Σύντομη Συζήτηση για το Σχεδιασμό μιας Νέας Αμερικανικής Τυποποιημένης Κάψουλας Υποσταθμίδας για Παραγωγή Αιολικής Ενέργειας
Εισαγωγή
Ως καθαρή και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, η αεριοδυναμική ενέργεια έχει όλο και περισσότερο αποκτήσει την προσοχή των χωρών σε όλο τον κόσμο. Τα αποθέματά της είναι τεράστια. Το σύνολο των παγκόσμιων πόρων αεριοδυναμικής ενέργειας ανέρχεται περίπου σε 2,74×10⁹ MW, από τα οποία το εκμεταλλεύσιμο μέρος της αεριοδυναμικής ενέργειας είναι 2,0×10⁷ MW. Στην Κίνα, τα αποθέματα αεριοδυναμικής ενέργειας είναι μεγάλα, ευρέως διανεμημένα, και το δυναμικό για ανάπτυξη και εκμετάλλευση είναι τεράστιο.
Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από αέριο έχει αναπτυχθεί γρήγορα τα τελευταία χρόνια, και οι κουτί-υποσταθμοί που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με αυτήν είναι κυρίως αμερικανικοί κουτί-υποσταθμοί (εδώ και στο συνέχεια θα αναφέρονται ως αεριοδυναμικοί αμερικανικοί υποσταθμοί).
Παρούσα, οι συνηθισμένοι αεριοδυναμικοί αμερικανικοί υποσταθμοί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από αέριο είναι τύπου "ένας μηχανισμός-ένας υποσταθμός", δηλαδή, ένας αερογεννήτρια (εδώ και στο συνέχεια θα αναφέρεται ως αερογεννήτρια) είναι εξοπλισμένη με έναν αεριοδυναμικό αμερικανικό υποσταθμό. Με αυτή την διάταξη, όταν η ταχύτητα του ανέμου στο πάρκο ανέμων είναι πολύ χαμηλή, η αερογεννήτρια λειτουργεί υποφορτωμένη, δημιουργώντας εύκολα απώλεια πόρων αερογεννητών. Τον Μάρτιο του 2010, η εταιρεία μας σχεδίασε 31 νέους τύπου "δύο μηχανισμοί-ένας υποσταθμός" αεριοδυναμικούς αμερικανικούς υποσταθμούς για ένα συγκεκριμένο πάρκο ανέμων στην Εσσονία, δηλαδή, δύο αερογεννήτριες είναι εξοπλισμένες με τον ίδιο αεριοδυναμικό αμερικανικό υποσταθμό.
Καθορισμός Τεχνικών Παραμέτρων του Υποσταθμού
Μοντέλο Προϊόντος: ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4
Νομική Ισχύς
Υψηλή Τάση: 1000kVA
Χαμηλή Τάση 1: 820kVA
Χαμηλή Τάση 2: 180kVA
Νομική Τάση
Υψηλή Τάση: 36.75kV
Χαμηλή Τάση 1: 0.69kV (Η νομική ισχύς του αντίστοιχου αεριοδυναμικού αμερικανικού υποσταθμού είναι 820kVA, και η αντίστοιχη ισχύς της αερογεννήτριας είναι 750kW)
Χαμηλή Τάση 2: 0.4kV (Η νομική ισχύς του αντίστοιχου αεριοδυναμικού αμερικανικού υποσταθμού είναι 180kVA, και η αντίστοιχη ισχύς της αερογεννήτριας είναι 160kW)
Ομάδα Σύνδεσης: Dyn11yn11
Εύρος Ρυθμίσεων: ±2×2.5%
Αντίσταση Σύντομης Σύνδεσης: 7% (Σε νομική τάση και συχνότητα, με βάση την ήμια παραγωγική αντίσταση της νομικής ισχύος της υψηλής τάσης)
Νομική Ροή
Υψηλή Τάση: 15.71A
Χαμηλή Τάση 1: 686.1A
Χαμηλή Τάση 2: 259.8A3
Λειτουργικό Αρχή και Σχεδιασμός του Υποσταθμού
Μετά από επαφή με τον σχεδιαστή και τον κατασκευαστή αερογεννητών, αποφασίστηκε ότι απαιτούνταν 31 τριφασικοί, συνδυασμένοι, κοινού στερεού, χωρισμένοι, τερματικοί αμερικανικοί κουτί-υποσταθμοί. Ο μετατροπέας σε αυτούς τους υποσταθμούς έπρεπε να έχει διπλή χαμηλή τάση, και οι τάσεις των δύο χαμηλών πλευρών δεν ήταν ίσες.
