Synchronverter या वर्चुअल सिंक्रोनस जनरेटर इनवर्टर हैं जो सिंक्रोनस जनरेटर को विद्युत विद्युत प्रणालियों में सहायक सेवाओं के लिए “कृत्रिम जड़ता” प्रदान करने की नकल करते हैं।
चित्रा 1. सिंक्रनाइटर ऑपरेशन पर्यावरण का एक सरल आरेख
पृष्ठभूमि
मानक इनवर्टर बहुत कम जड़ता तत्व हैं। क्षणिक अवधि के दौरान, जो अधिकतर दोषों या लोड में अचानक परिवर्तन के कारण होते हैं, वे तेजी से परिवर्तनों का पालन करते हैं और इससे भी बदतर स्थिति हो सकती है, लेकिन तुल्यकालिक जनरेटर के पास एक उल्लेखनीय जड़ता है जो उनकी स्थिरता को बनाए रख सकता है।
हाल ही में अधिक से अधिक नवीकरणीय ऊर्जा, विशेष रूप से सौर कोशिकाओं का उपयोग करके, अधिक इनवर्टर का उपयोग ग्रिड में किया गया है और उल्लिखित कारणों से, यह बिजली प्रणाली विश्वसनीयता को खतरे में डाल सकता है।
इतिहास
हाइड्रो-क्यूबेक ने 2005 में पहली ग्रिड ऑपरेटर के रूप में सिंथेटिक जड़ता की आवश्यकता शुरू कर दी थी। आवृत्ति ड्रॉप का मुकाबला करने के लिए, ग्रिड ऑपरेटर पवन टरबाइन रोटर के घूर्णनशील जड़त्व के साथ बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स के संयोजन द्वारा अस्थायी 6% पावर बूस्ट की मांग करता है। 2016 में यूरोप में इसी तरह की आवश्यकताएं लागू हुईं।
सिंक्रनाइटर मॉडल
सिंक्रनाइज़र संरचना को दो भागों में विभाजित किया जा सकता है: पावर पार्ट (आकृति 2 देखें) और इलेक्ट्रॉनिक भाग।बिजली का हिस्सा ऊर्जा परिवर्तन और हस्तांतरण पथ है, जिसमें पुल, फ़िल्टर सर्किट, पावर लाइन इत्यादि शामिल हैं। इलेक्ट्रॉनिक भाग सेंसर और डीएसपी सहित इकाइयों को मापने और नियंत्रित करने के लिए संदर्भित करता है।
चित्रा 2. एक सिंक्रनाइज़र का पावर हिस्सा
मॉडलिंग सिंक्रनाइज़र में महत्वपूर्ण बिंदु यह सुनिश्चित करना है कि सिंक्रोनस जनरेटर के समान गतिशील व्यवहार हो (चित्र 3 देखें)। इसकी जटिलता के कारण इस मॉडल को 7-ऑर्डर मॉडल तक 2-ऑर्डर में वर्गीकृत किया गया है।हालांकि, सटीकता और जटिलता के बीच उचित समझौता के कारण 3-ऑर्डर मॉडल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
कहा पे तथा टर्मिनल वोल्टेज के डीक्यू-अक्ष घटक हैं।
चित्रा 3. एक एसजी के प्रति चरण मॉडल एक अनंत बस से जुड़ा हुआ है
नियंत्रण रणनीति
जैसा कि आकृति 3 में दिखाया गया है, जब इन्वर्टर को वोल्टेज स्रोत के रूप में नियंत्रित किया जाता है, इसमें ग्रिड के साथ सिंक्रनाइज़ करने के लिए एक सिंक्रनाइज़ेशन इकाई होती है और ग्रिड के साथ आदान-प्रदान की वास्तविक शक्ति और प्रतिक्रियाशील शक्ति को नियंत्रित करने के लिए पावर लूप होता है। सिंक्रनाइज़ेशन इकाई को अक्सर आवृत्ति और आयाम प्रदान करने की आवश्यकता होती है। लेकिन जब इन्वर्टर को वर्तमान स्रोत के रूप में नियंत्रित किया जाता है, तो सिंक्रनाइज़ेशन इकाई को अक्सर ग्रिड के चरण को प्रदान करने की आवश्यकता होती है, इसलिए इसे वर्तमान स्रोत के रूप में नियंत्रित करना अधिक आसान होता है।
चूंकि एक सिंक्रोनस ग्रिड के साथ सिंक्रनाइज़ करने में स्वाभाविक रूप से सक्षम है, सिंक्रनाइज़ेशन फ़ंक्शन को सिंक्रनाइज़ेशन इकाई के बिना पावर कंट्रोलर में एकीकृत करना संभव है। यह आंकड़े 4 में दिखाए गए अनुसार एक कॉम्पैक्ट नियंत्रण इकाई में परिणाम देता है।
चित्रा 4. ग्रिड से जुड़े बिजली पलटनेवाला के लिए विशिष्ट नियंत्रण संरचनाएं। (ए) जब वोल्टेज आपूर्ति के रूप में नियंत्रित किया जाता है। (बी) जब वर्तमान आपूर्ति के रूप में नियंत्रित किया जाता है।
चित्रा 5. ग्रिड से जुड़े इन्वर्टर के लिए कॉम्पैक्ट नियंत्रण संरचना।
अनुप्रयोगों
पीवी
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, सिंक्रनाइज़र्स को सिंक्रोनस जनरेटर की तरह माना जा सकता है, जो स्रोत को नियंत्रित करना आसान बनाता है, इसलिए इसका व्यापक रूप से पीवी प्राथमिक ऊर्जा स्रोतों (पीईएस) में उपयोग किया जाना चाहिए।
HVDC
पवन चक्की
डीसी microgrid
सिंक्रनाइटर को माइक्रोग्रिड्स में भी इस्तेमाल करने का सुझाव दिया जाता है क्योंकि किसी भी संचार नेटवर्क के बिना डीसी स्रोतों को एसी वोल्टेज की आवृत्ति के साथ समन्वयित किया जा सकता है।
चित्रा 6. तीन चरण सिंक्रनाइटर का पावर हिस्सा।