पीवी चार्जिंग स्टेशनों में वितरण ट्रांसफॉर्मर टर्मिनल पर विद्युत गुणवत्ता समस्याओं और नियंत्रण प्रौद्योगिकियों पर शोध

1. परिचय

प्रत्यावर्ती आधारित चार्जिंग स्टेशन वितरण प्रणाली के एक फ्रंटलाइन डिजाइनर के रूप में, मैं गहराई से विद्युत गुणवत्ता नियंत्रण प्रौद्योगिकी के अध्ययन में शामिल हूँ। ऊर्जा परिवर्तन के बीच, प्रत्यावर्ती चार्जिंग स्टेशनों का महत्व बढ़ रहा है, फिर भी बड़े पैमाने पर प्रत्यावर्ती एकीकरण विद्युत गुणवत्ता की चुनौतियाँ लाता है। वितरण ट्रांसफार्मर छोर, एक महत्वपूर्ण नोड, जिसको तत्काल समाधान की आवश्यकता है। मौजूदा शोध के बावजूद, नियंत्रण प्रौद्योगिकी में अभी भी अंतर हैं जो प्रत्यावर्ती विशेषताओं और जटिल स्थितियों को ध्यान में रखते हैं। यह पेपर इस छोर के विद्युत गुणवत्ता नियंत्रण पर केंद्रित है, समस्या विश्लेषण, प्रौद्योगिकी डिजाइन, और मामले सत्यापन शामिल हैं जो प्रणाली की स्थिरता का समर्थन करते हैं।

2. वितरण ट्रांसफार्मर छोर पर विद्युत गुणवत्ता समस्याओं का विश्लेषण
2.1 प्रत्यावर्ती चार्जिंग स्टेशनों की संचालन विशेषताएँ

प्रत्यावर्ती चार्जिंग स्टेशन प्रत्यावर्ती विद्युत उत्पादन प्रणालियों और चार्जिंग सुविधाओं से बने होते हैं। प्रत्यावर्ती प्रणालियाँ पैनल और इनवर्टर के माध्यम से सौर ऊर्जा को परिवर्तित करती हैं ताकि ग्रिड से जुड़ सकें। प्रत्यावर्ती उत्पादन रोशनी की तीव्रता और तापमान के कारण असतत और अस्थिर होता है - कम रोशनी में कमजोर, उज्ज्वल दोपहर में अधिक; तापमान पैनल की प्रभावशीलता पर भी प्रभाव डालता है।

चार्जिंग सुविधाओं में गतिक रूप से बदलते लोड होते हैं। उपयोगकर्ता की चार्जिंग गतिविधि यादृच्छिक होती है, विभिन्न समय और शक्ति के साथ - उदाहरण के लिए, काम के बाद दिन में वृद्धि या लचीले अनुसरण, जो लोड की भविष्यवाणी को जटिल बनाते हैं। ये प्रमुख डिजाइन विचार हैं।

2.2 प्रमुख विद्युत गुणवत्ता समस्याएँ

ग्रिड से जुड़ने के बाद, वितरण ट्रांसफार्मर छोर वोल्टेज दोलन/फ्लिकर, हार्मोनिक्स, और तीन-फेज असंतुलन जैसी समस्याओं का सामना करता है। वोल्टेज दोलन प्रत्यावर्ती की असततता और लोड परिवर्तन से होता है, जो फ्लिकर का कारण बन सकता है। इनवर्टर से हार्मोनिक्स वोल्टेज को विकृत करते हैं, जिससे नुकसान बढ़ता है और उपकरण पुराने हो जाते हैं। असंतुलित चार्जिंग अभिगम तीन-फेज असंतुलन का कारण बनता है, जो ट्रांसफार्मर की उम्र को कम करता है। ये सामान्य निरीक्षण समस्याएँ लक्षित समाधानों की आवश्यकता हैं।

2.3 विद्युत गुणवत्ता समस्याओं के कारण

समस्याएँ जुड़ी हुई कारकों से परिणाम होती हैं: प्रत्यावर्ती की असततता/अस्थिरता, लोड की यादृच्छिकता, ट्रांसफार्मर की गैर-रैखिकता (कोर संतृप्ति, वाइंडिंग लीकेज), और ग्रिड संचालन की समस्याएँ (असमान तीन-फेज लोड)। डिजाइन में इन सभी को व्यापक रूप से संबोधित किया जाना चाहिए ताकि एक उपयुक्त नियंत्रण योजना बनाई जा सके।

