Umbunifu na Matumizi ya Reactors Zinazoweza Kutathmini kwa Mitandao ya Umeme Maalum

Reaktori ni muhimu kwa ufanisi wa nguvu zisizo ya muda katika mitandao ya umeme, na reaktori zenye mikakati ya magneeti zinafaa kuwa taasisi ya utafiti. Mtandao maalum unaongezeka kwa kutumia teknolojia ya juu, unaboresha usalama na uwepo, kwa kuongeza mataraji kwa ajili ya reaktori zinazoweza kubadilishwa. Kwa hivyo, kujenga aina mpya za reaktori ni muhimu. Makala hii, inayohusiana na tajriba, hutafuta mbinu ya underezo na matumizi yake ili kuboresha ubunifu na kuboresha ujenzi wa mtandao maalum.

1 Fanya na Hali ya Matumizi ya Reaktori Zenye Mikakati
1.1 Fanya

Kwa mitandao, reaktori zenye mikakati huondokana na hasara za mtandao, husongesha kiwango cha nguvu cha juu zaidi ya 0.9, huondokana na mgurumo, huongeza mipaka ya udhibiti, husongesha uwekezaji wa umeme, na hutoa ustawi wa volti. Kwa watumiaji, wanaweza: ① Kuboresha ustawi wa volti, kuhifadhi vifaa kama transformer, na kuongeza muda wa kutumika. ② Kuondokana na harmoniki, kuondokana na hasara, na kuboresha usalama. ③ Kupunguza mgurumo wa volti, kuboresha ubora wa umeme. ④ Kuridhisha watumiaji wenye mahitaji mengi, kupunguza gharama za umeme. ⑤ Kutoa uongezaji wa uwekezaji kwa bei chache kwa njia ya ufanisi wa muda.

1.2 Hali ya Matumizi

Reaktori zenye mikakati zimeelekea sana katika mitandao ya umeme, kama vile kwenye vyanzo vya umeme, viwanda, utengenezaji wa umeme wa nishati mpya na sehemu zingine. Kwa sababu ya ongezeko la talabani ya umeme na maendeleo ya mitandao ya kutuma na kugawanya umeme, mataraji ya soko kwa ajili ya reaktori zenye mikakati pia yameongezeka.

Reaktori zina tatu aina: mikakati ya magneeti, mikakati ya switch, na mikakati ya switch ya electronic. Reaktori zenye mikakati ya magneeti zinatoa uhamishaji wa muda, ukubwa wa kapasiti, na bei chache lakini wanahitaji muda mrefu, hasara ya mgurumo na harmoniki. Reaktori zenye mikakati ya switch zinatofautiana na mgurumo/harmoniki lakini huhamishwa daima, kwa hivyo kunapunguza matumizi. Aina ya electronic-switch zinaweza kubadilishwa kwa muda na jibu la haraka lakini zina harmoniki na bei ya juu. Reaktori zenye mikakati ya magneeti zinafanyiwa vizuri. Kufanana na mitandao maalum, inahitaji majukumu/mbinu mapya na mbinu mpya.

2 Mbinu ya Underezo wa Reaktori Zenye Mikakati katika Mitandao Maalum

Mtandao maalum, au Grid 2.0, unajengwa kwa kutumia mitandao ya mawasiliano ya pande mbili. Hutumia vifaa vya muda, teknolojia, na mbinu za kutetea usalama, ufanisi, uhifadhi wa mazingira, na kiuchumi, kuboresha zaidi talabani za ubora wa umeme kwa watumiaji. Reaktori zenye mikakati ni muhimu kwa ujenzi wa mitandao maalum. Chini ni mbinu ya underezo yao kulingana na vifaa vya magneeti vinavyozunguka.

2.1 Uchaguzi wa Vifaa vya Magneeti

Vifaa vya magneeti vinavyozunguka vina vikundi vya magneeti vya nguvu na vya upinde. Vikundi hivi huinterakta, hukumbatia athari ya magneeti katika utokaji. Kutoka nyuma, katika miundo ya athari, momeneti ya magneeti huongeza nguvu za kijani. Katika reaktori zenye mikakati: DC iliyotumika kwenye windings hutengeneza nguvu ya ufananisho, kumagneetisha vifaa; AC hutengeneza nguvu ya kukosekana, kukusanya.

Iliyopangwa kwa kutumia mzunguko wa magaramu, vifaa huenda kwa kupanga mikrosystem. Hii hongeza vikundi na kupunguza coercion, kufanana na mahitaji ya kubadilisha.

