Kio estas la avantaĝoj de disdividitaj bobentransformiloj en rete kunigitaj fotovoltaikaj elektriccentroj
Sola energio, kiel pura kaj renaŭigbla energfonto, estas unu el la ĉefaj novaj energioj subtenataj en Ĉinio. Ĝi havas abundajn teoriajn rezervojn (17 000 miliardoj tonoj de norma lignhakkarbona ekvivalento jare) kaj enorman evoluopotencialon. Fotovoltaika elektrigenerado, kiun foje plejparte operaciiĝis senreto en malproksimaj regionoj, nun rapide evoluas al konstruaĵ-integrita fotovoltaiko kaj grandskalaj sablo-bazitaj rete ligitaj projektoj.
Ĉi tiu artikolo analizas dividitajn vindroiltransformilojn en rete ligitaj fotovoltaikaj elektrostacioj per teoria analizo kaj inĝenieraj kazoj.
1 Ĉefaj Cirkvitaj Trajtoj de Reet-Ligitaj Fotovoltaikaj Elektrostacioj
La ĉefa cirkvito de fotovoltaikaj elektrostacioj estas streĉe rilatita al inversigilo-dispozicioj: distribuitaj inversigiloj taŭgas por konstruaĵ-integrataj projektoj, dum centraj inversigiloj preferiĝas por sabla fotovoltaikaj elektrostacioj (por atingi optimuman produktadon de potenco sub uniforma iluminado per centra maksimuma punkto de sekvo - MPPT).
Tamen, ne ĉiam pli multaj serioj aŭ pli grandkapacitaj inversigiloj estas utilaj — oni devas konsideri la distancon de kablon, voltperdon, kaj kost-prezvalordon. Tial, la longoj de kabloj de serioj al kombiniloj al inversigiloj kaj la areoj de fotovoltaikaj blokoj estas determinitaj per investigo-revenproporcio. Por ekonomia optimigo, la kapacito de centraj inversigiloj kutime estas inter 500 kW kaj 630 kW.
Reet-ligitaj fotovoltaikaj elektrostacioj ĉefe adoptas tri ĉefajn cirkvitajn skemojn (kiel montrite en Figuro 1). La unu-seria skemo (kun ŝtupara transformilo) estas simpla sed postulas grandan nombron de transformiloj. La granda unuo-skemo (inkluzive de ŝtupara transformilo) estas la ĉefa dizajno, efektive balancanta kostojn kaj efikecon.
Ĉi tiu artikolo diskutas la avantaĝojn de uzado de dividitaj vindroiltransformiloj por vastigita unuo-skebo. Kompare kun ordinaraj du-vindroiltransformiloj, ĉiu fazo de du-dividita vindroiltransformilo konsistas el unu alta-voltaga vindroilo kaj du malalta-voltagaj vindroiloj. La malalta-voltagaj vindroiloj havas saman voltagon kaj kapaciton, sed nur malfortan magnetan kunligon inter ili, kiel montrite en Figuro 2.
Ĉi tiu transformilo kutime havas tri operaciomodojn: traoperacio, duontraoperacio, kaj dividoperacio. Kiam kelkaj branĉoj de la dividita vindroilo estas paralele ligitaj al totala malalta-voltaga vindroilo por operacii kontraŭ la alta-voltaga vindroilo, ĝi nomiĝas traoperacio, kaj la mallongcirkvita impedanco de la transformilo nomiĝas tra-impedanco X1 - 2. Kiam unu branĉo de la malalta-voltaga dividita vindroilo operacias kontraŭ la alta-voltaga vindroilo, ĝi nomiĝas duontraoperacio, kaj la mallongcirkvita impedanco nomiĝas duontra-impedanco X1 - 2'. Kiam unu branĉo de la dividita vindroilo operacias kontraŭ alia branĉo, ĝi nomiĝas dividoperacio, kaj la mallongcirkvita impedanco nomiĝas divido-impedanco X2 - 2'.
2 Avantaĝoj de Dividitaj Vindroiltransformiloj
Por pli facila diskuto, teknikaj parametroj de maturoj produktoj estas cititaj por kvantecompago kun ordinaraj du-vindroiltransformiloj. Prezu 2500 kVA dividitan vindroiltransformilon: 37 ± 2×2.5% / 0.36 kV / 0.36 kV, 50 Hz, mallongcirkvita reaktanca procento 6.5%, plena tra-reaktanco procento 6.5%, duontra-reaktanco procento 11.7%, divid-kofaktoro < 3.6%.Kalkuloj donas:
Plena tra-reaktanco: X1 - 2 = X1 + X2 // X2
Duontra-reaktanco: X1 - 2' = X1 + X2
Unuopa valoroj:
Alta-voltaga flanka branĉa reaktanco:
Malalta-voltaga flanka branĉa reaktanco:
2.1 Malpligrandigo de Mallongcirkvita Kurento
Dum mallongcirkvito je d1 en Figuro 2, la mallongcirkvita kurento havas tri komponantojn: de la sistemo (alta-voltaga flanko, kun nedeklinantaj periodaj komponantoj), nefalbranĉa I''p1, kaj falbranĉa I''p2. Por la malalta-voltaga cirkvitorompilo en la falbranĉo, ĝia rompiĝkapablo konsideras la sumon de sistemo kaj nefalbranĉa kurentoj.Kun dividita vindroiltransformilo:
Sistemo-fornita mallongcirkvita kurento:
Inversigilo-tipa distribuita potenco mallongcirkvita kurento estas 2–4 fojojn la nombrada kurento (daŭro 1.2–5 ms, 0.06–0.25 cikloj), kaj la nefalbranĉa kurento estas ~4 kA.Por ordinara du-vindroiltransformilo (por komparigebleco, supozu uk% = 6.5, sama kiel la plena tra-reaktanco procento de la dividita vindroiltransformilo uk1 - 2%:
La unuopa reaktanco estas：
La sistemo-fornita mallongcirkvita kurento estas：
kun aldona kontribuo de nefalbranĉoj.Evidente, uzado de dividitaj vindroiltransformiloj por vastigita unuo-skebo signife malpligrandigas la rompiĝkapablon de malalta-voltagaj flankaj cirkvitorompiloj.