3. वितरण ट्रांसफार्मर छोर के लिए विद्युत गुणवत्ता नियंत्रण प्रौद्योगिकी
3.1 भरण उपकरणों आधारित नियंत्रण प्रौद्योगिकी

आम भरण उपकरणों में अलग-अलग विशेषताएँ होती हैं: अभिक्रिया कैपेसिटर (सरल लेकिन धीमा), SVC (गतिक लेकिन हार्मोनिक-प्रवण), और STATCOM (तेज, सटीक, हार्मोनिक समापन)। डिजाइन के दौरान, मैं क्षमता और स्थिति (उदाहरण के लिए, ट्रांसफार्मर के निम्न-वोल्टेज तरफ) को अनुकूलित करता हूँ ताकि बेहतर दक्षता हो।

3.2 नियंत्रण रणनीतियों द्वारा विद्युत गुणवत्ता का सुधार

उन्नत रणनीतियाँ नियंत्रण को बढ़ावा देती हैं: फजी नियंत्रण (गैर-रैखिक/अनिश्चित समस्याओं का संभालन), न्यूरल नेटवर्क (सटीकता के लिए स्व-सीखन), और मॉडल पूर्वानुमान नियंत्रण (पूर्वानुमान के माध्यम से अनुकूलन)। वोल्टेज दोलन के लिए, मैंने एक फजी-आधारित विनियमन एल्गोरिथ्म डिजाइन किया, जिसे सिमुलेशन द्वारा साबित किया गया है कि यह दोलनों को दबाता है।

3.3 व्यापक नियंत्रण योजना

योजना डेटा एकत्रीकरण, निर्णय-लेने, और भरण मॉड्यूलों को एकीकृत करती है। यह एक बंद लूप बनाती है: डेटा समस्याओं की पहचान करता है, रणनीतियों/उपकरणों को मिलाता है, और पैरामीटर्स को समायोजित करता है। मैं योजना डिजाइन का मार्गदर्शन चार्जिंग स्टेशन की परिस्थितियों के अनुसार करता हूँ।

4. व्यावहारिक अनुप्रयोग मामलों का विश्लेषण
4.1 मामले का परिचय

एक बड़े औद्योगिक पार्क के प्रत्यावर्ती चार्जिंग स्टेशन, जिसमें जटिल लोड है, ट्रांसफार्मर छोर पर गंभीर विद्युत गुणवत्ता समस्याओं का सामना करता है, पार्क के लोड दोलन और प्रत्यावर्ती की असततता के कारण, जो उपकरणों और ग्रिड की स्थिरता पर प्रभाव डालता है। मैं योजना के लागू करने में गहराई से शामिल हूँ।

4.2 अनुप्रयोग योजना

कस्टमाइज्ड भरण उपकरण चयन और सहयोगी फजी + मॉडल पूर्वानुमान नियंत्रण रणनीति का उपयोग किया जाता है। फजी नियंत्रण प्रारंभिक भरण उत्पन्न करता है; मॉडल पूर्वानुमान नियंत्रण इसे अनुकूलित करता है। मैं सुनिश्चित करता हूँ कि डिजाइन ऑन-साइट की परिस्थितियों के अनुसार फिट हो।

4.3 प्रभाव मूल्यांकन

अनुप्रयोग के बाद की निगरानी दिखाती है कि विद्युत गुणवत्ता में सुधार हुआ है: वोल्टेज दोलन ±3% तक संकुचित हो गया है, THD 4% से कम हो गया है, और तीन-फेज असंतुलन 5% के भीतर हो गया है। आर्थिक रूप से, वार्षिक रखरखाव की लागत लगभग ₹200,000 तक कम हो गई है, और लगभग ₹300,000 की आय वृद्धि हुई है। सामाजिक रूप से, ग्रिड की स्थिरता औद्योगिक पार्क के उद्यमों का समर्थन करती है, जो प्रभावकारिता की पुष्टि करता है।

5. निष्कर्ष

डिजाइन की गई व्यापक नियंत्रण योजना, भरण और रणनीतियों को एकीकृत करके, विद्युत गुणवत्ता में सुधार करती है। फिर भी, जटिल स्थितियों में नियंत्रण को अनुकूलित किया जा सकता है। भविष्य के प्रयास फोटोवोल्टाइक चार्जिंग स्टेशन विद्युत गुणवत्ता प्रबंधन के लिए परिपक्व प्रौद्योगिकी प्रदान करेंगे, जिससे ग्रिड की स्थिरता सुनिश्चित होगी।