ფოტოვოლტაიური სატვირთო სადგურების დისტრიბუციული ტრანსფორმატორების საბოლოებზე ელექტროენერგიის ხარისხის პრობლემების და კონტროლის ტექნოლოგიების შესახებ კვლევა

1. შესავალი

ფოტოვოლტაიკური ჩარგაკების დისტრიბუციის სისტემების ფრონტალური დიზაინერი როგორც, სიღრმისეულად ვეხმარები ელექტროენერგიის ხარისხის კონტროლის ტექნოლოგიების კვლევაში. ენერგეტიკის ტრანსფორმაციის პროცესში ფოტოვოლტაიკური ჩარგაკების როლი იზრდება, თუმცა ფოტოვოლტაიკის დიდმასშტაბიანი ინტეგრაცია წარმოადგენს ელექტროენერგიის ხარისხის პრობლემებს. დისტრიბუციის ტრანსფორმატორის ბოლო, როგორც კლუჩის ნოდი, საჭიროებს სოლუშენებს. უკვე არსებული კვლევების მიუხედავად, კონტროლის ტექნოლოგიებში არსებობს пробелы, რომლებიც ითვლება ფოტოვოლტაიკური ქმედების სახელმძღვანელოებისა და რთული პირობების შესახებ. ამ სტატიაში კონცენტრირდება ეს ბოლოს ენერგიის ხარისხის კონტროლი, რომელიც შეიცავს პრობლემის ანალიზს, ტექნოლოგიის დიზაინს და შემთხვევის ვერიფიკაციას სისტემის სტაბილურობის დასამყარებლად.

2. ენერგიის ხარისხის პრობლემების ანალიზი დისტრიბუციის ტრანსფორმატორის ბოლოზე
2.1 ფოტოვოლტაიკური ჩარგაკების ოპერაციული ხარაქტერისტიკები

ფოტოვოლტაიკური ჩარგაკები შედგება ფოტოვოლტაიკური ენერგიის წარმოების სისტემებიდან და ჩარგაკების ფაცილიტეტებიდან. ფოტოვოლტაიკური სისტემები ქვეყანაში სოლარული ენერგია პანელებისა და ინვერტორების საშუალებით ქსელში შეერთებისთვის ქვეყანაში გადაიყვანენ. ფოტოვოლტაიკური გამოტაცება ინტერმიტენტური და ფლუქტუაციურია სინათლის ინტენსივობისა და ტემპერატურის გამო – დაბნეული პირობებში სუსტი, დაბნეული დღეების შუადღეში უფრო მაღალი; ტემპერატურა ასევე გავლენას ახდენს პანელების ეფექტურობაზე.

ჩარგაკების ფაცილიტეტები არიან დინამიურად შეცვლის ტვირთები. მომხმარებლის ჩარგაკების ქცევა შემთხვევითია, რით შეიცავს განსხვავებულ დროს და ტვირთს - მაგალითად, სამუშაო დღეების შემდეგ პირიქი ან ფლექსიბური განსაზღვრება, რაც ტვირთის პროგნოზირებას ართულებს. ეს არის კლუჩის დიზაინის კონცეფციები.

2.2 ძირითადი ენერგიის ხარისხის პრობლემები

ქსელში შეერთების შემდეგ, დისტრიბუციის ტრანსფორმატორის ბოლოს შეესაბამებია პრობლემები, როგორიცაა ვოლტაჟის ფლუქტუაცია/ფლიკერი, ჰარმონიკები და სამფაზიანი არასიმმეტრია. ვოლტაჟის ფლუქტუაცია წარმოადგენს ფოტოვოლტაიკური ინტერმიტენტურობისა და ტვირთის ცვლილების შედეგს, რაც შეიძლება წარმოადგენს ფლიკერს. ინვერტორებიდან წარმომადგენელი ჰარმონიკები იდეფორმირებენ ვოლტაჟს, რაც ზრდის აკრძალებელ დაკარგვებს და ახარხარებს აპარატურას. არასწორი ჩარგაკების დასასრული იწვევს სამფაზიან არასიმმეტრიას, რაც არასწორს ტრანსფორმატორის ხორციელებას. ეს ჩვეულებრივი შემოწმების პრობლემები მოითხოვს მიმართულ სოლუშენებს.

2.3 ენერგიის ხარისხის პრობლემების მიზეზები

პრობლემები წარმოადგენს კუპლურებულ ფაქტორებს: ფოტოვოლტაიკური ინტერმიტენტურობა/ვოლატილურობა, ტვირთის შემთხვევითობა, ტრანსფორმატორის არალინეარობა (სარდაფის სატურაცია, დარტყმის ლიკი) და ქსელის ოპერაციული პრობლემები (არასწორი სამფაზიანი ტვირთები). დიზაინში უნდა კომპლექსურად მიიღოს ეს ფაქტორები შესაბამისი კონტროლის სქემისთვის.

