Forskning i kvalitetsproblemer og kontrolteknologier for elforsyningen ved distributionstransformatorer i solcelleladestationer

1. Introduktion

Som en frontlinjedesigner af fordelingsanlæg for solcelleopladerstationer, engagerer jeg mig dybt i forskning inden for teknologi til kontrol af strømkvalitet. I energiovergangen vokser solcelleopladerstationers betydning, men stor skala integration af PV bringer udfordringer med hensyn til strømkvaliteten. Fordeletransformator-enden, som er et nøglepunkt, har brug for løsninger på kortsigtet basis. Trods eksisterende forskning findes der stadig huller i kontrolteknologier, der tager højde for PV's karakteristika og komplekse forhold. Denne artikel fokuserer på denne endes strømkvalitetskontrol, dækker problemanalyse, teknisk design og sagsoverensstemmelse for at støtte systemets stabilitet.

2. Analyse af strømkvalitetsproblemer ved fordeletransformator-enden
2.1 Driftskarakteristika af solcelleopladerstationer

Solcelleopladerstationer består af solcelleanlæg og opladningsfaciliteter. Solcelleanlæg konverterer solenergi via paneler og invertere til netforbindelse. PV-produktionen er intermittert og fluktuere på grund af lysintensitet og temperatur - svag under lavt lys, højere ved solskin om midten af dagen; temperaturen påvirker også panelets effektivitet.

Opladningsfaciliteter har dynamisk ændrende belastninger. Brugeropladningsadfærd er tilfældig, med varierende tider og effekt - f.eks. efter arbejdet på hverdage eller fleksibel planlægning, hvilket gør belastningsforudsigelser komplicerede. Dette er vigtige overvejelser i designet.

2.2 Hovedstrømkvalitetsproblemer

Efter netforbindelsen står fordeletransformator-enden over for problemer som spændingsfluktuation/flicker, harmonier og tre-fase ubalance. Spændingsfluktuation skyldes PV's intermittens og belastningsændringer, hvilket potentielt kan forårsage flicker. Harmonier fra invertere forvrider spændingen, øger tab og aldrer udstyr. Ubalanceret adgang til opladning forårsager tre-fase ubalance, som skader transformatorliv. Disse almindelige inspektionsproblemer kræver målrettede løsninger.

2.3 Årsager til strømkvalitetsproblemer

Problemer skyldes sammenkoblede faktorer: PV's intermittens/volatilitet, belastnings-tilfældighed, transformer ikke-linearitet (kernesætning, vindingslækage) og netdriftsproblemer (uensartede tre-fase belastninger). Design skal behandle disse grundigt for en passende kontrolschema.

3. Strømkvalitetskontrolteknologi for fordeletransformator-enden
3.1 Kontrolteknologi baseret på kompensationsenheder

Almindelige kompensationsenheder har distinkte egenskaber: reaktive kondensatorer (simple, men langsomme), SVC (dynamiske, men harmoni-prone) og STATCOM (hurtige, præcise, med harmonisuppression). Under design optimerer jeg kapacitet og placering (f.eks. nær den lave side af transformator) for bedre effektivitet.

3.2 Strømkvalitetsoptimering via kontrolstrategier

Avancerede strategier forbedrer kontrol: fuzzy-kontrol (hanterer ikke-lineære/usikre problemer), neurale netværk (selvlæring for præcision) og modelprædiktiv kontrol (optimerer via forudsigelse). For spændingsfluktuationer designede jeg en fuzzy-baseret reguleringalgoritme, bekræftet af simulation til at undertrykke fluktuationer.

3.3 Samlet kontroleskema

Skemaet integrerer dataindsamling, beslutningstagning og kompensationsmoduler. Det danner en lukket sløjfe: data identificerer problemer, matcher strategier/enheder og justerer parametre. Jeg vejleder skemadesign til at passe til opladerstationscenarier.

4. Analyse af praktiske anvendelseseksempler
4.1 Eksempelintroduktion

En stor industriområde solcelleopladerstation, med komplekse belastninger, står over for alvorlige strømkvalitetsproblemer ved transformator-enden på grund af områdes belastningsfluktuationer og PV-intermittens, hvilket påvirker udstyr og nettets stabilitet. Jeg deltager dybt i implementeringen af skematikken.

4.2 Anvendelsesskema

Tilpasset valg af kompensationsenheder og en samarbejdende fuzzy + modelprædiktiv kontrolstrategi bliver brugt. Fuzzy-kontrol genererer initial kompensation; modelprædiktiv kontrol optimerer det. Jeg sikrer, at designet passer til lokale forhold.

4.3 Effektevaluering

Efter anvendelsen viser overvågning forbedret strømkvalitet: spændingsfluktuation mindskes til ±3%, THD falder under 4% og tre-fase ubalance til inden for 5%. Økonomisk reduceres årlige vedligeholdelsesomkostninger med ~200.000 yen, med ~300.000 yen indtægtsstigning. Socialt understøtter nettets stabilitet virksomheder i industriparken, verificerer effektiviteten.

5. Konklusion

Det designede samlede kontroleskema, der integrerer kompensation og strategier, forbedrer effektivt strømkvaliteten. Dog kan kontrol under komplekse forhold yderligere optimiseres. Fremtidige bestræbelser vil give moden teknologi til strømkvalitetsstyring af solcelleopladerstationer, der sikrer nettets stabilitet.