Pagsasaliksik sa mga Isyu sa Kalidad ng Paggamit ng Kuryente at mga Teknolohiya sa Pagkontrol sa mga Terminal ng Distribusyon Transformer sa mga PV Charging Station

1. Pagpapakilala

Bilang isang nangungunang disenador sa distribusyon ng mga sistema ng charging station ng photovoltaic, malalim akong nakikilahok sa pag-aaral ng teknolohiya ng kontrol ng kalidad ng enerhiya. Sa gitna ng transisyon ng enerhiya, lumalaki ang kahalagahan ng mga charging station ng photovoltaic, ngunit nagdudulot ito ng mga hamon sa kalidad ng enerhiya dahil sa malawakang integrasyon ng PV. Ang dulo ng distribution transformer, na isang mahalagang node, ay nangangailangan ng agarang solusyon. Bagama't mayroong umiiral na mga pag-aaral, 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 enerhiya sa dulo na ito, kasama ang pag-analisa ng problema, disenyo ng teknolohiya, at pagsusuri ng kaso upang suportahan ang estabilidad ng sistema.

2. Analisis ng mga Problema sa Kalidad ng Enerhiya sa Dulo ng Distribution Transformer
2.1 Katangian ng Paggamit ng Mga Charging Station ng Photovoltaic

Ang mga charging station ng photovoltaic ay binubuo ng mga sistema ng paggawa ng enerhiya ng PV at pasilidad para sa charging. Ang mga sistema ng PV ay sumasalin ng solar energy gamit ang mga panel at inverter para makuha ang koneksyon sa grid. Ang output ng PV ay intermitente at nagbabago dahil sa lakas ng ilaw at temperatura—mahina sa mga kondisyong may mababang ilaw, mas mataas sa mainit na tanghali; ang temperatura din ay nakakaapekto sa epektibidad ng panel.

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

2.2 Pangunahing Mga Problema sa Kalidad ng Enerhiya

Pagkatapos ng koneksyon sa grid, ang dulo ng distribution transformer ay nakakaharap sa mga isyu tulad ng pagbabago ng voltage/flicker, harmonics, at hindi pantay na three-phase. Ang pagbabago ng voltage ay galing sa intermitensiya ng PV at pagbabago ng load, na maaaring magresulta sa flicker. Ang harmonics mula sa mga inverter ay nagdistort ng voltage, nagdadagdag sa pagkawala at pagluma ng mga kagamitan. Ang hindi pantay na access sa charging ay nagdudulot ng three-phase imbalance, na nakakasama sa buhay ng transformer. Ang mga karaniwang inspeksyon na ito ay nangangailangan ng direkta na solusyon.

2.3 Dahilan ng mga Problema sa Kalidad ng Enerhiya

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

3. Teknolohiya ng Kontrol ng Kalidad ng Enerhiya 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 distinct na 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 capacity at posisyon (halimbawa, malapit sa low-voltage side ng transformer) para sa mas mahusay na epektibidad.

3.2 Pag-optimize ng Kalidad ng Enerhiya sa Pamamagitan ng Mga Strategia ng Kontrol

Ang mga advanced na strategia ay nagpapataas ng kontrol: fuzzy control (nakakahanap ng nonlinear/uncertain issues), neural network (self-learning para sa precision), at model predictive control (optimizes via prediction). Para sa pagbabago ng voltage, in-disenyo ko ang isang algoritmo ng regulation batay sa fuzzy, na na-prove ng simulation na makakapigil ng pagbabago.

3.3 Komprehensibong Esquema ng Kontrol

Ang esquema ay nag-integrate ng data acquisition, decision-making, at compensation modules. It forms a closed-loop: data identifies issues, matches strategies/devices, and adjusts parameters. Inaangkop ko ang disenyo ng esquema para sa mga scenario ng charging station.

4. Analisis ng Mga Case ng Praktikal na Application
4.1 Pagpapakilala sa Case

Isang malaking industriyal na parke na may charging station ng photovoltaic, na may komplikadong load, ay nakakaharap sa malubhang mga isyu sa kalidad ng enerhiya sa dulo ng transformer dahil sa fluctuation ng load ng parke at intermittency ng PV, na nakakaapekto sa mga kagamitan at estabilidad ng grid. Malalim akong nakikilahok sa implementasyon ng esquema.

4.2 Application Scheme

Ang pinili kong device ng compensation at cooperative fuzzy + model predictive control strategy ay ginagamit. Ang fuzzy control ay gumagawa ng initial na compensation; ang model predictive control ay nagsasagawa ng optimization. Inaangkop ko ang disenyo para sa on-site conditions.

4.3 Pagsusuri ng Epekto

Ang post-application monitoring ay nagpapakita ng pag-improve sa kalidad ng enerhiya: ang pagbabago ng voltage ay bumaba sa ±3%, THD bumaba sa 4% pababa, at ang three-phase unbalance ay nasa loob ng 5%. Ekonomiko, ang taunang maintenance cost ay bumaba ng ~¥200,000, at ang income growth ay ~¥300,000. Socially, ang estabilidad ng grid ay sumusuporta sa mga enterprise ng industriyal na parke, na napatunayan ang epektividad.

5. Pagtatapos

Ang disenyadong komprehensibong esquema ng kontrol, na nag-integrate ng compensation at mga strategia, ay epektibong nag-iimprove ng kalidad ng enerhiya. Gayunpaman, ang kontrol sa komplikadong kondisyon ay maaari pang i-optimize. Sa hinaharap, ang mga effort ay magbibigay ng mature na teknolohiya para sa power quality management ng photovoltaic charging station, na siyang susuporta sa estabilidad ng grid.