3. ენერგიის ხარისხის კონტროლის ტექნოლოგიები დისტრიბუციის ტრანსფორმატორის ბოლოზე
3.1 კომპენსაციის მოწყობილობებზე დაფუძნებული კონტროლის ტექნოლოგია

ჩვეულებრივი კომპენსაციის მოწყობილობები არიან სხვადასხვა ხარაქტერისტიკებით: რეაქტიული კონდენსატორები (მარტივი მაგრამ დანელებული), SVC (დინამიური მაგრამ ჰარმონიკების მიზეზები), და STATCOM (სწრაფი, ზუსტი, ჰარმონიკების დასაბრუნებლად). დიზაინში, ვოპტიმიზირებ მერადის და პოზიციას (მაგალითად, ტრანსფორმატორის დაბალი ვოლტაჟის მხარეზე) უფრო ეფექტურობისთვის.

3.2 კონტროლის სტრატეგიებით ენერგიის ხარისხის ოპტიმიზაცია

დიდი სტრატეგიები უფრო შესაძლებელია კონტროლი: ფუზიური კონტროლი (მუშაობს არალინეარულ/უზუსტ პრობლემებზე), ნეირონული ქსელი (თავმოყრა ზუსტებისთვის) და მოდელის პროგნოზირებით კონტროლი (ოპტიმიზირებს პროგნოზით). ვოლტაჟის ფლუქტუაციისთვის, შემდეგ შემდგომ, ვიზუალიზებ ფუზიურ რეგულირების ალგორითმს, რომელიც სიმულაციით დაადასტურებს ფლუქტუაციის დასაბრუნებლად.

3.3 კომპლექსური კონტროლის სქემა

სქემა ინტეგრირებს მონიტორინგის, გადაწყვეტილების და კომპენსაციის მოდულებს. ის ქმნის დახურულ ციკლს: მონიტორინგი იდენტიფიცირებს პრობლემებს, მეტად სტრატეგიებს/მოწყობილობებს და რეგულირებს პარამეტრებს. ვხედავ სქემის დიზაინს ჩარგაკების სცენარისთვის.

4. პრაქტიკული გამოყენების შემთხვევების ანალიზი
4.1 შემთხვევის შესახებ

დიდი ინდუსტრიული პარკის ფოტოვოლტაიკური ჩარგაკები, რომელიც არის რთული ტვირთები, არის სევირული ენერგიის ხარისხის პრობლემები ტრანსფორმატორის ბოლოზე პარკის ტვირთის ფლუქტუაციისა და ფოტოვოლტაიკური ინტერმიტენტურობის გამო, რაც არწყებს აპარატურას და ქსელის სტაბილურობას. სიღრმისეულად ვერთიარები სქემის განხორციელებაში.

4.2 გამოყენების სქემა

მორგებული კომპენსაციის მოწყობილობების შერჩევა და კოოპერაციული ფუზიური + მოდელის პროგნოზირებით კონტროლის სტრატეგია გამოიყენება. ფუზიური კონტროლი ქმნის დაწყებით კომპენსაციას; მოდელის პროგნოზირებით კონტროლი უზრუნველყოფს მის ოპტიმიზაციას. ვუზრუნველყოფ დიზაინს ადგილობრივ პირობებს.

4.3 ეფექტურობის შეფასება

შემდეგ გამოყენების მონიტორინგი გამოჩენს ენერგიის ხარისხის უკეთესობას: ვოლტაჟის ფლუქტუაცია შეიცვლება ±3%, THD ქვემოთ 4% და სამფაზიანი არასიმმეტრია შეიცვლება 5% შემდეგ. ეკონომიკურად, წლიური მერადი დარჩენილი ხარჯები შეიკლება ~¥200,000, რით შეიცავს ~¥300,000 შემოსავალის ზრდას. სოციალურად, ქსელის სტაბილურობა უზრუნველყოფს ინდუსტრიულ პარკში მუშაობას, რით დაადასტურებს ეფექტურობას.

5. დასკვნა

დიზაინირებული კომპლექსური კონტროლის სქემა, რომელიც ინტეგრირებს კომპენსაციას და სტრატეგიებს, ეფექტურად უზრუნველყოფს ენერგიის ხარისხის გაუმჯობესებას. თუმცა, რთული პირობების კონტროლი შეიძლება იყოს უფრო შესაძლებელი. მომავალი შრომა მოგვცემს ფოტოვოლტაიკური ჩარგაკების ენერგიის ხარისხის მართვის მოხდენილ ტექნოლოგიებს, რაც უზრუნველყოფს ქსელის სტაბილურობას.