Ikerketa PV Kargatze Estazioetako Banaketa Transformatorren Bukaeran Energia Kalitatearen Arazoetan eta Kontrol Teknologietan

1. Sarrera

Fotovoltaiko kargatze estazioen banaketa sistemen aurreko diseinatzaile gisa, indartsu partekatu dut ekaria kalitatearen kontrol teknologiaren ikerketan. Energia transizioan, fotovoltaiko kargatze estazioak garrantzitsuago bihurtzen dira, baina PV integrazio handiak ekaria kalitatearen erronkaak eragiten ditu. Banaketako transformadorearen amaiera, puntu garrantzitsua da, eta soluzioak behar ditu. Ikerketarako, hala ere, zati bat dago kontrol teknologiaren arloan, PV ezaugarriak eta egoera konplexuak kontuan hartuta. Lan honetan, ekaria kalitatearen kontrolari buruz argitaratzen duena, problema analisi, teknologia diseinu eta kasu frogapenak barne hartzen ditu sistema estabilitatea laguntzeko.

2. Ekaria Kalitatearen Problemen Analisia Banaketako Transformadorearen Amaieran
2.1 Fotovoltaiko Kargatze Estazioen Operazio Ezaugarriak

Fotovoltaiko kargatze estazioak PV generazio sistemak eta kargatzeko instalazioak osatzen ditu. PV sistemak eguzki-energia panelen eta inbertsoreen bidez konbertitzen dute sarearekin konektatzeko. Argiaren intentsitate eta tenperatura arrazoi direla eta, PV irteera intermitente eta aldatu egiten da; argi gutxienean ahuldu egiten da, eguzki-egunetan altuagoa izaten da; tenperatura ere panelen efizientzia eragiten du.

Kargatzeko instalazioek karga dinamikoki aldatzen dituzte. Erabiltzailearen kargatzeko jokabidea ausazkoa da, denbora eta indarra aldatzen direla eta - adibidez, lan oharren osteko ihesak edo programazio hedapena, karga aurretasuna konplikatzen du. Hauen guztiak diseinuaren kontuan hartutako faktore garrantzitsuak dira.

2.2 Ekaria Kalitatearen Problemen Nagusiak

Sarearekin konektatze ondoren, banaketako transformadorearen amaiera voltagio aldaketak/flikeroak, harmonikoak eta hiru faseko desbalantzeak ditu. Voltagio aldaketak PV intermitentziaren eta karga aldentzeko arrazoi direla eta, flikeroak sortu ditzake. Inbertsoreetatik datorren harmonikoak voltagioa distortsitzen du, galderak eta gailu enpresartzen ditu. Kargatzeko sarbidea desbalantzita egoteak hiru faseko desbalantzeak sor dezake, transformadorearen bizitza eragiten du. Kasu hauek inspektio orokorretan agertzen dira, eta soluzio zehatzak behar dituzte.

2.3 Ekaria Kalitatearen Problemen Arrazoia

Arazoak faktore konbinatuetatik dator: PV intermitentziak/volatilidad, karga ausazkoa, transformadorearen ez linealtasuna (nukleo saturazioa, birakaierako fugak) eta sarearen operazio arazoak (hiru faseko karga desberdina). Diseinuan, faktore hauek osotsu kontuan hartu behar dira kontrol eskema egokia lortzeko.

3. Banaketako Transformadorearen Amaieran Ekaria Kalitatearen Kontrol Teknologia
3.1 Konpentsazio Gailuen Oinarrituriko Kontrol Teknologia

Konpentsazio gailu arruntek ezaugarri desberdinak dituzte: reaktibo kapasitoreak (sinpleak baina motela), SVC (dinamikoa baina harmoniko-sensibila) eta STATCOM (azkarra, zehatzak, harmoniko supresioa). Diseinuan, kapasitatea eta kokapena optimizatu nuen (adibidez, transformadorearen bataz besteko aldean) hobe eginkizunitasuna lortzeko.

3.2 Kontrol Estrategiak Bidez Ekaria Kalitatearen Optimizazioa

Estrategi aurreratuak kontrola hobetzen dute: fuzzy kontrola (nonlinear eta ez zehatzak kudeatzen ditu), neuraleko sarea (auto-aprendizaje zehatzeko) eta modelu prediktiboko kontrola (predikzio bidez optimizatzen du). Voltagio aldaketetarako, fuzzy oinarrituriko regulazio algoritmo bat diseinatu nuen, simulazioak frogatu dute aldagai horiek mugatzen dituela.

3.3 Kontrol Esquematikoa Ordukitasunez

Esquematikoa datu bildura, erabakitze eta konpentsazio moduluak integrazio ditu. Iturri itxia sortzen du: datuak arazoak identifikatzen ditu, estrategiak/gailuak egokitzen ditu, eta parametroak aldatzen ditu. Esquematikoen diseinuan kargatze estazioaren egoera egokitzen ditut.

4. Kasu Praktikoen Analisia
4.1 Kasuaren Azalpena

Industria parke handiko fotovoltaiko kargatze estazio batean, karga konplexuekin, parketako karga aldaketak eta PV intermitentziak transformadorearen amaieran ekaria kalitatearen arazo serioak sortzen dituzte, gailu eta sarearen estabilitatea eragiten duten. Eskemaren implantazioan parte hartu dut.

4.2 Aplikazio Eskema

Konpentsazio gailu aukeratua eta fuzzy + modelu prediktiboko kontrol estrategia kooperatiboa erabili dira. Fuzzy kontrolak hasierako konpentsazioa sortzen du; modelu prediktiboko kontrolak optimizatzen du. Diseinua tokiko egoera egokitzen ditut.

4.3 Efektuaren Ebaluazioa

Aplikazioaren osteko monitorizazioak ekaria kalitatea hobetu dela erakusten du: voltagio aldaketak ±3%ra murriztu dira, THD 4%tik behera jaisten da, eta hiru faseko desbalantzea 5%ra murriztu da. Ekonomikoki, mantentze kostuak urtean ~¥200.000 gehiago gutxitu dira, eta ~¥300.000 gehiago irabazi dira. Gizarte-mailan, sarearen estabilitatea industria parkeko enpresak sustatzen ditu, efektibotasuna frogatzen du.

5. Iraultza

Diseinatutako esquematiko kontrol orokorra, konpentsazioa eta estrategiak integrazio ditu, ekaria kalitatea hobetu egiten du. Hala ere, egoera konplexuetarako kontrola hobetu daiteke. Lehenengo esporetan, fotovoltaiko kargatze estazioen ekaria kalitatearen kudeamendurako teknologia madura emango da, sarearen estabilitatea segurtatzeko.