Thiết bị mô phỏng lưới điện Grid Simulator

Thiết bị mô phỏng lưới điện Grid Simulator là giải pháp được sử dụng để tái tạo các điều kiện hoạt động khác nhau của lưới điện trong môi trường phòng thí nghiệm và kiểm tra. Thay vì sử dụng trực tiếp điện lưới thực tế, Grid Simulator cho phép người dùng chủ động thiết lập điện áp, tần số, góc pha và nhiều trạng thái bất thường của lưới theo từng kịch bản thử nghiệm. Giải pháp này đặc biệt phù hợp cho việc kiểm tra inverter, PCS, BESS, PV inverter, EV Charger, OBC, converter và các thiết bị điện tử công suất. Theo thông tin ActionPower công bố, hệ thống Grid Simulation có thể được triển khai từ các cấu hình công suất phòng thí nghiệm đến hệ thống công suất lớn lên tới 10 MVA, đáp ứng nhiều nhu cầu từ nghiên cứu và phát triển sản phẩm đến kiểm tra Grid Code.

Grid Simulator là gì?

Grid Simulator hay Grid Emulator là thiết bị nguồn điện AC có khả năng lập trình, cho phép mô phỏng các đặc tính và trạng thái khác nhau của lưới điện. Hệ thống có thể tạo ra các điều kiện như thay đổi điện áp, thay đổi tần số, Voltage Sag, Voltage Swell, mất điện, thay đổi góc pha, mất cân bằng điện áp ba pha, Harmonic, Inter-Harmonic, Flicker, ROCOF và các điều kiện Weak Grid. Việc mô phỏng có thể được thiết lập theo một profile hoặc sequence cụ thể, giúp người dùng thực hiện cùng một bài kiểm tra nhiều lần với điều kiện giống nhau. Đây là một ưu điểm quan trọng trong quá trình R&D, đánh giá thiết kế và kiểm tra khả năng đáp ứng của các thiết bị kết nối lưới. 

Mô phỏng LVRT và HVRT

Một trong những ứng dụng quan trọng của Grid Simulator là thực hiện các bài kiểm tra LVRT – Low Voltage Ride Through và HVRT – High Voltage Ride Through. Trong quá trình thử nghiệm, hệ thống có thể tạo ra các profile sụt áp hoặc tăng áp trong khoảng thời gian được xác định trước để đánh giá khả năng duy trì hoạt động của thiết bị khi điện áp lưới thay đổi bất thường. Đối với PV Inverter, PCS, BESS và các thiết bị Grid-connected, khả năng phản ứng với những thay đổi này là một phần quan trọng trong quá trình đánh giá hiệu suất và khả năng đáp ứng yêu cầu kết nối lưới. Grid Simulator cho phép kiểm soát chính xác điều kiện thử nghiệm và kết hợp nhiều tham số khác nhau để xây dựng các kịch bản kiểm tra phù hợp với yêu cầu của từng dự án.

Mô phỏng Harmonic và chất lượng điện năng

Bên cạnh việc mô phỏng điện áp và tần số, Grid Simulator còn được sử dụng để tạo các điều kiện liên quan đến Power Quality. Hệ thống có thể mô phỏng Harmonic, Inter-Harmonic, Voltage Unbalance và các biến động điện áp nhằm đánh giá phản ứng của thiết bị điện tử công suất trong những điều kiện lưới khác nhau. Theo thông tin ActionPower công bố, dòng TITAN hỗ trợ tổng hợp đồng thời đến 49 harmonic và mô phỏng Inter-Harmonic trong phạm vi 1–3.000 Hz theo cấu hình được công bố. Các chức năng này giúp xây dựng môi trường kiểm tra có kiểm soát cho inverter, PCS và các thiết bị chuyển đổi năng lượng trước khi đưa vào ứng dụng thực tế. 

