গ্রিড-সংযুক্ত ফটোভোলটাইক পাওয়ার স্টেশনে স্প্লিট-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমারের সুবিধাগুলো কী?
সৌর শক্তি, একটি পরিষ্কার ও পুনঃপ্রাপ্য শক্তি উৎস, চীনে সমর্থিত একটি গুরুত্বপূর্ণ নতুন শক্তি। এর বিশাল তাত্ত্বিক সঞ্চয় (প্রতি বছর ১৭,০০০ বিলিয়ন টন মানদণ্ড কয়লা সমতুল্য) এবং অগণিত উন্নয়নের সম্ভাবনা রয়েছে। ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন, যা পূর্বে দূরবর্তী অঞ্চলে মূলত অফ-গ্রিড হিসাবে পরিচালিত হত, এখন ত্বরান্বিতভাবে ভবন-ইন্টিগ্রেটেড ফটোভোলটাইক এবং বৃহৎ মরুভূমি-ভিত্তিক গ্রিড-সংযুক্ত প্রকল্পের দিকে পরিবর্তিত হচ্ছে।
এই প্রবন্ধটি তাত্ত্বিক বিশ্লেষণ এবং প্রকৌশল কেস দিয়ে গ্রিড-সংযুক্ত ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ স্টেশনে স্প্লিট-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমার বিশ্লেষণ করে।
১ গ্রিড-সংযুক্ত ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ স্টেশনের মূল সার্কিটের বৈশিষ্ট্য
ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ স্টেশনের মূল সার্কিট ইনভার্টার বিন্যাসের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত: বিতরণ ইনভার্টার ভবন-ইন্টিগ্রেটেড প্রকল্পের জন্য উপযুক্ত, যেখানে মধ্যম ইনভার্টার মরুভূমি ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ স্টেশনের জন্য প্রশস্ত (একক আলোক প্রভাবের মাধ্যমে মধ্যম ম্যাক্সিমাম পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং - MPPT দ্বারা অপটিমাল বিদ্যুৎ উৎপাদন কার্যক্ষমতা অর্জন করা হয়)।
তবে বেশি স্ট্রিং বা বড় ক্ষমতার ইনভার্টার থাকা সবসময় সুবিধাজনক নয়—কেবল দূরত্ব, ভোল্টেজ পতন এবং খরচ-অপারেন্স বিবেচনা করতে হয়। তাই, স্ট্রিং থেকে কম্বাইনার বক্স পর্যন্ত এবং ইনভার্টার পর্যন্ত কেবল দৈর্ঘ্য এবং ফটোভোলটাইক ব্লকের ক্ষেত্রফল বিনিয়োগ-ফেরত অনুপাত দ্বারা নির্ধারিত হয়। অর্থনৈতিক অপটিমাইজেশনের জন্য, মধ্যম ইনভার্টারের ক্ষমতা সাধারণত ৫০০ কেওয়া থেকে ৬৩০ কেওয়ার মধ্যে থাকে।
গ্রিড-সংযুক্ত ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ স্টেশন মূলত তিনটি মূল সার্কিট পরিকল্পনা অবলম্বন করে (চিত্র ১ দেখুন)। একক-স্ট্রিং পরিকল্পনা (স্টেপ-আপ ট্রান্সফরমার সহ) সহজ কিন্তু বেশি সংখ্যক ট্রান্সফরমার প্রয়োজন। বড় ইউনিট পরিকল্পনা (স্টেপ-আপ ট্রান্সফরমার সহ) মূল ডিজাইন, খরচ এবং কার্যক্ষমতা দুটিকে কার্যকরভাবে সামঞ্জস্য করে।
