Koje su ključne posmatranje za izbor fotovoltaičnog transformatora
Principi veličine i tehnički parametri fotovoltačnih transformatora
Određivanje veličine fotovoltačnih transformatora zahteva kompleksnu razmatranju mnogo faktora, uključujući usklađenost kapaciteta, izbor odnosa napona, postavljanje impedansa kraćeg spoja, određivanje klase izolacije i optimizaciju toplinskog dizajna. Ključni principi određivanja veličine su sledeći:
(I) Usklađenost kapaciteta: Osnovno za noseći kapacitet
Usklađenost kapaciteta je ključni preduslov prilikom određivanja veličine fotovoltačnih transformatora. To zahteva tačno usklađivanje kapaciteta transformatora sa instaliranim kapacitetom fotovoltačnog sistema i očekivanoj maksimalnoj izlaznoj snazi, kako bi se osigurala stabilna operacija pod predviđenim opterećenjem. Formula za izračunavanje kapaciteta je:
gde U2 predstavlja napon na sekundarnoj strani transformatora (obično 400V). Uzimajući u obzir inherentnu varijabilnost fotovoltačnih sistema (npr., fluktuacije svetlosti sunca i promene opterećenja), izračunavanje mora uključiti sigurnosni margina (1,1–1,2 puta), koeficijent fluktuacije stopa opterećenja (npr., KT = 1,05, i faktor snage (obično 0,95).
Primer: Za fotovoltačni sistem sa vrhunskom izlaznom snazom od 500kW, može se odabrati transformator od 630kVA, 800V/400V kako bi se prilagodilo različitim uslovima svetlosti sunca i opterećenja. Takođe, u skladu sa Tehničkim smernicama za povezivanje distribuiranih fotovoltačnih sistema na mrežu, kapacitet jedne distribuirane fotovoltačne elektrane ne bi trebalo da premaši 25% maksimalnog opterećenja u opsegu snabdevanja gornjeg nivoa transformatora, kako bi se izbegao uticaj na mrežu.
(II) Izbor odnosa napona: Prilagođavanje fluktuacijama i regulaciji napona
Odnos napona mora biti u skladu sa karakteristikama izlaza fotovoltačnog sistema (napon invertora obično fluktuira ±5%) i zahtevima za povezivanje na mrežu, sa mogućnostima dinamičke prilagodbe. Postoje dve glavne metode prilagodbe:
U stvarnoj operaciji, treba odabrati odgovarajuće stupnjeve prema karakteristikama opterećenja: 5% stupanj za laka opterećenja, a 2,5% ili 0% stupnjevi za teška opterećenja, balansirajući porast napona tijekom visokih fotovoltačnih proizvodnji i pad napona tijekom noćnih vrhunskih opterećenja.
(III) Postavljanje impedansa kraćeg spoja: Balansiranje zaštite i stabilnosti
Impedans kraćeg spoja treba dizajnirati prema nivou strujnog kraćeg spoja sistema i tipu transformatora (naftni/ suhi), sa formulom za izračunavanje:
Naftni: 4%–8%; suhi: 6%–12%. Za velike transformatore (npr., 9150kVA), povećati impedans ( Zk ≥ 20% ). Izvršiti korekciju temperature (75°C za naftni, 120°C za suhi).
(IV) Klasa izolacije
Prilagođeno vanjskom okruženju. Preferirati klasu F (155°C) ili H (180°C). Koristiti klasu H za pustinje, materijale otporne na solanu maglu za obale, materijale otporne na vlagu za visoku vlažnost. Uzeti u obzir termalno starenje: +6°C duplira starenje; -6°C polovi ga.
(V) Toplotni dizajn
Optimizirati prema okruženju. Metode hlađenja: prirodno/silazno zračno hlađenje, samohlađenje naftnim. Za područja s visokom temperaturom: silazno zračno ili kombinirano; visoka vlažnost: suhi + aksonijalni kanali; visok prljavac: IP54 + filtri. Stanica u pustinji koristi mikrokanalsko tečno hlađenje (7:3 dejonizovana voda + etilen glikol) za 3× efikasnost.
V. Određivanje veličine i inspekcija za različite scenarije
Rješenja za tipične scenarije:
(I) Povezan na mrežu
Određivanje veličine: Pokriti inverter/dodatnu snagu + 1,15× margina (npr., 1092,5kVA). Usklađenost ±5% napona, 4%–8% impedansa, ≥Klasa F, prirodno/naftno-zračno hlađenje. Inspekcija: Provjeriti izolaciju, THD ≤ 5%, regulaciju napona (±2,5%), impedans (±2% od fabrične vrijednosti).
(II) Nevezan na mrežu
Određivanje veličine: 1,2–1,5× snaga opterećenja. Prilagođen inverteru (npr., 800V/400V), 6%–12% impedansa, ≤200ms regulacija napona, 400V + 220V navojnice. Inspekcija: Testirati pretjerano opterećenje (≥120%), odgovor na regulaciju napona, ravnotežu napona i fluktuacije sistema.
(III) Visoka temperatura
Određivanje veličine: Suhi + silazno zračno ili naftni + nafteni nafteni. Koristiti visokotemperaturnu izolaciju, IP55, ventilatori koji počinju raditi pri 80°C i zaustavljaju pri 60°C. Inspekcija: Kvartalna termografska kontrola, polugodišnji test nafta, provjera hlađenja, nadzor temperature navojnice.
(IV) Visoka vlažnost/obalno
Određivanje veličine: IP65 epioksni suhi, 316L + fluorokarbonsko pokrivače, solootporne izolacije, povećana razmak. Inspekcija: Provjeriti pokrivače, vlažnost/gasi nafta, test solne magle (≤5% pad snage), nadzor vodonika.
(V) Visoki prljavac
Određivanje veličine: Potpuno zatvoreno, IP54, tri stupnja filtera, proširena površina hlađenja, otapljivi navojnice. Inspekcija: Zameniti filtre kvartalno, termografska kontrola, provjera zaštite od prašine, redovito čišćenje.
(VI) Elektromagnetska interferencija
Određivanje veličine: Navojnice u sandwichu (≤500pF), LC filtri ( THD ≤ 4% ), zadovoljava EMC (GB/T 21419-2013), dvostruka redundancija komunikacija. Inspekcija: Godišnji EMC testovi, nadzor harmonika/nebalansiranosti, provjera zemljanja (≤0,5Ω), test greške bita 10-8.
(VII) Integracija fotovoltačne energije i skladištenja
Određivanje veličine: Integrirati PCS (Modbus RTU), 400V + 220V navojnice, ≤200ms reaktivna kompenzacija, uzeti u obzir kombinirana opterećenja. Inspekcija: Verifikovati kompatibilnost PCS, ravnotežu napona (≤1%), testirati regulaciju napona (≤±2%), provjeriti veze skladišta.
Sažetak: Tačno usklađivanje kapaciteta, napona, impedansa, izolacije i toplotnog dizajna, uz temeljitu inspekciju, osigurava siguran, učinkovit i dugotrajno trajanje rada, u skladu sa razvojem distribuiranih fotovoltačnih sistema u cilju smanjenja emisija ugljičnog dioksida.
