Forskning om elkvalitetsproblem och styrtekniker vid distributionstransformatorer i PV-laddstationer

1. Introduktion

Som en främre utformare av fördelningsanläggningar för fotovoltaiska laddstationer engagerar jag mig djupt i forskning om strömkvalitetskontrollteknik. Under energiomställningen ökar fotovoltaiska laddstationers betydelse, men storskalig integrering av PV ger upphov till utmaningar för strömkvalitet. Fördelningstransformatorns slutpunkt, en viktig nod, behöver brådskande lösningar. Trots befintlig forskning finns det fortfarande luckor i kontrolltekniken som tar hänsyn till PV-egenskaper och komplexa förhållanden. Detta dokument fokuserar på denna slutpunkts strömkvalitetskontroll, inklusive problemanalys, teknisk design och fallverifiering för att stödja systemets stabilitет.

2. Analys av strömkvalitetsproblem vid fördelningstransformatorn
2.1 Driftsegenskaper hos fotovoltaiska laddstationer

Fotovoltaiska laddstationer består av PV-energigenereringssystem och laddanläggningar. PV-system konverterar solenergi via paneler och inverterare för anslutning till nätet. PV-utmatningen är intermittant och fluktuerande på grund av ljusintensitet och temperatur – svag under lågljusförhållanden, högre under soliga middagar; temperaturen påverkar också panelernas effektivitet.

Laddanläggningar har dynamiskt föränderliga belastningar. Användarnas laddbeteende är slumpmässigt, med varierande tider och effekt – t.ex. efterarbetsdags toppar eller flexibel schemaläggning, vilket komplicerar belastningsprognoser. Dessa är viktiga designöverväganden.

2.2 Huvudströmkvalitetsproblem

Efter nätanslutning står fördelningstransformatorns slutpunkt inför problem som spänningsfluktuation/flicker, harmoniska vågor och trefasobalans. Spänningsfluktuation orsakas av PV-intervall och belastningsändringar, vilket kan leda till flicker. Harmoniska vågor från inverterare förvränger spänningen, ökar förluster och åldrar utrustning. Ojämnt laddtillgång orsakar trefasobalans, vilket skadar transformatorns livslängd. Dessa vanliga inspektionssproblem kräver målinriktade lösningar.

2.3 Orsaker till strömkvalitetsproblem

Problemen resulterar från samspel mellan faktorer: PV-intervall/volatilitet, belastnings slumpmässighet, transformatorers icke-linjäritet (kärnmetallsättning, vindningslakage) och nät driftsproblem (ojämna trefasbelastningar). Designen måste omfattande hantera dessa för ett lämpligt kontrollschemа.

3. Strömkvalitetskontrollteknik för fördelningstransformatorn
3.1 Kontrollteknik baserad på kompensationsenheter

Vanliga kompensationsenheter har distinkta egenskaper: reaktiva kondensatorer (enkel men långsam), SVC (dynamisk men harmonikbenägen) och STATCOM (snabb, precisionsfull, med harmoniksuppression). Vid design optimerar jag kapacitet och position (t.ex. nära transformatorns lågspännings sida) för bättre effektivitet.

3.2 Strömkvalitetsoptimering genom kontrollstrategier

Avancerade strategier förbättrar kontroll: oskarp kontroll (hanterar icke-linjära/otydliga problem), neuralt nätverk (självlärande för precision) och modellprediktiv kontroll (optimerar genom prognos). För spänningsfluktuation utformade jag en oskarp regleringsalgoritm, bevisad genom simulering för att undertrycka fluktuationer.

3.3 Integrerat kontrollschemа

Schemat integrerar datainsamling, beslutsfattande och kompensationsmoduler. Det bildar en sluten loop: data identifierar problem, matchar strategier/enheter och justerar parametrar. Jag guider schemats design för att passa laddstationsscenario.

4. Analys av praktiska tillämpningsfall
4.1 Fallintroduktion

En stor industriell park fotovoltaisk laddstation, med komplexa belastningar, står inför allvarliga strömkvalitetsproblem vid transformatorn på grund av parkbelastningsfluktuationer och PV-intervall, vilket påverkar utrustning och nätstabilitet. Jag deltar djupt i schemats implementering.

4.2 Tillämpningsschemа

Anpassad val av kompensationsenheter och en samarbetsstrategi med oskarp + modellprediktiv kontroll används. Oskarp kontroll genererar initial kompensation; modellprediktiv kontroll optimerar den. Jag ser till att designen passar platsförhållanden.

4.3 Effektutvärdering

Övervakning efter tillämpning visar förbättrad strömkvalitet: spänningsfluktuation minskar till ±3%, THD sjunker under 4% och trefasobalans till inom 5%. Ekonomiskt sett minskar årliga underhållskostnader med ~¥200 000, med ~¥300 000 intäktsökning. Socialt sett stödjer nätstabiliteten företagen i industrin, vilket verifierar effektiviteten.

5. Slutsats

Det utformade integrerade kontrollschemat, som kombinerar kompensation och strategier, förbättrar effektivt strömkvaliteten. Ändå kan kontroll under komplexa förhållanden optimeras. Framtida insatser kommer att erbjuda mogen teknik för strömkvalitetshantering av fotovoltaiska laddstationer, vilket säkerställer nätstabilitet.