Integrierte Lösung: Bodengehäuse-Transformator zur Steigerung der Effizienz und Zuverlässigkeit in dezentralen Solar-PV-Systemen

1. Die zentrale Rolle des Pad-Mounted-Transformators (PMT) in verteilten PV-Systemen​

Ein Pad-Mounted-Transformer (PMT) ist ein vollständig abgedichteter, kastenförmiger Transformator, der direkt auf einem Betonsockel (Pad) am Boden installiert wird. Er ist für die Spannungserhöhung und Netzverbindung in verteilten Photovoltaik-Kraftwerken geeignet. Seine Hauptfunktionen umfassen:

• ​Spannungsumwandlung:​​Erhöht die Niederspannungsstromausgabe von PV-Invertern (z.B. 0,8kV) auf 10kV oder 35kV, um den Anforderungen der Netzverbindung zu entsprechen.
• ​Systemintegration:​​Integriert Hochspannungsschalter, Schutzgeräte und Messgeräte, reduziert den Platzbedarf und erhöht die Systemzuverlässigkeit.
• ​Sicherheitsisolierung:​​Das vollständig abgeschlossene Design bietet staubdichte, feuchtigkeitsdichte und korrosionsbeständige Eigenschaften, was den Betrieb in harten Außenumgebungen ermöglicht.

2. Schlüsseltechnische Parameter und Auswahlrichtlinien für Pad-Mounted-Transformator​

2.1 Leistungspaarungsprinzip​

• ​Leistungsberechnung:​​Muss leicht größer als die maximale Ausgangsleistung des PV-Systems sein (typischerweise konfiguriert bei 1,1~1,2 mal der Nennleistung).

• Beispiel: Ein 19,9MW-PV-Projekt mit 8 Einheiten von 2,5MVA PMTs (gesamte Kapazität von 20MVA).
• ​Spannungsebene:​​Wählen Sie 10kV oder 35kV basierend auf der Spannung des Netzanschlusspunkts (z.B. ein 8,3MW-Projekt in Shanghai nutzt 10kV-Netzanschluss).

​2.2 Kernauswahlparameter​

2.3 Kompatibilitätsdesign​

• ​Inverterpaarung:​​Der Eingangsspannungsbereich muss den Ausgangsspannungsbereich des Inverters abdecken (z.B. 0,8kV → 10kV).
• ​Integration von Schutzgeräten:​​Integrierte Sicherungen, Blitzableiter (Blitzschutz) und Temperatursensoren; Schnittstellen für externe Anti-Inselbildungsschutz- und Fehlerisolationsgeräte.

3. Pad-Mounted-Transformator-Systemintegrationskonzepte​

​Intelligente Überwachungsintegration​

• ​Sensorausstattung:​​Echtzeitüberwachung von Temperatur, Strom und Spannung.
• ​Kommunikationsschnittstelle:​​Unterstützt Modbus- oder IEC-61850-Protokoll zur Integration in PV-Überwachungssysteme (z.B. Acrel-1000DP).
• ​Sicherheitsschutz:​​

Anti-Inselbildungsvorrichtung: Trennt innerhalb von 0,5 Sekunden nach Erkennen eines Netzausfalls.

Bogenentdeckung: KI-gestützte intelligente Bogenfehlererkennung (z.B. Huawei-Lösung).

4. Typische Anwendungsfallstudien für Pad-Mounted-Transformator​

4.1 19,​9MW Verteiltes PV-Projekt​

• ​PMT-Konfiguration:​​8 Einheiten von 2,5MVA pad-mounted Transformator, in der Nähe von 4 Umspannwerken für eine enge Verbindung zu 10kV-Verteilräumen eingesetzt.
• ​Ergebnisse:​​Jährliche Stromerzeugung von 14,95 Mio. kWh, Systemeffizienz >80%, Kabelverkürzung um 30%.

4.2 ​Shanghai 8,3MW Dach-PV-Projekt​

• ​Lösungseigenschaften:​​
  • 5 PMTs (2 Einheiten von 2,5MVA + 2 Einheiten von 1,6MVA + 1 Einheit von 0,8MVA) passend zu Gruppen von Invertern mit unterschiedlichen Kapazitäten.
  • Glasfaserringnetzwerk für Datenübertragung, ermöglicht Fernwartung, Leistungsprognose und Versorgungsreaktion.

4.3 ​Umweltinterferenzwiderstandesdesign​

• ​Hochwindgebiete:​​Verstärkte Montagehalter (z.B. windlastbeständige Komponenten).
• ​Hochfeuchteumgebungen:​​Verwendung von salzspraybeständigen Beschichtungen (für Küstenprojekte) und Inverter mit Potentialinduzierte Degradation (PID)-Wiederherstellungs-Funktion.

5. Wirtschaftliche Vorteile und O&M-Optimierung​

5.1 ​Investitionsrendite (ROI):​​

• Changchun 500kW-Projekt: Jährliche Erzeugung 584.000 kWh, Eigenverbrauchs-Rendite 12,2%, Amortisationszeit ≈5,3 Jahre.

5.2 ​Betriebs- und Wartungsstrategie (O&M):​​

• Intelligentes Diagnostik: IV-Kurven-Scan für die Echtzeitlokalisation von Fehlkomponenten.
• Präventive Wartung: Überlastungsrisiko-Warnungen für Transformator basierend auf Temperaturdaten.