グリッド接続PV発電システムにおける昇圧トランスの選択に関する主な考慮事項

グリッド接続型太陽光発電システムにおいて、昇圧トランスは重要な構成要素です。トランスの選択を最適化し、固有の損失を最小限に抑え、効率を向上させることは、全体的なシステム性能を改善するために不可欠です。この記事では、PVシステムにおける適切な昇圧トランスの選択に関する主要な考慮点を概説します。

• トランス容量の選択
  必要なトランス容量は次のように計算されます：視在電力 = 有効電力 / 力率。力率の要件は地域によって異なりますが、通常、建設や小規模産業負荷では0.85、大規模産業負荷では0.9が求められます。たとえば、0.85の力率で550 kWの負荷の場合、550 / 0.85 = 647 kVAとなるため、630 kVAのトランスが適しています。総負荷はトランスの定格容量の80％を超えないようにする必要があります。

• トランス電圧の選択
  一次巻線の電圧は電源ラインの電圧と一致させる必要があり、二次電圧は接続される機器に合わせる必要があります。低電圧三相四線配電の場合、一次側の要件に基づいて適切な電圧レベル（例えば10 kV、35 kV、または110 kV）を選択する必要があります。

• トランス位相の選択
  電源および負荷の要件に応じて、単相または三相の構成を選択します。

• トランス巻線接続グループの選択
  三相巻線は星形（Y）、三角形（D）、またはジグザグ（Z）の構成で接続できます。配電トランスのグローバルで好まれる接続はDyn11であり、これはYyn0に対していくつかの利点があります：

• 高調波抑制: 三角形（D）接続は高次高調波を効果的に抑制します。

• 高調波循環: 第三次高調波電流は三角形巻線内で循環し、低電圧側からの第三次高調波磁束を中和します。

• 高調波封じ込め: 高電圧巻線の第三次高調波起電力は三角形ループ内に閉じ込められ、公共電力網への注入を防ぎます。

• 低い零相インピーダンス: Dyn11トランスは非常に低い零相インピーダンスを示し、低電圧一相接地障害のクリアランスに役立ちます。

• 優れた中性線電流処理能力: 相電流の75%を超える中性線電流を処理できるため、非平衡負荷に理想的です。

• 相欠落時の継続運転: 高電圧フューズが一つ切れても、残りの二相はDyn11を使用して継続運転できますが、Yyn0ではそうではありません。

したがって、Dyn11接続のトランスを強く推奨します。

負荷損失、無負荷損失、およびインピーダンス電圧
PVシステムの日中の動作パターンにより、トランスは出力に関わらずエネルギー供給時に常に無負荷損失を生じます。負荷損失を最小限に抑えることが重要であり、夜間動作がある場合、低無負荷損失も重要です。

この選択戦略は、PVシステム内のトランスの効率的な動作を確保し、全体的な損失を削減し、発電性能を向上させます。