სტრუქტურული დიზაინი და გამოყენება კონტროლებადი რეაქტორებისთვის სმარტ გრიდებში
რეაქტორები არიან კლუშინის ძალის კომპენსაციისთვის საჭირო საშუალება ელექტროენერგეტიკულ სისტემებში, სადაც მაგნიტურად კონტროლირებადი რეაქტორები წარმოადგენენ კვლევის ფოკუსს. სმარტ ქსელი, რომელიც განაახლებს ტრადიციულ ქსელს დაზუსტებული ტექნოლოგიებით, ზრდის უსაფრთხოებასა და ნდობას, რითაც ზრდის მოთხოვნები კონტროლირებადი რეაქტორებისთვის. ამიტომ, ახალი ტიპის რეაქტორების განვითარება არის მნიშვნელოვანი. ეს სტატია, პრაქტიკის კომბინირებით, იკვლევს მათ სტრუქტურულ დიზაინს და გამოყენებას ინოვაციის და სმარტ ქსელის შესაქმნელად.
1 კონტროლირებადი რეაქტორების ფუნქციები და გამოყენების მდგომარეობა
1.1 ფუნქციები
ქსელებისთვის, კონტროლირებადი რეაქტორები შემცირებენ ქსელურ აკრძალებებს, ზრდის ძალის ფაქტორს 0.9-ზე მეტად, შემცირებენ ოსცილაციებს, გაფართოებენ დემპინგის ზღვრებს, ზრდის ტრანსპორტირების შესაძლებლობას და გაზრდის დარჩენილი ძალის სტაბილობას. მომხმარებლებისთვის, ისინი: ① სტაბილიზირებენ დარჩენილი ძალას, დაიცვავენ მოწყობილობებს, როგორიცაა ტრანსფორმატორები და გაზრდის სარგებლობის ხანგრძლივობა. ② არაჰარმონიების არასარგებელების შემცირება, ზრდის უსაფრთხოება. ③ დარჩენილი ძალის ცირკადის შემცირება, რითაც ზრდის ენერგიის ხარისხი. ④ დიდი მოთხოვნების მომხმარებლებისთვის დარჩენილი ძალის აკრძალებების შემცირება, რითაც ელექტროენერგიის ხარჯების შემცირება. ⑤ დინამიური კომპენსაციის საშუალებით დარჩენილი ძალის ზრდა დაბალი ხარჯებით.
1.2 გამოყენების მდგომარეობა
კონტროლირებადი რეაქტორები ფართოდ გამოიყენება ელექტროენერგეტიკულ სისტემებში, როგორიცაა ელექტროენერგიის დამწყები კომპანიები, სამრეწველო კომპანიები, ახალი ენერგიის წარმოება და სხვა სფეროები. ელექტროენერგიის მოთხოვნების ზრდით და ელექტროენერგიის ტრანსპორტირებისა და დისტრიბუციის ქსელების განახლებით, კონტროლირებადი რეაქტორების ბაზრობის მოთხოვნები ასევე ზრდის.
რეაქტორები იყოფა სამ ტიპად: მაგნიტური კონტროლი, სვიჩის გადართვა და ელექტრონული სვიჩის კონტროლი. მაგნიტური კონტროლის რეაქტორები შეიძლება უწყვეტად ადაპტირდეს, მათ დიდი ერთეულები აქვთ და დაბალი ხარჯები, მაგრამ პასუხისმგებლობა დასახელებულია და არაჰარმონიების და აკრძალებების დონე მაღალია. სვიჩის გადართვის რეაქტორები არაჰარმონიებს და აკრძალებებს არ აქვთ, მაგრამ ადაპტაცია დისკრეტულია, რითაც ზრდის გამოყენების ზღვრები. ელექტრონული სვიჩის კონტროლის ტიპი უწყვეტად ადაპტირდება და პასუხისმგებლობა სწრაფია, მაგრამ არაჰარმონიების და დაბალი ხარჯების დონე მაღალია. მაგნიტური კონტროლის რეაქტორები არიან პრეფერენციული. სმარტ ქსელებისთვის მასალების და სტრუქტურის განახლება და ახალი დიზაინები საჭიროა.
2 კონტროლირებადი რეაქტორების სტრუქტურული დიზაინი სმარტ ქსელებში
სმარტ ქსელი, ანუ ქსელი 2.0, ადგენს ხელისუფლების სამი განმავლო კომუნიკაციის ქსელებზე. ის გამოიყენებს ახალ მოწყობილობებს, ტექნოლოგიებს და მეთოდებს ქსელის უსაფრთხოების, ეფექტურობის, ეკოლოგიურობის და ეკონომიკურობის ზრდას, უკეთ დაკავშირებული მომხმარებლების ენერგიის ხარისხის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად. კონტროლირებადი რეაქტორები საჭიროა სმარტ ქსელის შესაქმნელად. ქვემოთ შემოთავაზებულია მათი სტრუქტურული დიზაინი ნანოკომპოზიტური მაგნიტური მასალების საფუძველზე.
2.1 მაგნიტური მასალების შერჩევა
ნანოკომპოზიტური მაგნიტური მასალები შედგება ნანოკრისტალური მაგნიტური ფაზებისგან. მათი გრანულები ინტერაქტირებენ, შექმნით კუპლირებული ექსცენგის ეფექტის დენის ქვეშ. მიკროსკოპულად, ფაზის ინტერფეისებზე, მაგნიტური მომენტები რეორგანიზებენ ველებს ინტერაქციის დროს, რითაც ზრდის რემანენცია. კონტროლირებად რეაქტორებში: DC დენი დარტყმებში ქმნის ექსციტაციის ველს, რომელიც მაგნიტურად აქცევს მასალას; AC ქმნის ატენურ ველს, რომელიც დემაგნიტებს მას.