Supozu ke la parametroj de la paralelaj moduloj estas tute samaj kaj la MPPT-kontrolparametroj de la inversigiloj estas samaj. Tiam, C1 = C2 = C, L1 = L2 = L, kaj la induktokurento de ĉiu inversigilo estas:
Oni povas vidi ke la induktokurento de ĉiu inversigilo konsistas el du partoj: La unua estas la ŝarĝokurento, kiu estas sama por ambaŭ inversigiloj; la dua estas la cirkulantokurento, rilatita al la amplekso, fazo, kaj frekvencdiferenco de la inversigiloj' eldonaj voltajoj.
Aktuale, la ĉefa kontrollogiko por inversigiloj en fotovoltaikaj elektrostacioj estas Maksimuma Punkto de Potenco Sekvado (MPPT). Suncelmoduloj havas internajn kaj eksterajn rezistojn. Kiam MPPT-kontrolo igas tiujn rezistojn egalajn je certa momento, la fotovoltaika modulo funkciigas je la maksimuma punkto de potenco. Prenante Figuron 3 kiel ekzemplo, la aktiva potenco P1 kaj reaktiva potenco Q1 eldonitaj de Inversigilo 1 estas:
2.3 Mantenado de Voltajo de Nefalbranĉoj
Prenante Figurojn 2 kaj 3 kiel ekzemploj, fotovoltaikaj elektrostacioj kutime adoptas centran inversigilo-transformilan dispozicion, kaj la kablokazo-interfero inter la inversigilo kaj transformilo estas negligebla. Kun ordinara du-vindroiltransformilo, la voltajo de la nefalbranĉo falleblas al nula potencialo. En tiu okazo, rela protektado estas ĝenerale uzata por malfrue operacii la nefalbranĉan cirkvitorompilon por malgrandigi la falrimovan areon. Tamen, ĉi tiu metodo eble ne kontentigos la protektajn postulojn de fotovoltaikaj elektrostacioj. Se la forigotempo de la falbranĉo superas la malaltvoltajnan pasopotencon de la inversigilo, la nefalbranĉo estos forpelita el la reto, pligrandigante la riskon de vastigita falareo.
Kun dividita vindroiltransformilo, pro la ekzisto de divid-impedanco, la mallongcirkvita kurento provizita de la sistemo estas ekvivalenta al operacio en la duontra-modo de la dividita vindroiltransformilo. La mallongcirkvita kurento provizita de la nefalbranĉa inversigilo estas ekvivalenta al la divid-operacia modo de la dividita vindroiltransformilo. Je la momento de mallongcirkvito, la eldonvoltaĝo U''2 de la nefalbranĉa inversigilo estas I''s × X'2+ I''p2× (X''2 + X'''2). Pro tio ke la alta-voltaga flanko estas senfina sistemo, laŭ la antaŭa diskuto, I''s estas multe pli granda ol I''p2. Do, la unua parto I''s × X'2 ne malaperas kaj estas pli granda ol la dua parto I''p2 × (X''2 + X'''2).
Kalkuloj montras ke . La eldonvoltaĝo de la nefalbranĉa inversigilo povas esti minimume tenata ĉirkaŭ 0.5Un. Laŭ la postuloj de malalta-voltaja pasopotenteco de la fotovoltaika elektrostacio, la forigotempo estas pli granda ol 1 s (50 cikloj). Tial, la vastigita unuo-skebo kun dividitaj vindroiltransformiloj povas fidinde kontentigi la postulon ke la nefalbranĉo ne forlasos la reton en la forigotempo de la falbranĉa cirkvitorompilo.
3 Konkludo
Dividitaj vindroiltransformiloj estas larĝe uzataj en inĝenierado, speciala taŭgeco por rete ligitaj fotovoltaikaj elektrostacioj. Kiel diskutite supre, iliaj avantaĝoj ĉefe kuŝas en malpligrandigo de mallongcirkvita kurento, limigo de operacia cirkulantokurento, kaj mantenado de voltajo de nefalbranĉoj. Bazitaj sur inĝenieraj dezajnaj ekzemploj, ĉi tiu artikolo teorie analizas ilian aplikan avantaĝon en fotovoltaikaj elektrostacioj, provizante certan gvidan signifon por la selektado de skebformoj kaj aparatoj en rete ligitaj fotovoltaikaj elektrostacionprojektoj.