2.2 Mbinu ya Underezo Ya Jumla

Mbinu ya underezo ya reaktori zenye mikakati inajumuisha tie rods, iron core, clamps, working windings, control windings, na vifaa vya magneeti vinavyozunguka. Silamu ya ufananisho, iliyoundwa kwa vifaa vya magneeti na silicon steel sheets, inaonekana katika kituo. Working windings zinaflank ito, na mfululizo mwanzoni kama magnetic circuits makuu. Control winding imewekwa kwenye vifaa vya magneeti.

Serikali: Wakati wa mazoezi ya kawaida (sio lazima kudhibiti harmoniki au reactive regulation), reaktori hunajua volti, current, na reactive power. Data hizi humletwa kwenye mfumo wa udhibiti kwa ajili ya tathmini ya hali ya mtandao. Kudhibiti harmoniki au reactive regulation, mfumo wa udhibiti huanza current ya windings. Vifaa vya magneeti huvuka reactance kwa kumagneetisha. Mara tu parameters yanapofanana na spesifikasi za underezo, current ya windings huanza tena kumusanya vifaa hadi zero remanence.

Kulingana na circuit ya underezo, kutingiza fluxes ya primary - and secondary - side, tunapata:

Hapa: E₁ hutambulisha electromotive force ya W₁; E₂ hutambulisha electromotive force ya W₂; E₃ hutambulisha electromotive force ya W₃. Zaidi, kutumia T - type circuit kutafuta two - port network ya reaktori zenye mikakati, tunaweza kupata:

Tume I_k = β I_g, na thamani ya inductance ya port ya kazi ni:

Coefficient ya udhibiti ya reactance ni α, na I_k = αI_g. Uhusiano wa reactance ya port ya kazi na α ni:

Kutenganisha port ya kazi kwenye grid ya umeme na kutathmini U₁ kama constant, tunaweza kupata system of equations ifuatayo:

Hapa: I_g na I_k hutambulisha effective values of the currents at the two ports; U_k hutambulisha effective value of the voltage at the control port. Kutatua system of equations in Formula (5) tunaweza kupata operating performance indicators ya reaktori zenye mikakati.

2.3 Underezo wa Mfumo wa Udhibiti

Mfumo wa udhibiti unajumuisha main circuit (kubadilisha remanence ya vifaa vya magneeti) na subsystem ya udhibiti (kutafuta vipimo vya umeme), kufanya kazi pamoja kufanana na maono ya udhibiti. Wakati mtandao unahitaji kubadilisha reactance, main circuit hutoa current kumagneetisha/kusanya vifaa, subsystem hutoa malengo ya loads kufanana na parameters, kuhakikisha usalama wa mtandao. Ubadilishaji wa reactance unatokana na badiliko ya hali ya magneeti ya core. Controllable rectification inaweza kutengeneza AC output kwa millisecond-level, kufanana na mataraji ya haraka ya magneeti. Mfumo hutoa amri kwa ajili ya reaktori kudhibiti harmoniki na kudhibiti reactive power, kuhakikisha usalama wa mtandao.

Mchakato wa kazi: 1) Hudumu hali ya mtandao, kusanyika parameters, na kutathmini ustawi. 2) Wakati volti huongezeka/harmoniki, mfumo wa udhibiti wa reaktori hutolea amri. 3) Main circuit hutoa inductance yenye mabadiliko; vifaa vya magneeti humagneetisha, kubadilisha remanence/core state na kwa hivyo inductance ya reaktori. 4) Baada ya ubadilishaji, reverse-adjust inductance kumusanya vifaa na kurudia reaktori. Simulations za Matlab zimehakikisha uwepo wa mfumo: 15 A magnetizing current na 220 V demagnetizing voltage na waveforms stahimili, kufanana na mataraji ya magnetization/demagnetization.

3 Tathmini ya Athari ya Ubadilishaji wa Reactance

Kuthibitisha ubadilishaji wa reactance wa reaktori, prototype na mfumo wa udhibiti uliyoundwa kulingana na underezo na simulations. Mipaka aliyotathmini distribution characteristics ya inductance na kutathmini mabadiliko ya ubora wa umeme wa grid.

