Mitkä ovat split-winding-transformatorien etuja verkkoyhdistettyihin aurinkovoimapuistoissa
Aurinkoenergia, joka on puhtaa ja uusiutuva energialähde, on tärkeä uusi energia, jota Kiinassa tuetaan. Sillä on runsaat teoreettiset varannot (17 000 miljardia tonnia standardikuitua vastaavasti vuosittain) ja valtava kehityspotentiaali. Aurinkovaloenergian tuotanto, joka aiemmin toimi pääasiassa eristettyinä verkon ulkopuolella kaukaisilla alueilla, kehittyy nyt nopeasti rakennusten integroituun aurinkovaloon ja suuriin aavikkopohjaisiin verkkoyhdistettyihin projekteihin.
Tässä artikkelissa analysoidaan pilkkuvarusteisia muuntajia verkkoyhdistettyissä aurinkovaloenergiavoimaloissa teoreettisesti ja insinöörionnettomuuksien kautta.
1 Verkkoyhdistettyjen aurinkovaloenergiavoimaloiden päätiet piirin ominaisuudet
Aurinkovaloenergiavoimaloiden päätiet piiri on tiiviisti yhteydessä inversiorakenteisiin: hajautetut inverterit sopivat rakennusten integroituihin projekteihin, kun taas keskitetyt inverterit ovat suosittuja aavikkopohjaisissa aurinkovaloenergiavoimaloissa (optimaalisen tuotannon saavuttamiseksi yhtenäisellä valaistuksella keskitetyn maksimiteho-pisteen seurannan - MPPT:n avulla).
Kuitenkin enemmän sarjoja tai suurempi kapasiteettinen inverteri ei ole aina hyödyllistä – kaapelinvälimatka, jänniteputos ja hinta-suorituskyky on otettava huomioon. Siksi sarakkeiden, yhdiste- laatikoiden ja inverterien välinen kaapelinväli sekä aurinkovaloenergian osien pinta-ala määräytyvät investointi-tuotto-suhdeta. Taloudellisen optimoinnin kannalta keskitettyjen inverterien kapasiteetti on yleensä välillä 500 kW ja 630 kW.
Verkkoyhdistettyjen aurinkovaloenergiavoimaloiden päätiet piiritekniikassa käytetään pääasiassa kolmea päätiet skenaariota (kuvan 1 mukaisesti). Yksiyksikköskenaario (muuntajineen) on yksinkertainen, mutta vaatii paljon muuntajia. Suuryksikköskenaario (muuntajineen) on pääsuunta, joka tasapainottaa tehokkaasti kustannuksia ja tehokkuutta.
Tässä artikkelissa keskustellaan laajennettujen yksiköiden johtamisen edistämisestä pilkkuvarusteisten muuntajien avulla. Tavallisiin kaksikertaiseen kierrokseen muuntajiin verrattuna jokainen kaksijakoisen kierroksen vaihe koostuu yhdestä korkeajännitekierroksesta ja kahdesta alijännitekierroksesta. Alijännitekierrokset ovat samalla jännitteellä ja kapasiteetilla, mutta niiden välillä on vain heikko magneettinen kytkentä, kuten kuvassa 2 näkyy.
Tällä muuntajalla on yleensä kolme toimintatapaa: läpäisytoiminta, puoliläpäisytoiminta ja jakautuminen. Kun useita jakautuneen kierroksen haaroja yhdyskytetään kokonaiseksi alijännitekierroksen toimintaan korkeajännitekierroksen vastaisesti, sitä kutsutaan läpäisytoiminnaksi, ja muuntajan lyhytkiertoresistanssia kutsutaan läpäisyresistanssiksi X1 - 2. Kun yksi alijännitetun kierroksen harja toimii korkeajännitekierroksen vastaisesti, sitä kutsutaan puoliläpäisytoiminnaksi, ja lyhytkiertoresistanssia kutsutaan puoliläpäisyresistanssiksi X1 - 2'. Kun yksi jakautuneen kierroksen harja toimii toisen harjan vastaisesti, sitä kutsutaan jakautumistoiminnaksi, ja lyhytkiertoresistanssia kutsutaan jakautumiresistanssiksi X2 - 2'.