მასალა მზადდება ნახშიროს სწრაფი გაცივებით, შემდეგ ტემპერირებით მისი მიკროსტრუქტურის ადაპტაცია. ეს ზრდის გრანულებს და შემცირებს კოერცივიტის დონეს, რითაც ადაპტაციის მოთხოვნები დაკმაყოფილდება.
2.2 სრული სტრუქტურული დიზაინი
კონტროლირებადი რეაქტორის სტრუქტურა შედგება თანაბარი შტაბების, რკინის ბუნების, კლამების, მუშაობის დარტყმების, კონტროლის დარტყმების და ნანოკომპოზიტური მაგნიტური მასალებისგან. ექსციტაციის სვეტი, რომელიც მაგნიტური მასალებისა და სილიკონის ფერის ფორმით, მდებარეობს ცენტრში. მუშაობის დარტყმები გარშემო, მათი გარე შრიფტები როგორც მთავარი მაგნიტური ცირკუიტები. კონტროლის დარტყმა დარტყმების მაგნიტური მასალების გარშემო შემორთულია.
პრინციპი: რეგულარული ქსელის მუშაობისას (როდესაც არ არის საჭირო არაჰარმონიების დასაკარგებლად/დარჩენილი ძალის რეგულირება), რეაქტორი დარწმუნებულია დარჩენილი ძალის, დენის და დარჩენილი ძალის შესახებ. ეს მონაცემები გადავალენ კონტროლის სისტემაში ქსელის სტატუსის შესაფასებლად. არაჰარმონიების დასაკარგებლად ან დარჩენილი ძალის რეგულირებისთვის, კონტროლის სისტემა ადაპტირებს დარტყმის დენს. მაგნიტური მასალები ცვლიან რეაქტანციას მაგნიტური მეთოდით. როდესაც პარამეტრები დასახელებული დიზაინის სპეციფიკაციებს აკმაყოფილებენ, დარტყმის დენი ახლა ადაპტირდება და დემაგნიტებს მასალებს ნულოვან რემანენცას შესაბამისად.
დიზაინის ცირკუიტის მიხედვით, გამორიცხული პრიმარული და სეკუნდარული დარტყმის აკრძალებები, მივიღებთ:
სადაც: E1 წარმოადგენს W1-ის გამოიწვევი ელექტრომოტიურ ძალას; E2 წარმოადგენს W2-ის გამოიწვევი ელექტრომოტიურ ძალას; E3 წარმოადგენს W3-ის გამოიწვევი ელექტრომოტიურ ძალას. შემდეგ, გამოყენებით T-ტიპის ცირკუიტი, კონტროლირებადი რეაქტორის ორმხრივი ქსელის ეკვივალენტი გამოვითვალებთ:
დავუშვათ, Ik = β Ig, და მუშაობის პორტის ინდუქტივიტის მნიშვნელობა არის:
რეაქტანციის კონტროლის კოეფიციენტი არის α, და Ik = αIg. მუშაობის პორტის რეაქტანცია და α-ს შორის ურთიერთდება:
მუშაობის პორტის პარალელური შესაძლებლობა ელექტროენერგიის ქსელთან და U1 როგორც მუდმივა, შემდეგი სისტემის განტოლებები შემოგვიწინდება:
სადაც: Ig და Ik წარმოადგენენ ორი პორტის დენის ეფექტურ მნიშვნელობებს; Uk წარმოადგენს კონტროლის პორტის დენის ეფექტურ მნიშვნელობას. ფორმულის (5) სისტემის განტოლებების გადასახვევა შეგვიძლია მივიღოთ კონტროლირებადი რეაქტორის მუშაობის მაჩვენებლები.
2.3 კონტროლის სისტემის დიზაინი
კონტროლის სისტემა შედგება მთავარი ცირკუიტიდან (რომელიც ადაპტირებს მაგნიტური მასალების რემანენციას) და დეტექტორ-კონტროლის ქვესისტემიდან (რომელიც მონიტორირებს ელექტროტექნიკურ პარამეტრებს), რომლებიც ერთად მუშაობენ მართვის მიზნების მისაღებად. როდესაც ქსელის მუშაობა მოითხოვს რეაქტანციის რეგულირებას, მთავარი ცირკუიტი დენს გამოიყენებს მაგნიტური მასალების მაგნიტური და დემაგნიტების საშუალებით, ხოლო ქვესისტემა მონიტორირებს ტვირთს პარამეტრების ოპტიმალური დასართავად, რითაც ზრდის ქსელის სტაბილობა. რეაქტანციის ცვლილება მიმდინარეობს ბუნების მაგნიტური სტატუსის ცვლილების შედეგად. კონტროლირებადი რექტიფიკაცია შესაძლებელია მილისექუნდების დონეზე, რითაც მაგნიტური სტატუსის სწრაფი კონვერტირების მოთხოვნები დაკმაყოფილდება. სისტემა გამოითვლის ბრძანებებს რეაქტორისთვის არაჰარმონიების დასაკარგებლად და დარჩენილი ძალის რეგულირებისთვის, რითაც ზრდის ქსელის სტაბილობა.
მუშაობის პროცესი: 1) დარწმუნებული ქსელის სტატუსი, პარამეტრების შესაგროვებლად და სტაბილობის შესაფასებლად. 2) როდესაც დარჩენილი ძალის ცირკადი ან არაჰარმონიები მოხდება, რეაქტორის კონტროლის სისტემა გამოითვლის ბრძანებებს. 3) მთავარი ცირკუიტი გამოიტანს ადაპტირებად ინდუ