এই প্রবন্ধটি বিস্তৃত-ইউনিট তারার জন্য স্প্লিট-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমার ব্যবহারের সুবিধাগুলি আলোচনা করে। সাধারণ ডাবল-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমারের তুলনায়, ডাবল-স্প্লিট ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমারের প্রতিটি ফেজ একটি উচ্চ-ভোল্টেজ ওয়াইন্ডিং এবং দুটি নিম্ন-ভোল্টেজ ওয়াইন্ডিং দ্বারা গঠিত। নিম্ন-ভোল্টেজ ওয়াইন্ডিংগুলি একই ভোল্টেজ এবং ক্ষমতা রয়েছে কিন্তু তাদের মধ্যে শুধুমাত্র দুর্বল চৌম্বকীয় সংযোগ রয়েছে, যা চিত্র ২-এ দেখানো হয়েছে।
এই ট্রান্সফরমারটি সাধারণত তিনটি পরিচালনা মোড রয়েছে: থ্রু পরিচালনা, হাফ-থ্রু পরিচালনা, এবং স্প্লিট পরিচালনা। যখন স্প্লিট ওয়াইন্ডিংয়ের কয়েকটি শাখা একটি মোট নিম্ন-ভোল্টেজ ওয়াইন্ডিং হিসাবে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত হয় এবং উচ্চ-ভোল্টেজ ওয়াইন্ডিং বিরুদ্ধে পরিচালিত হয়, তখন এটি থ্রু পরিচালনা বলা হয়, এবং ট্রান্সফরমারের শর্ট-সার্কিট প্রতিরোধ থ্রু প্রতিরোধ X1 - 2. বলা হয়। যখন নিম্ন-ভোল্টেজ স্প্লিট ওয়াইন্ডিংয়ের একটি শাখা উচ্চ-ভোল্টেজ ওয়াইন্ডিং বিরুদ্ধে পরিচালিত হয়, তখন এটি হাফ-থ্রু পরিচালনা বলা হয়, এবং শর্ট-সার্কিট প্রতিরোধ হাফ-থ্রু প্রতিরোধ X1 - 2' বলা হয়। যখন স্প্লিট ওয়াইন্ডিংয়ের একটি শাখা অন্য একটি শাখার বিরুদ্ধে পরিচালিত হয়, তখন এটি স্প্লিট পরিচালনা বলা হয়, এবং শর্ট-সার্কিট প্রতিরোধ স্প্লিট প্রতিরোধ X2 - 2'. বলা হয়।
২ স্প্লিট-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমারের সুবিধা
আলোচনার জন্য সহজতর, পরিপক্ক পণ্যের প্রযুক্তিগত প্যারামিটারগুলি উদ্ধৃত করা হয়েছে সাধারণ ডাবল-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমারের সাথে কোয়ান্টিটেটিভ তুলনার জন্য। ২৫০০ কিলোভা স্প্লিট-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমার নিয়ে ধরা যাক: ৩৭ ± ২×২.৫% / ০.৩৬ কেভি / ০.৩৬ কেভি, ৫০ হার্টজ, শর্ট-সার্কিট প্রতিরোধ শতাংশ ৬.৫%, ফুল-থ্রু প্রতিরোধ শতাংশ ৬.৫%, হাফ-থ্রু প্রতিরোধ শতাংশ ১১.৭%, স্প্লিট গুণাঙ্ক < ৩.৬%। গণনা করা হয়:
ফুল-থ্রু প্রতিরোধ: X1 - 2 = X1 + X2 // X2
হাফ-থ্রু প্রতিরোধ: X1 - 2' = X1 + X2
পার-ইউনিট মান:
উচ্চ-ভোল্টেজ দিকের শাখা প্রতিরোধ:
নিম্ন-ভোল্টেজ দিকের শাখা প্রতিরোধ:
২.১ শর্ট-সার্কিট বিদ্যুৎ হ্রাস
চিত্র ২-এ d1 এ শর্ট-সার্কিট ঘটলে, শর্ট-সার্কিট বিদ্যুতের তিনটি উপাদান রয়েছে: সিস্টেম থেকে (উচ্চ-ভোল্টেজ দিক, অবিনাশী পর্যায়ক্রমিক উপাদান), নন-ফল্ট শাখা I''p1, এবং ফল্ট শাখা I''p2। নিম্ন-ভোল্টেজ সার্কিট ব্রেকারের জন্য, তার বিভঙ্গ ক্ষমতা সিস্টেম এবং নন-ফল্ট শাখা বিদ্যুতের যোগফল বিবেচনা করে। স্প্লিট-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমার ব্যবহার করলে:
সিস্টেম-সরবরাহ করা শর্ট-সার্কিট বিদ্যুৎ:
