Toen een olie{0}}gestookte generator op het eiland Kaua'i op een ochtend eind 2021 voor zonsopgang offline ging, daalde de netfrequentie, maar de accu's op vieropslag van zonnebatterijenplanten presteerden meestal goed, volgens een open-toegangsanalyse.
Deopslag van zonnebatterijenzorgde voor een snelle frequentierespons binnen 50 milliseconden, hield de frequentiedaling binnen 1,5 seconde tegen en bracht de frequentie binnen één minuut terug naar 60 Hz.
Toch was er een probleem, aangezien er tijdens de eerste minuut frequentie-oscillaties waren, wat veel voorkomtmini-grid op zonne-energie gevallen.
Het probleem kwam voort uit de beperkte functionaliteit van de omvormers die bij deopslag van zonnebatterijencentrales, waarbij drie van de centrales gebruik maken van omvormers met-netvolgende bedieningselementen.
“Hoewel deze verstoring niet rampzalig was, was het wel een waarschuwing”, aldus het National Laboratory of the Rockies (NLR) in een recent bericht.
Om te voorkomen dat het probleem zich opnieuw voordoet, heeft de Kaua'i Island Utility Cooperative samengewerkt met het National Renewable Energy Laboratory (nu het NLR) en andere partners om een uitgebreid analyse- en testproces te ondersteunen, zoals beschreven in het NLR-bericht.
Het resultaat was dat de nutscoöperatie overschakelde op net-vormende controles bij zijn zonne-energie-plus-opslaginstallaties, om synthetische traagheid te bieden ter vervanging van de mechanische of roterende traagheid van een fossiel-gestookte generator.
Een net{0}}vormende omvormer werkt door 'zijn eigen frequentie en spanning constant te houden', zegt Andy Hoke, hoofdingenieur bij NLR. Hij hielp het hulpprogramma Kaua'i bij het identificeren van het elektriciteitsnet-en vormde de omvormerinstellingen die ze nodig hadden "om de sterkte van het elektriciteitsnet te herstellen", aldus het bericht.
Toen dezelfde olie-generator die daarvoor offline was gegaan, in 2023 opnieuw werd geactiveerd, vond er geen oscillatie plaats.
Het NLR-team testte vervolgens de nieuw geschikte omvormers verder, waarbij ze, met toestemming van het nutsbedrijf, "kleine pulsen" door het elektriciteitsnet van Kaua'i stuurden en de pulsen meten met aangepaste sensoren.
Als resultaat van die tests "ontdekten we dat op het elektriciteitsnet-vormende omvormer-gebaseerde bronnen de netwerkstabiliteit aanzienlijk vergroten", zegt Jin Tan, projectleider bij NLR.
Het uitgebreide testproces omvatte een computermodel van het raster van Kaua'i, een fysieke re-recreatie van het raster op de NLR-campus en aangepaste sensoren op het daadwerkelijke raster van Kaua'i.
Dat werk heeft bijgedragen aan het werk van het UNIFI Consortium, dat de vooruitgang van de industrie op het gebied van netvormingssoftware voor omvormers coördineert, aangezien Benjamin Kroposki, directeur van het Power Systems Engineering Center van NLR, betrokken was bij het Kaua'i-project en leiding geeft aan het UNIFI Consortium.
Het UNIFI Consortium is nu 'zijn laatste jaar' aan het afronden, aldus het NLR-bericht, en is van plan 'een enorme bibliotheek van goed-geteste modellen, standaarden en besturingen' te leveren voor- netvormende omvormers.
Met zijn stelling dat net{0}}vormende hulpbronnen de netstabiliteit vergroten, sluit het NLR zich aan bij de Energy Systems Integration Group in het onderschrijven van net-vormende omvormers.