Mô phỏng lưới yếu – Weak Grid

Weak Grid Simulation là một chức năng quan trọng đối với các hệ thống inverter và thiết bị điện tử công suất khi hoạt động trong những điều kiện lưới có trở kháng cao. Grid Simulator có thể sử dụng các mô hình như Grid Impedance, SCR – Short Circuit Ratio, RLC Model và X/R Ratio để tái tạo đặc tính của lưới điện trong môi trường thử nghiệm. Điều này cho phép kỹ sư đánh giá khả năng hoạt động của PV Inverter, PCS, BESS và Grid-connected Inverter khi độ mạnh của lưới thay đổi. Việc mô phỏng Weak Grid trong phòng thí nghiệm cũng giúp kiểm soát điều kiện thử nghiệm tốt hơn so với việc phụ thuộc vào tình trạng thực tế của lưới điện.

Các dòng Grid Simulator

Tùy theo công suất và yêu cầu thử nghiệm, Grid Simulator có thể được cấu hình từ hệ thống nhỏ dành cho phòng R&D đến hệ thống công suất lớn cấp MVA. ActionPower giới thiệu các dòng CORTEX, PRO20 và TITAN với những phạm vi ứng dụng khác nhau. CORTEX có cấu hình từ khoảng 22 kVA và có thể mở rộng đến 220 kVA, phù hợp với R&D, Power HIL và các bài kiểm tra thiết bị. PRO20 sử dụng kiến trúc module với công suất 50 kVA/module và có khả năng mở rộng hệ thống đến 6 MVA. Trong khi đó, TITAN được phát triển cho các ứng dụng Grid Simulation công suất cao, với cấu hình hệ thống có thể mở rộng đến 10 MVA.

Grid Simulator cho kiểm tra Grid Code

Trong quá trình phát triển và đánh giá các thiết bị kết nối lưới, Grid Code Testing là một trong những nhóm ứng dụng quan trọng của Grid Simulation. Tùy thị trường và yêu cầu của sản phẩm, hệ thống có thể được sử dụng cho các bài kiểm tra liên quan đến LVRT/HVRT, Frequency Response, Reactive Power, Anti-Islanding, Harmonic, Voltage Unbalance và Weak Grid. ActionPower hiện giới thiệu Grid Simulation cho các ứng dụng liên quan đến những bộ tiêu chuẩn như IEEE 1547.1, UL 1741 SB, IEC 61000-4-x, EN 50549, VDE 4110, GB/T 37406 và GB/T 36547. Việc lựa chọn tiêu chuẩn và cấu hình kiểm tra cụ thể cần được xác định dựa trên sản phẩm, thị trường và yêu cầu của dự án. 

Giải pháp Grid Simulation tại TM-TECH

TM-TECH cung cấp thiết bị đo lường, hệ thống kiểm tra và giải pháp tích hợp cho phòng thí nghiệm và môi trường sản xuất tại Việt Nam, với đội ngũ kỹ thuật tập trung vào tích hợp hệ thống và hỗ trợ kỹ thuật. Hồ sơ năng lực TM Technology thể hiện phạm vi ứng dụng của công ty trong các lĩnh vực PV, Energy Storage, Hydrogen Fuel, Wind Power, EV, Battery và Motor Control.

Với giải pháp Grid Simulator, TM-TECH có thể phối hợp lựa chọn và triển khai cấu hình theo yêu cầu của từng dự án, từ xác định công suất, điện áp, dòng điện, số pha, bài kiểm tra đến khả năng mở rộng và tích hợp với hệ thống tự động hóa. Kinh nghiệm của TM-TECH trong các hệ thống kiểm tra chuyên dụng được thể hiện qua các dự án như CPDU Aging Test System 400 channels, Climate Chamber, Battery Pack Test Lab và Battery ESS AC EOL, trong đó hồ sơ công ty ghi nhận vai trò tích hợp hệ thống, lắp đặt, commissioning và hỗ trợ sau bán hàng.