Napenergia-tölthelyek elosztási transzformátorai végpontjainak villamos energiamegfelelőségi problémái és ellenőrzési technológiái

1. Bevezetés

Mint a napelektöltőállomások elosztó rendszereinek végzetes tervezője, mélyen belevágnak a villamosenergia minőségének ellenőrzésére vonatkozó technológiai kutatásba. Az energiaátalakulás során a napelektöltőállomások egyre nagyobb jelentőséggel bírnak, ugyanakkor a nagy léptékű napelektöltőállomások integrációja villamosenergia minőségi problémákat okoz. A transzformátor végpont, mint kulcsfontosságú csomópont, szükséges megoldásokat igényel. Mivel a meglévő kutatások ellenére hiányosságok maradnak a napelemek sajátosságait és összetett körülményeket figyelembe vevő irányítási technológiákban, ez a tanulmány ezen végpontra koncentrál, lefedve a probléma elemzését, a technológiai tervezést és az esettanulmányos ellenőrzést, támogatva ezzel a rendszer stabilitását.

2. A villamosenergia minőségi problémák elemzése a transzformátor végponton
2.1 A napelektöltőállomások működési jellemzői

A napelektöltőállomások napelem-alapú termelési rendszerekből és töltőeszközökből állnak. A napelem-rendszer a napelemelemezek és inverterek révén átalakítja a napenergiát hálózatra való kapcsolódáshoz. A napelem-kimenet időnkénti és ingadozó, mivel függ a fényerőtől és a hőmérséklettől - gyenge alacsony fényerő mellett, magasabb napfényes délutánokon; a hőmérséklet befolyásolja a panelek hatékonyságát is.

A töltőeszközök dinamikusan változó terhelésekkel rendelkeznek. A felhasználói töltési viselkedés véletlenszerű, különböző időpontokban és teljesítménnyel - például a munka utáni hétköznapokon bekövetkező csúcsidők vagy rugalmas ütemezés, ami bonyodalmazza a terhelés előrejelzését. Ezek a fő tervezési szempontok.

2.2 Főbb villamosenergia minőségi problémák

A hálózatra való kapcsolódás után a transzformátor végpont voltági ingadozásokkal, pislogással, harmonikus rezgésekkel és háromfázisú egyensúlytalansággal küzd. A voltági ingadozás a napelem időnkéntiségéből és a terhelés-változásból ered, amely potenciálisan pislogást okoz. Az inverterekből származó harmonikus rezgések torzítják a feszültséget, növelve a veszteségeket és a berendezések elavulását. Az egyensúlytalanság a töltőhöz való nem egyenletes hozzáférés miatt, ami károsítja a transzformátor élettartamát. Ezek a gyakori ellenőrzési problémák célszerű megoldásokat igényelnek.

2.3 A villamosenergia minőségi problémák okai

A problémák összekapcsolt tényezőkből adódnak: a napelem időnkéntiségéből, a terhelés véletlenszerűségéből, a transzformátor nemlinearitásából (mag szättörés, tekercs szivárgás) és a hálózati működési problémákból (egyenlőtlen háromfázisú terhelések). A tervezésnek komplex módon kell ezen tényezőket kezelnie, hogy megfelelő irányítási séma legyen.

3. A villamosenergia minőségének ellenőrzésére szolgáló technológia a transzformátor végponton
3.1 Kiegyenlítő eszközök alapján történő irányítási technológia

A közös kiegyenlítő eszközök különböző jellemzőkkel rendelkeznek: reaktív kondenzátorok (egyszerű, de lassú), SVC (dinamikus, de harmonikus rezgések okozó) és STATCOM (gyors, pontos, harmonikus rezgések ellenőrzésére alkalmas). A tervezés során optimalizálom a kapacitást és a helyzetet (pl. a transzformátor alacsony feszültségű oldala közelében) a hatékonyság javítása érdekében.

3.2 Irányítási stratégiák alapján történő villamosenergia minőség-optimizálás

Fejlett stratégiák fejlesztik az irányítást: homálós irányítás (nemlineáris/ bizonytalan problémák kezelésére), neurális hálózat ( ön-tanuló, precíz) és modell-előrejelző irányítás (előrejelzés alapján optimalizál). A voltági ingadozásra homálós algoritmust terveztem, amely a szimulációval bizonyított, hogy le tudja nyomni az ingadozásokat.

3.3 Teljes irányítási séma

A sémában adatgyűjtés, döntéshozatal és kiegyenlítési modulok találhatók. Zárókör formájában működik: az adat azonosítja a problémákat, illeszti a stratégiákat és eszközöket, majd finomítja a paramétereket. A sématervezést úgy vezetem, hogy a tölthelyek forgatókönyveihez illjen.

4. Gyakorlati alkalmazási esetek elemzése
4.1 Eset bemutatása

Egy nagy ipari park napelektöltőállomása, összetett terhelésekkel, komoly villamosenergia minőségi problémákkal küzd a transzformátor végponton, mivel a park terheléseinek ingadozása és a napelem időnkéntiségének hatására a berendezések és a hálózat stabilitása érintett. Mélyen részt veszek a sémák végrehajtásában.

4.2 Alkalmazási séma

Igény szerinti kiegyenlítő eszköz kiválasztása és egy együttműködő homálós + modell-előrejelző irányítási stratégia használata. A homálós irányítás előleges kiegyenlítést generál, a modell-előrejelző irányítás pedig optimalizálja. Biztosítom, hogy a tervezés megfelel a helyszíni körülményeknek.

4.3 Hatékonyság kiértékelése

Az alkalmazás utáni monitorozás javított villamosenergia minőséget mutat: a voltági ingadozás ±3%-ra csökkent, a THD 4% alá, a háromfázisú egyensúlytalanság pedig 5% alá. Gazdaságilag, az éves karbantartási költségek körülbelül 200 000 ¥-ra csökkentek, a bevétel pedig körülbelül 300 000 ¥-ra nőtt. Társadalmilag, a hálózat stabilitása támogatja az ipari park vállalkozásait, így bizonyítva a hatékonyságot.

5. Következtetés

A tervezett teljes irányítási sémában, a kiegyenlítő és stratégiák integrálása hatékonyan javítja a villamosenergia minőségét. Ugyanakkor, a komplex körülmények közötti irányítást tovább lehet optimalizálni. A jövőbeni erőfeszítések olyan éretten technológiákat foglalkoztatnak, amelyek a napelektöltőállomások villamosenergia minőségének kezelésére szolgálnak, biztosítva a hálózat stabilitását.