3.1 Ustawi wa Reaktori Zenye Mikakati

Katika majaribio, data zilitengeneza curve ya volt-ampere na curve ya current ya kazi ya reaktori zenye mikakati. Matokeo yanaonyesha: ① Mara tu thamani ya volti inongezeka, current ya windings ya kazi inongezeka, na wawili wana uhusiano wa moja kwa moja, unavyoonyesha kwamba kwenye magnetizing voltages tofauti, thamani ya inductance inakaa katika eneo la chini. ② Wakati magnetizing voltage ni 0–35 V, inductance inapunguza kutoka 0.74 H hadi 0.61 H, na output ya inductance ni stahimili, kufanana na talabani ya ubadilishaji mzuri. Badiliko la inductance kwenye magnetizing voltage limeonyeshwa kwenye Meza 2.

Katika utafiti huu, badiliko la thamani ya inductance ya reaktori zenye mikakati linapokelewa kwa kumagneetisha na kusanya vifaa vya magneeti, ambayo kwa kawaida inategemea alternating current na direct current iliyotumika kwenye control winding. Ushindi huu pia unaweza kuleta vibaya kwenye working winding. Kwa hiyo, ni lazima kutathmini mchakato wake wa kazi. Kwa ajili ya hili, mixed-domain oscilloscope ilikutumika kusanya waveforms za current za vifaa vya magneeti wakati wa kumagneetisha na kusanya. Matokeo yanaonyesha kwamba reaktori anajibu haraka, na waveform ya current inastahimili baada ya kumagneetisha kumalizika.

3.2 Matokeo ya Thamani ya Inductance

Wakati wa kazi halisi ya reaktori zenye mikakati, thamani za inductance zilizopatikana kutumia magnetizing voltages tofauti zimeonyeshwa kwenye Meza 3. Tathmini imeonyesha: ① Thamani ya inductance ya reaktori huchangi kwa muda wa kuhusu linear kwa kubadilisha remanence ya vifaa vya magneeti. Hii inamaanisha kwamba hata badiliko ndogo la DC voltage inaweza kubadilisha thamani ya inductance ya reaktori. ② Kwa kudhibiti kwa ufanisi hali ya magneeti ya vifaa, reaktori zenye mikakati zinaweza kubadilisha thamani yao ya inductance, kwa hivyo kutekeleza ufanisi wa reactive power katika mstari wa umeme.

3.3 Mabadiliko ya Ubora wa Umeme wa Grid

Katika mtandao wa umeme, mabadiliko ya current na volti kwenye upande wa high-voltage wa transformer kabla na baada ya kutumia reaktori zenye mikakati zilikumbatika, na sifa za harmoniki ziliangalia. Matokeo yanaonyesha: ① Kabla ya kutumia reaktori zenye mikakati, mabadiliko ya current na volti kwenye upande wa high-voltage yalikuwa magumu, na waveforms zao hazikuwa na sifa zisizo za kawaida; baada ya kutumia reaktori zenye mikakati, waveforms za current na volti kwenye upande wa high-voltage ilibadilika na zilikuwa na sifa zisizo za kawaida. ② Baada ya kutumia reaktori zenye mikakati, content ya harmoniki ilipunguza, active power iliongezeka, na ubora wa umeme uliboresha sana.

4 Mwisho

Kwa mujibu, reaktori zina faida muhimu katika mitandao ya umeme, kuboresha ustawi wa volti, kudhibiti harmoniki, kudhibiti mgurumo, na kuboresha kiwango cha nguvu. Kati ya aina zilizopo, reaktori zenye mikakati ya magneeti, na ubadilishaji wa muda, ukubwa wa kapasiti, na bei chache, zinaelekea sana katika mitandao ya umeme. Kukabiliana na masuala kama jibu la polepole na hasara ya mgurumo kwa reaktori zenye mikakati ya magneeti, utafiti huu unadhibiti reaktori zenye mikakati kutumia vifaa vya magneeti vinavyozunguka.

Matokeo ya majaribio: ① Reaktori anajibu haraka, na waveforms ya current stahimili baada ya kumagneetisha. ② Hata badiliko ndogo la DC voltage inaweza kubadilisha thamani ya inductance. Kwa kudhibiti kwa ufanisi hali ya magneeti ya vifaa, reaktori huanza kubadilisha inductance ili kutekeleza ufanisi wa reactive power katika mstari wa umeme. ③ Baada ya kutumia, waveforms ya current/volti kwenye upande wa high-voltage na ubora wa umeme huliboresha sana, vyovyavyo vya kuongeza mitandao maalum. Mnamo asubuhi, na vifaa vya muda, teknolojia, na mifano, reaktori zenye mikakati zitaweza kuboreshwa ili kuboresha zaidi mataraji ya mitandao maalum na kuhakikisha usalama wa mtandao.