conexão da grade impõem requisitos rígidos à qualidade elétrica dos projetos de eletrolisos. As empresas de rede elétrica em diferentes regiões têm regulamentos rígidos para indicadores como conteúdo harmônico, fator de potência e flutuação de tensão do sistema de energia local. Portanto, os indicadores operacionais do equipamento de remuneração personalizados precisam cumprir completamente os requisitos técnicos de conexão da grade da grade de energia local para evitar estar sujeito a restrições de energia ou multas devido a problemas de qualidade elétrica. Por exemplo, um projeto de energia de hidrogênio offshore que uma vez encontrou um problema de energia operacional limitada devido a uma tensão excessiva de flutuações no sistema. Depois de confiar nossa empresa, a Geyue Electric, para lidar com o problema, nossos engenheiros personalizaram e instalaram o equipamento de compensação, e o problema foi finalmente completamente resolvido.

Os requisitos de expansão para a planta de eletrólise também precisam ser considerados com antecedência. Os projetos de produção de hidrogênio geralmente adotam uma abordagem de construção em fases. O equipamento de compensação precisa reservar espaço para expansão de capacidade e atualização de capacidade. O equipamento personalizado é projetado de maneira modular, que pode aumentar gradualmente a capacidade de compensação à medida que a planta de eletrólise se expande, evitando investimentos redundantes e desperdício de equipamentos.

Práticas tecnológicas de inovação e engenharia de dispositivos de compensação personalizados

Em vista das características de carga da célula eletrolítica, o dispositivo de compensação personalizado precisa adotar estratégias de controle avançado. Com base no algoritmo de controle preditivo do modelo, ele pode prever as alterações de potência da célula eletrolítica com antecedência e obter compensação prospectiva da potência reativa. A tecnologia de controle adaptável pode ajustar automaticamente os parâmetros de controle de acordo com as alterações nos parâmetros da grade para manter o melhor efeito de compensação.

A estrutura de topologia do dispositivo precisa ser otimizada para a aplicação de células eletrolíticas. O uso de uma topologia de inversor de vários níveis pode reduzir as perdas de comutação e melhorar a eficiência da compensação. O design redundante garante que o dispositivo ainda possa operar quando alguns módulos falharem, aumentando assim a confiabilidade do sistema. Depois que um grande projeto de hidrogênio verde adotou um dispositivo SVG personalizado, a taxa de disponibilidade do equipamento de compensação atingiu mais de 99,9%.

O desempenho do sistema de design em termos de adaptabilidade ambiental é particularmente importante. O local de instalação da célula eletrolítica geralmente está em um ambiente severo; portanto, o dispositivo de compensação precisa ter recursos mais fortes de dissipação de calor. No sistema de energia, a adoção da tecnologia de resfriamento líquido e dos componentes de alta temperatura pode atender aos requisitos operacionais da célula eletrolítica em um ambiente de alta temperatura. O uso do projeto anticorrosão permite que a célula eletrolítica resista à corrosão da névoa de sal nas áreas costeiras, garantindo assim a operação estável a longo prazo do equipamento.

As características de carga exclusivas dos eletrolisadores de hidrogênio no sistema de energia de hidrogênio tornam inegável que os eletrolisadores de hidrogênio têm uma demanda específica por dispositivos de compensação de energia reativa. As soluções personalizadas não apenas podem resolver o problema da qualidade da energia, mas também podem melhorar a eficiência da operação do sistema e reduzir os custos operacionais. Com o desenvolvimento acelerado da indústria de hidrogênio verde, a tecnologia de remuneração de energia reativa personalizada desempenhará um papel cada vez mais importante. A Geyue Electric continuará a aprofundar a pesquisa e o desenvolvimento tecnológico, fornecendo soluções de qualidade de energia de alta qualidade para a indústria de energia de hidrogênio e ajudando a alcançar a transformação global de energia verde. Acreditamos que, por meio da inovação tecnológica e da prática de engenharia, os dispositivos de compensação de energia reativa personalizados fornecerão uma sólida garantia para o desenvolvimento da indústria de energia de hidrogênio. Se o seu novo projeto exigir uma solução de compensação de energia reativa personalizada, não hesite em entrar em contato conosco via info@gyele.com.cn.