ইনভার্টার-ধরনের বিতরণ শক্তি শর্ট-সার্কিট বিদ্যুৎ হল ২-৪ গুণ রেটেড বিদ্যুৎ (সময়কাল ১.২-৫ মিলিসেকেন্ড, ০.০৬-০.২৫ চক্র), এবং নন-ফল্ট শাখা বিদ্যুৎ হল ~৪ কেএ। একটি সাধারণ ডাবল-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমারের জন্য (তুলনার জন্য, ধরা যাক uk% = ৬.৫, স্প্লিট-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমারের ফুল-থ্রু প্রতিরোধ শতাংশ uk1 - 2%:
পার-ইউনিট প্রতিরোধ হল:
সিস্টেম-সরবরাহ করা শর্ট-সার্কিট বিদ্যুৎ হল:
নন-ফল্ট শাখা থেকে অতিরিক্ত অবদান সহ। স্পষ্টভাবে, স্প্লিট-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমার ব্যবহার করে বিস্তৃত-ইউনিট তারার জন্য নিম্ন-ভোল্টেজ দিকের শাখা সার্কিট ব্রেকারের বিভঙ্গ-ক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা বেশি হ্রাস পায়।
ধরা যাক যে সমান্তরাল মডিউলগুলির প্যারামিটারগুলি সম্পূর্ণ একই এবং ইনভার্টারগুলির MPPT নিয়ন্ত্রণ প্যারামিটারগুলি একই। তাহলে, C1 = C2 = C, L1 = L2 = L, এবং প্রতিটি ইনভার্টারের ইনডাক্টর বিদ্যুৎ হল:
দেখা যায় যে প্রতিটি ইনভার্টারের ইনডাক্টর বিদ্যুতের দুটি অংশ রয়েছে: প্রথমটি লোড বিদ্যুৎ, যা উভয় ইনভার্টারের জন্য একই; দ্বিতীয়টি পরিপ্রেক্ষিত বিদ্যুৎ, যা ইনভার্টারগুলির আউটপুট ভোল্টেজের আয়তন, পর্যায় এবং কম্পাঙ্কের পার্থক্যের উপর নির্ভর করে।
বর্তমানে, PV বিদ্যুৎ স্টেশনে ইনভার্টারের প্রধান নিয়ন্ত্রণ যুক্তি হল ম্যাক্সিমাম পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং (MPPT)। সৌর কোষ মডিউলগুলিতে অন্তর্নিহিত এবং বাহ্যিক রোধ রয়েছে। যখন MPPT নিয়ন্ত্রণ এই রোধগুলিকে একটি নির্দিষ্ট সময়ে সমান করে, তখন PV মডিউল ম্যাক্সিমাম পাওয়ার পয়েন্টে পরিচালিত হয়। চিত্র ৩-এর উদাহরণ দেখুন, ইনভার্টার ১ দ্বারা আউটপুট করা একটি অ্যাক্টিভ পাওয়ার P1 এবং রিএক্টিভ পাওয়ার Q1 হল:
২.৩ নন-ফল্ট শাখার ভোল্টেজ রক্ষণ
চিত্র ২ এবং ৩-এর উদাহরণ দেখুন, ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ স্টেশন সাধারণত একটি মধ্যম ইনভার্টার-ট্রান্সফরমার বিন্যাস অবলম্বন করে, এবং ইনভার্টার এবং ট্রান্সফরমারের মধ্যে কেবল প্রতিরোধ উপেক্ষণীয়। একটি সাধারণ ডাবল-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমারের সাথে, নন-ফল্ট শাখার ভোল্টেজ শূন্য পোটেনশিয়ালে পতিত হয়। এই ক্ষেত্রে, সাধারণত রিলে প্রোটেকশন ব্যবহার করা হয় নন-ফল্ট শাখা সার্কিট ব্রেকারের পরিচালনা বিলম্বিত করার জন্য ফল্ট অপসারণের পরিসর হ্রাস করতে। তবে, এই পদ্ধতি ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ স্টেশনের প্রোটেকশন প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না।