2 Pilkkuvarusteisten muuntajien etuja
Selkeyden vuoksi, käytetään teknisiä parametreja kypsyneistä tuotteista kvantitatiiviseen vertailuun tavallisiin kaksikertaiseen kierrokseen muuntajiin. Otetaan 2500 kVA pilkkuvarusteinen muuntaja: 37 ± 2×2.5% / 0.36 kV / 0.36 kV, 50 Hz, lyhytkierrosreaktanssiprosentti 6.5%, täysi läpäisyreaktanssiprosentti 6.5%, puoli läpäisyreaktanssiprosentti 11.7%, jako kerroin < 3.6%. Laskelmat antavat:
Täysi läpäisyreaktanssi: X1 - 2 = X1 + X2 // X2
Puoli läpäisyreaktanssi: X1 - 2' = X1 + X2
Perusarvot:
Korkeajännitepuolen haarareaktanssi:
Alajännitepuolen haarareaktanssi:
2.1 Lyhytkierrosvirran vähentäminen
Lyhytkierrossa d1 kuvassa 2, lyhytkierrosvirta koostuu kolmesta komponentista: systeemistä (korkeajännitepuolelta, jossa ei ole häviäviä jaksollisia komponentteja), epävirheharjasta I''p1, ja virheharjasta I''p2. Alajännitepuolen virtasuojan katkaisukapasiteetti ottaa huomioon systeemin ja epävirheharjan virtat. Pilkkuvarusteisessa muuntajassa:
Systeemiltä saatava lyhytkierrosvirta:
Inversiorakenteinen hajautettu voima lyhytkierrosvirta on 2–4 kertaa nominalestivirta (kestävyys 1.2–5 ms, 0.06–0.25 kierrosta), ja epävirheharjan virta on noin 4 kA. Tavalliselle kaksikertaiseen kierrokseen muuntajalle (vertailukelpoisuuden vuoksi, oletetaan uk% = 6.5, sama kuin pilkkuvarusteisen muuntajan täysi läpäisyreaktanssiprosentti uk1 - 2%:
Perusarvo reaktanssi on：
Systeemiltä saatava lyhytkierrosvirta on：
lisäksi epävirheharjien panos. Selvästi, pilkkuvarusteisten muuntajien käyttö laajennettujen yksiköiden johtamiseen vähentää huomattavasti alajännitepuolen haaravirtasuojien katkaisukapasiteettivaatimuksia.
Oletetaan, että parallelien moduulien parametrit ovat täysin samoja ja inverterien MPPT-ohjausparametrit ovat samat. Silloin C1 = C2 = C, L1 = L2 = L, ja jokaisen inverterin induktiovirta on:
Nähdään, että jokaisen inverterin induktiovirta koostuu kahdesta osasta: ensimmäinen on latausvirta, joka on sama molemmille invertereille; toinen on kiertyvä virta, joka liittyy inverterien tulovoltten amplitudi-, vaihe- ja taajuuseroaviin.
Nykyisin aurinkovaloenergiavoimaloiden inverterien pääkontrollilogiikka on Maksimiteho-pisteen seuraaminen (MPPT). Aurinkopaneeli-moduulilla on sisäinen ja ulkoinen vastus. Kun MPPT-ohjaus tekee nämä vastukset yhtä suuriksi tietyllä hetkellä, aurinkopaneeli-moduuli toimii maksimitehopisteessä. Kuvan 3 esimerkkiä käyttäen, inverteri 1 tuottama aktiivivoima P1 ja reaktiivivoima Q1 ovat:
2.3 Epävirheharjojen jännitteen ylläpitäminen
Kuvien 2 ja 3 esimerkkiä käyttäen, aurinkovaloenergiavoimalat yleensä käyttävät keskitettyä inverteri-muuntajiasettelua, ja inverterin ja muuntajan välinen kaapelinvastus on merkityksetön. Tavallisella kaksikertaiseen kierrokseen muuntajalla epävirheharjan jännite laskee nollapotenciaaliseksi. Tällöin relaatio- suojauksen avulla viivytetään yleensä epävirheharjan virtasuojan toimintaa vähentääksesi virheen poistamisalan. Kuitenkin tämä menetelmä ei välttämättä täytä aurinkovaloenergiavoimaloiden suojauksen vaatimuksia. Jos virheharjan poistoaika ylittää inverterin alijänniteen ylittymiskyvyn, epävirheharja pakotetaan irtautumaan verkolta, mikä lisää virheen levittymisen riskiä.
Pilkkuvarusteisella muuntajalla, pilkkuvarusteisen muuntajan puoliläpäisytoiminnan ansiosta, järjestelmältä saatava lyhytkierrosvirta on yhtä suuri kuin epävirheharjan inverterin tuottama lyhytkierrosvirta. Lyhytkierrossa, epävirheharjan inverterin tulovoltti U''2 on I''s × X'2+ I''p2× (X''2 + X'''2). Koska korkeajännitepuoli on ääretön järjestelmä, edellisen keskustelun mukaan, I''s on paljon suurempi kuin I''p2. Siksi ensimmäinen osa I''s × X'2 ei häviä ja on suurempi kuin toinen osa I''p2 × (X''2 + X'''2).
Laskelmat osoittavat, että . Epävirheharjan inverterin tulovoltti voidaan ylläpitää vähintään noin 0.5Un. Aurinkovaloenergiavoiman alijänniteen ylittymiskyvyn vaatimusten mukaan, poistoaika on suurempi kuin 1 s (50 kierrosta). Näin ollen, pilkkuvarusteisten muuntajien avulla laajennettu yksikön johtaminen voi luotettavasti täyttää vaatimuksen, että epävirheharja ei irtoaisi verkolta virheharjan poistoaikana.
3 Johtopäätös
Pilkkuvarusteiset muuntajat ovat laajasti käytössä insinööriurassa, erityisesti verkkoyhdistettyjen aurinkovaloenergiavoimaloiden tapauksessa. Kuten yllä mainittiin, niiden etuja ovat lyhytkierrosvirran vähentäminen, toiminnan kiertyvän virran rajoittaminen ja epävirheharjojen jännitteen ylläpitäminen. Tässä artikkelissa teoreettisesti analysoitiin niiden sovellusetuja aurinkovaloenergiavoimaloissa, tarjoten tiettyä ohjausta verkkoyhdistettyjen aurinkovaloenergiavoimaloiden projektien johtamis- ja laitevalintojen suhteen.
