Forskning på kvalitetsproblemer og kontrollteknologier for strøm i fordelingstransformatorer ved PV-ladestasjoner

1. Innføring

Som en frontlinjedesigner av distribusjonssystemer for solcelleladede stasjoner, er jeg dyp involvert i forskning på teknologi for kvalitetskontroll av strøm. I energiovergangen øker viktigheten av solcelleladede stasjoner, men stor skala integrering av solenergi fører til utfordringer knyttet til strømkvalitet. Distribusjonstransformator-enden, et nøkkelpunkt, trenger akutt løsninger. Selv om det finnes eksisterende forskning, er det fortsatt hull i kontrollteknologien som tar hensyn til solcelleegenskaper og komplekse betingelser. Denne artikkelen fokuserer på denne endens strømkvalitetskontroll, dekker problemanalyse, teknologisk design og kasusverifisering for å støtte systemstabilitet.

2. Analyse av strømkvalitetsproblemer ved distribusjonstransformator-enden
2.1 Driftsegenskaper for solcelleladede stasjoner

Solcelleladede stasjoner består av solcellegenereringssystemer og ladeanlegg. Solcellesystemer konverterer solenergi gjennom paneler og invertere for nettforbindelse. Solcelleproduksjonen er intermittert og fluktuert på grunn av lysintensitet og temperatur – svak i dårlig belysning, høyere på solrike middager; temperatur påvirker også paneleffektiviteten.

Ladeanlegget har dynamisk endrede belastninger. Brukers ladegrenser er tilfeldige, med varierende tider og effekt – for eksempel ettershifs-surge på ukedager eller fleksibel planlegging, som kompliserer belastningsprognose. Dette er nøkkeloverveielser i designet.

2.2 Hovedstrømkvalitetsproblemer

Etter nettforbindelse møter distribusjonstransformator-enden problemer som spenningsfluktuasjon/flikkering, harmoniske, og tre-fase ubalans. Spenningsfluktuasjon kommer fra solcellesporadisitet og belastningsendringer, som potensielt kan forårsake flikkering. Harmoniske fra invertere forvranger spenning, øker tap og aldrer utstyr. Ubalansert tilgang til lading forårsaker tre-fase ubalans, som skader transformatorens levetid. Disse vanlige inspeksjonsproblema krever målrettede løsninger.

2.3 Årsaker til strømkvalitetsproblemer

Problemer oppstår av koblet faktorer: solcellesporadisitet/fluktuerende, belastningstillfeldighet, transformatorikke-linearitet (kjernesmetting, vindingslekasje), og nettdriftsproblemer (uensartede tre-fase belastninger). Designet må behandle disse for en passende kontrollskjema.

3. Strømkvalitetskontrollteknologi for distribusjonstransformator-enden
3.1 Kontrollteknologi basert på kompensasjonsenheter

Vanlige kompensasjonsenheter har distinkte egenskaper: reaktive kondensatorer (enkle men sakte), SVC (dynamiske men harmonisk-prone), og STATCOM (raske, nøyaktige, med harmonisk undertrykkelse). Under designet, optimerer jeg kapasiteten og posisjonen (for eksempel nær transformator lavspennings side) for bedre effektivitet.

3.2 Strømkvalitetsoptimalisering via kontrollstrategier

Avanserte strategier forbedrer kontroll: fuzzy-kontroll (håndterer ikke-lineære/usikre spørsmål), nevrale nettverk (selvlærer for nøyaktighet), og modellprediktiv kontroll (optimaliserer via prediksjon). For spenningsfluktuasjon, utviklet jeg en fuzzy-basert reguleringalgoritme, bevist av simulering til å undertrykke fluktuasjoner.

3.3 Helhetlig kontrollskjema

Skjemaet integrerer datainnsamling, beslutningstaking og kompensasjonsmoduler. Det danner en lukket løkke: data identifiserer problemer, matcher strategier/enheter, og justerer parametre. Jeg veileder skjemedesign for å passe ladeanleggsituasjoner.

4. Analyse av praktiske anvendelseseksempler
4.1 Eksempelinnføring

En stor industripark solcelleladede stasjon, med komplekse belastninger, møter alvorlige strømkvalitetsproblemer ved transformator-enden på grunn av parkbelastningsfluktuasjon og solcellesporadisitet, som påvirker utstyr og nettstabilitet. Jeg deltar dyp inn i skjemeimplementasjon.

4.2 Anvendelsesskjema

Tilpasset valg av kompensasjonsenheter og en samarbeidsfuzzy + modellprediktiv kontrollstrategi brukes. Fuzzy-kontroll genererer initiell kompensasjon; modellprediktiv kontroll optimaliserer den. Jeg sikrer at designet passer lokaliserte forhold.

4.3 Effektvurdering

Overvåking etter anvendelse viser forbedret strømkvalitet: spenningsfluktuasjon minsker til ±3%, THD faller under 4%, og tre-fase ubalans til innen 5%. Økonomisk, reduseres årlige vedlikeholdsutgifter med ~¥200.000, med ~¥300.000 inntektsvekst. Samfunnsmessig, støtter nettstabilitet industriparkevirksomheter, verifiserer effektivitet.

5. Konklusjon

Det designet helhetlige kontrollskjema, som integrerer kompensasjon og strategier, forbedrer effektivt strømkvalitet. Imidlertid, kontroll under komplekse betingelser kan bli optimalisert. Fremtidige innsats vil gi moden teknologi for strømkvalitetsstyring av solcelleladede stasjoner, for å sikre nettstabilitet.