Pagtungha sa mga Isyu sa Kalidad sa Kuryente ug mga Teknolohiya sa Pagkotrol sa mga Terminal sa Distribusyon Transformer sa mga PV Charging Station

1. Pagpapakilala

Bilang isang nangungunang disenador sa mga sistema ng pagkakahati-ugnay ng photovoltaic charging station, malalim akong nakikilahok sa pagsasaliksik tungkol sa teknolohiya ng kontrol sa kalidad ng kuryente. Sa gitna ng transisyon ng enerhiya, ang mga photovoltaic charging station ay lumalaki ang kahalagahan, ngunit ang malawak na pag-integrate ng PV ay nagdudulot ng mga hamon sa kalidad ng kuryente. Ang dulo ng distribution transformer, isang mahalagang node, ay lubhang nangangailangan ng solusyon. Bagama't mayroon nang mga kasalukuyang pagsasaliksik, mayroon pa ring mga puwang sa teknolohiya ng kontrol na inuuri-uriin ang mga katangian ng PV at komplikadong kondisyon. Ang papel na ito ay nakatuon sa kontrol ng kalidad ng kuryente sa dulo na ito, na sumasaklaw sa pag-analisa ng problema, disenyo ng teknolohiya, at pagpapatunay ng kaso upang suportahan ang estabilidad ng sistema.

2. Analisis ng mga Problema sa Kalidad ng Kuryente sa Dulo ng Distribution Transformer
2.1 Mga Katangian ng Operasyon ng Photovoltaic Charging Stations

Ang mga photovoltaic charging station ay binubuo ng mga sistema ng paggawa ng kuryente ng PV at mga pasilidad ng pag-load. Ang mga sistema ng PV ay nagkokonberte ng solar energy gamit ang mga panel at inverter para sa koneksyon sa grid. Ang output ng PV ay intermitent at nagbabago dahil sa lakas ng liwanag at temperatura—mahina sa mababang liwanag, mas mataas sa araw-araw na mainit; ang temperatura rin ay nakakaapekto sa epektividad ng panel.

Ang mga pasilidad ng pag-load ay may dinamikong nagbabagong load. Ang pag-uugali ng pag-load ng user ay random, na may iba't ibang oras at lakas—halimbawa, ang pagtaas ng pag-load pagkatapos ng trabaho sa weekdays o flexible na pag-schedule, na nagpapahirap sa paghula ng load. Ito ang mga pangunahing konsiderasyon sa disenyo.

2.2 Pangunahing Mga Problema sa Kalidad ng Kuryente

Pagkatapos ng koneksyon sa grid, ang dulo ng distribution transformer ay kinakaharap ang mga isyu tulad ng pagbabago ng voltage/flicker, harmonics, at hindi balanse ng tatlong phase. Ang pagbabago ng voltage ay nagmumula sa intermitensiya ng PV at pagbabago ng load, na maaaring magdulot ng flicker. Ang harmonics mula sa mga inverter ay nagdistort ng voltage, na nagpapataas ng pagkawala at pagluma ng mga kagamitan. Ang hindi balanse ng pag-access ng pag-load ay nagdudulot ng hindi balanse ng tatlong phase, na nakakasira sa buhay ng transformer. Ang mga karaniwang inspeksiyon na isyu na ito ay nangangailangan ng mga direktang solusyon.

2.3 Mga Dahilan ng mga Problema sa Kalidad ng Kuryente

Ang mga problema ay nagmumula sa mga coupled factors: intermitensiya/volatility ng PV, randomness ng load, nonlinearity ng transformer (core saturation, winding leakage), at mga isyu sa operasyon ng grid (hindi pantay na tatlong phase loads). Ang disenyo ay dapat maipakita nang komprehensibo ang mga ito para sa angkop na esquema ng kontrol.

3. Teknolohiya ng Kontrol sa Kalidad ng Kuryente para sa Dulo ng Distribution Transformer
3.1 Teknolohiya ng Kontrol Batay sa Mga Device ng Compensation

Ang mga karaniwang device ng compensation ay may iba't ibang katangian: reactive capacitors (simple pero mabagal), SVC (dinamiko pero prone sa harmonics), at STATCOM (mabilis, tama, na may harmonic suppression). Sa panahon ng disenyo, ini-optimize ko ang kapasidad at posisyon (halimbawa, malapit sa low-voltage side ng transformer) para sa mas mahusay na epektibidad.

3.2 Pagsasaayos ng Kalidad ng Kuryente Gamit ang Mga Strategya ng Kontrol

Ang mga advanced na strategya ay nagpapahusay ng kontrol: fuzzy control (na nag-aaddress ng nonlinear/uncertain issues), neural network (self-learning para sa precision), at model predictive control (na optimizes via prediction). Para sa pagbabago ng voltage, in-disenyo ko ang isang algoritmo ng regulation batay sa fuzzy, na napapatunayan ng simulasyon na nag-suppress ng fluctuations.

3.3 Komprehensibong Esquema ng Kontrol

Ang esquema ay nag-iintegrate ng data acquisition, decision-making, at mga module ng compensation. Ito ay bumubuo ng isang closed-loop: ang data ay nag-identify ng mga isyu, nag-match ng mga strategya/device, at nag-adjust ng mga parameter. In-guide ko ang disenyo ng esquema upang tugma sa mga scenario ng charging station.

4. Analisis ng mga Case ng Praktikal na Application
4.1 Pagpapakilala ng Case

Isang malaking industrial park photovoltaic charging station, na may komplikadong load, ay kinakaharap ang mga malubhang isyu sa kalidad ng kuryente sa dulo ng transformer dahil sa pagbabago ng load ng park at intermitensiya ng PV, na nakakaapekto sa kagamitan at estabilidad ng grid. Malalim akong nakikilahok sa implementasyon ng esquema.

4.2 Application Scheme

Ang pinili na mga device ng compensation at cooperative fuzzy + model predictive control strategy ay ginamit. Ang fuzzy control ay nag-generate ng initial na compensation; ang model predictive control ay nag-optimize nito. In-ensure ko ang disenyo upang tugma sa lokal na kondisyon.

4.3 Pagsusuri ng Epekto

Ang post-application monitoring ay nagpapakita ng pag-improve ng kalidad ng kuryente: ang pagbabago ng voltage ay nabawasan hanggang ±3%, ang THD ay bumaba sa ilalim ng 4%, at ang hindi balanse ng tatlong phase ay nasa loob ng 5%. Sa ekonomiko, ang taunang gastos sa maintenance ay bumaba ng ~¥200,000, at ang kita ay tumataas ng ~¥300,000. Sa sosyal, ang estabilidad ng grid ay sumusuporta sa mga enterprise ng industrial park, na nagpapatunay ng epektibidad.

5. Kasunodan

Ang disenyadong komprehensibong esquema ng kontrol, na nag-iintegrate ng compensation at mga strategya, ay epektibong nagpapahusay ng kalidad ng kuryente. Ngunit, ang kontrol sa komplikadong kondisyon ay maaari pang i-optimize. Ang mga susunod na pagpupursige ay magbibigay ng mature na teknolohiya para sa pag-manage ng kalidad ng kuryente ng photovoltaic charging station, na sigurado ang estabilidad ng grid.