Λειτουργική Αρχή: Ο χρήστης εγκατέστησε δύο αερογεννήτριες με διαφορετικές ισχύες στο ίδιο πάτο. Η αερογεννήτρια 1 είναι ημισυχρόνη αερογεννήτρια με ισχύ 750kW και νομική τάση 690V; η αερογεννήτρια 2 είναι ασύχρονη αερογεννήτρια με ισχύ 160kW και νομική τάση 400V. Ο χρήστης εγκατέστησε ένα συστηματικό συστήμα για κάθε αερογεννήτρια για την αυτόματη επιλογή της αερογεννήτριας σύμφωνα με την ταχύτητα του ανέμου στο πάρκο ανέμων. Αυτό το σύστημα μπορεί να επιλέξει αυτόματα ποια αερογεννήτρια να χρησιμοποιηθεί με βάση την ταχύτητα του ανέμου.
Ο κουτί-υποσταθμός μπορεί να εκδίδει αντίστοιχες ισχύες σύμφωνα με τις τρεις διαφορετικές ισχύες των αερογεννητών. Όταν η ταχύτητα του ανέμου είναι πολύ χαμηλή, επιλέγεται η 160kW αερογεννήτρια με μικρή ισχύ για λειτουργία, και η εκδόση ισχύος του υποσταθμού είναι 180kVA; όταν η ταχύτητα του ανέμου είναι σχετικά υψηλή, επιλέγεται η 750kW αερογεννήτρια με μεγάλη ισχύ για λειτουργία, και η εκδόση ισχύος του υποσταθμού είναι 820kVA; όταν η ταχύτητα του ανέμου είναι πολύ υψηλή, επιλέγονται οι δύο αερογεννήτριες για λειτουργία ταυτόχρονα, και η εκδόση ισχύος του υποσταθμού είναι η πλήρης ισχύς 1000kVA. Για αυτό το σκοπό, ο μετατροπέας σχεδιάστηκε σε διπλή αξονική διαίρεση "χαμηλή-υψηλή-χαμηλή". Η χαμηλή τάση 690V είναι στο εσωτερικό, η υψηλή τάση στο μέσο, και η χαμηλή τάση 400V στο εξωτερικό. Κάθε αεριοδυναμικός αμερικανικός υποσταθμός αποτελείται από ένα δωμάτιο μετατροπέα, ένα δωμάτιο υψηλής τάσης καλωδίων και ένα δωμάτιο λειτουργίας υψηλής και χαμηλής τάσης. Στο δωμάτιο λειτουργίας χαμηλής τάσης, εγκαταστάθηκαν ξεχωριστά ένα 690V και ένα 400V σταθμός κατακόρυφης καταστροφής, οι οποίοι μπορούν να ελέγξουν τις αντίστοιχες πλευρές χαμηλής τάσης, ισοδυναμούντας με δύο δωμάτια λειτουργίας χαμηλής τάσης.
Το σχεδιασμός της λειτουργικής αρχής του υποσταθμού είναι δείκτης στο Σχήμα 1.
Εφαρμογή και Αποτελέσματα του Υποσταθμού
Επειδή ο χρήστης μπορεί να επιλέξει αυτόματα αερογεννήτριες με διαφορετικές ισχύες σύμφωνα με την ταχύτητα του ανέμου, αυτό μπορεί να λύσει εντελώς το πρόβλημα της απώλειας πόρων αερογεννητών και να εξοικονομήσει ενέργεια.
Ο χρήστης μπορεί να αγοράσει έναν λιγότερο υποσταθμό (σε σύγκριση με το μοντέλο "ένας μηχανισμός-ένας υποσταθμός"), το οποίο είναι ευνοϊκό για τους αεριοδυναμικούς αμερικανικούς υποσταθμούς για τη μείωση του προηγούμενου επενδυτικού κόστους του χρήστη στο πάρκο ανέμων και την αύξηση της αποτελεσματικότητας χρήσης των πόρων.
Ο μετατροπέας χρησιμοποιεί μια δομή "χαμηλή-υψηλή-χαμηλή", η οποία αυξάνει την αντίσταση σύντομης σύνδεσης του υποσταθμού. Συνεπώς, μπορεί να περιορίσει αποτελεσματικά την ροή σύντομης σύνδεσης και να αυξήσει την λειτουργική αξιοπιστία του υποσταθμού.
