Güç Kalitesi Sorunları ve Kontrol Teknolojileri Üzerine Araştırma, PV Şarj İstasyonlarındaki Dağıtım Trafonlarının Uçlarında

1. Giriş

Güneş enerjili şarj istasyonu dağıtım sistemlerinin ön sırada tasarımı olarak, güç kalitesi kontrol teknolojisi üzerinde derinlemesine çalışıyorum. Enerji dönüşüm sürecinde, güneş enerjili şarj istasyonları önem kazanırken, büyük ölçekli güneş enerjisi entegrasyonu güç kalitesi zorluklarına yol açmaktadır. Dağıtım transformatörünün son noktası, kritik bir düğüm olup acil çözümlere ihtiyaç duymaktadır. Mevcut araştırmalar rağmen, güneş enerjisi özelliklerini ve karmaşık koşulları dikkate alan kontrol teknolojilerinde hala boşluklar bulunmaktadır. Bu makale, bu noktadaki güç kalitesi kontrolü üzerine odaklanarak, sorun analizi, teknoloji tasarımı ve vakit doğrulamasını kapsayarak sistemin istikrarına katkıda bulunmayı amaçlamaktadır.

2. Dağıtım Transformatörü Son Noktasındaki Güç Kalitesi Sorunlarının Analizi
2.1 Güneş Enerjili Şarj İstasyonlarının İşleyiş Özellikleri

Güneş enerjili şarj istasyonları, güneş enerjili güç üretim sistemlerinden ve şarj tesislerinden oluşur. Güneş enerjili sistemler, panel ve inverterler aracılığıyla güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürerek şebekeye bağlanır. Güneş enerjisi çıkışı, ışık yoğunluğu ve sıcaklık nedeniyle kesikli ve dalgalı olup, düşük ışık koşullarında zayıf, güneşli öğleden sonra daha yüksek olur; sıcaklık aynı zamanda panel verimliliğini etkiler.

Şarj tesislerinin yükleri sürekli değişmektedir. Kullanıcı şarj davranışları rastgele olup, farklı zamanlarda ve güçte değişkenlik gösterir - örneğin, iş sonrası günlerdeki ani artışlar veya esnek programlama, yük tahminini zorlaştırır. Bu, tasarım için anahtar dikkat edilmesi gereken noktalardır.

2.2 Ana Güç Kalitesi Sorunları

Şebekeye bağlandıktan sonra, dağıtım transformatörünün son noktası, voltaj dalgalanması/kırpıklık, harmonikler ve üç faz dengesizliği gibi sorunlarla karşı karşıya kalır. Voltaj dalgalanması, güneş enerjisinin kesikliliği ve yük değişiminden kaynaklanır, potansiyel olarak kırpıklığa neden olabilir. Inverterlerden gelen harmonikler voltajı bozar, kayıpları artırır ve ekipmanların yaşlanmasını hızlandırır. Dengesiz şarj erişimi, üç faz dengesizliğine neden olup, transformatörün ömrünü kısaltır. Bu yaygın denetim sorunları, hedefe yönelik çözümler gerektirir.

2.3 Güç Kalitesi Sorunlarının Nedenleri

Sorunlar, güneş enerjisinin kesikliliği/dalgalanması, yük rastgeleliği, transformatör doğrusal olmayıcılığı (çekirdek doygunluğu, bobin sızıntı) ve şebeke operasyon sorunları (dengesiz üç faz yükleri) gibi birleşik faktörlerden kaynaklanır. Tasarım, uygun bir kontrol şeması oluşturmak için bu faktörleri kapsamlı şekilde ele almalıdır.

3. Dağıtım Transformatörü Son Noktası için Güç Kalitesi Kontrol Teknolojisi
3.1 Tazmin Cihazlarına Dayalı Kontrol Teknolojisi

Ortak tazmin cihazları, reaktif kondansatörler (basit ama yavaş), SVC (dinamik ama harmonik eğilimli) ve STATCOM (hızlı, doğru, harmonik baskılayıcı) gibi farklı özelliklere sahiptir. Tasarım sırasında, kapasiteyi ve konumu (örneğin, transformatör düşük gerilim tarafına yakın) optimize ederek daha iyi verimlilik sağlıyorum.

3.2 Kontrol Stratejileri ile Güç Kalitesi Optimizasyonu

Gelişmiş stratejiler, kontrolü geliştirir: bulanık kontrol (doğrusal olmayan/belirsiz sorunları ele alır), sinir ağları (kesinlik için kendini öğrenir) ve model öngörülü kontrol (öngörü aracılığıyla optimizasyon). Voltaj dalgalanması için, simülasyonla kanıtlanmış bir bulanık tabanlı düzenleme algoritması tasarladım.

3.3 kapsamlı Kontrol Şeması

Şema, veri toplama, karar alma ve tazmin modüllerini bütünleştirir. Kapalı bir döngüyü oluşturur: veri sorunları belirler, stratejileri/cihazları eşleştirir ve parametreleri ayarlar. Şarj istasyonu senaryolarına uygun şema tasarımı için yönlendiriyorum.

4. Uygulamalı Vaka Analizi
4.1 Vaka Tanıtımı

Karmaşık yüklerle bir büyük endüstriyel park güneş enerjili şarj istasyonu, park yüklerinin dalgalanması ve güneş enerjisinin kesikliliği nedeniyle, transformatör son noktasında ciddi güç kalitesi sorunlarıyla karşı karşıya kalıyor, bu da ekipmanları ve şebekeleri etkiliyor. Şema uygulamasına derinlemesine katılım sağlıyorum.

4.2 Uygulama Şeması

Özel tazmin cihazı seçimi ve işbirlikçi bulanık + model öngörülü kontrol stratejisi kullanılıyor. Bulanık kontrol, ilk tazmini üretir; model öngörülü kontrol, bunu optimize eder. Tasarımın mevcut koşullara uygun olmasını sağlıyorum.

4.3 Etki Değerlendirmesi

Uygulamanın ardından yapılan izleme, güç kalitesinde iyileşmeyi gösteriyor: voltaj dalgalanması ±3% seviyesine düşüyor, THD 4%'nin altına iniyor ve üç faz dengesizliği %5'in altında kalıyor. Ekonomik olarak, yıllık bakım maliyetleri yaklaşık ₺200.000 azalırken, gelir yaklaşık ₺300.000 artıyor. Sosyal olarak, şebeke istikrarı endüstriyel park işletmelerini destekleyerek etkinliğini doğruluyor.

5. Sonuç

Tasarlanan kapsamlı kontrol şeması, tazmin ve stratejileri birleştirerek, güç kalitesini etkili bir şekilde iyileştirir. Ancak, karmaşık koşulların kontrolü daha da optimize edilebilir. Gelecekteki çabalar, güneş enerjili şarj istasyonları için güç kalitesi yönetimi için olgun teknoloji sağlayacak, şebeke istikrarını sağlayacaktır.