อะไรคือปัจจัยสำคัญในการเลือกตัวแปลงไฟฟ้าสำหรับระบบสุริยะ
หลักการกำหนดขนาดและพารามิเตอร์ทางเทคนิคของหม้อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์
การกำหนดขนาดหม้อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ต้องพิจารณาหลายปัจจัยอย่างครอบคลุม รวมถึง การจับคู่ความจุ การเลือกอัตราส่วนแรงดัน การตั้งค่าอิมพีแดนซ์ไฟฟ้าลัดวงจร การกำหนดระดับฉนวน และการปรับปรุงการออกแบบความร้อน หลักการกำหนดขนาดที่สำคัญมีดังนี้:
(I) การจับคู่ความจุ: ข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการรับโหลด
การจับคู่ความจุเป็นข้อกำหนดพื้นฐานในการกำหนดขนาดหม้อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ ต้องการให้ความจุของหม้อแปลงตรงกับความจุที่ติดตั้งของระบบพลังงานแสงอาทิตย์และกำลังส่งออกสูงสุดที่คาดหวัง เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถทำงานได้อย่างมั่นคงภายใต้โหลดที่ตั้งใจไว้ สูตรคำนวณความจุมีดังนี้:
โดยที่ U2 แทนแรงดันด้านสองของหม้อแปลง (โดยทั่วไปคือ 400V) ด้วยความแปรผันของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ (เช่น การเปลี่ยนแปลงของแสงแดดและการเปลี่ยนแปลงของโหลด) การคำนวณต้องรวมความเผื่อ (1.1-1.2 เท่า) ค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงของโหลด (เช่น KT = 1.05) และแฟคเตอร์กำลัง (โดยทั่วไปคือ 0.95)
ตัวอย่าง: สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีกำลังส่งออกสูงสุด 500kW สามารถเลือกหม้อแปลง 630kVA, 800V/400V เพื่อปรับตัวตามสภาพแสงแดดและโหลดที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ ตาม แนวทางเทคนิคการเชื่อมต่อระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจาย ความจุของสถานีผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจายไม่ควรเกิน 25% ของโหลดสูงสุดในพื้นที่จ่ายไฟของหม้อแปลงชั้นบน เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อระบบไฟฟ้า
(II) การเลือกอัตราส่วนแรงดัน: การปรับตัวตามความแปรผันและการควบคุมแรงดัน
อัตราส่วนแรงดันต้องสอดคล้องกับลักษณะการส่งออกของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ (แรงดันอินเวอร์เตอร์มักจะเปลี่ยนแปลง ±5%) และข้อกำหนดการเชื่อมต่อระบบไฟฟ้า โดยมีความสามารถในการปรับตัวได้อย่างไดนามิก มีวิธีการปรับตั้งสองวิธีหลัก:
ในการทำงานจริง ควรเลือก tap ที่เหมาะสมตามลักษณะโหลด: ใช้ tap 5% สำหรับโหลดเบา และใช้ tap 2.5% หรือ 0% สำหรับโหลดหนัก เพื่อสมดุลระหว่างแรงดันเพิ่มขึ้นในช่วงการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สูงและแรงดันลดลงในช่วงโหลดสูงตอนกลางคืน
(III) การตั้งค่าอิมพีแดนซ์ไฟฟ้าลัดวงจร: การทรงตัวระหว่างการป้องกันและความมั่นคง
อิมพีแดนซ์ไฟฟ้าลัดวงจรควรออกแบบตามระดับกระแสไฟฟ้าลัดวงจรของระบบและประเภทของหม้อแปลง (แช่ในน้ำมัน/แห้ง) สูตรคำนวณมีดังนี้:
แช่ในน้ำมัน: 4%-8%; แห้ง: 6%-12% สำหรับหม้อแปลงขนาดใหญ่ (เช่น 9150kVA) ควรเพิ่มอิมพีแดนซ์ (Zk ≥ 20%) ทำการแก้ไขอุณหภูมิ (75°C สำหรับแช่ในน้ำมัน, 120°C สำหรับแห้ง)
(IV) ระดับฉนวน
เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง ควรเลือกระดับ F (155°C) หรือ H (180°C) ใช้ระดับ H สำหรับทะเลทราย ใช้วัสดุทนต่อละอองเกลือสำหรับชายฝั่ง ใช้วัสดุทนความชื้นสำหรับพื้นที่ชื้นสูง พิจารณาการเสื่อมสภาพจากการความร้อน: +6°C ทำให้เสื่อมสภาพเร็วขึ้นสองเท่า; -6°C ทำให้เสื่อมสภาพช้าลงครึ่งหนึ่ง
(V) การออกแบบความร้อน
ปรับปรุงตามสภาพแวดล้อม วิธีการระบายความร้อน: การระบายอากาศธรรมชาติ/บังคับ, การแช่ในน้ำมันและระบายความร้อนเอง สำหรับพื้นที่อุณหภูมิสูง: ใช้การระบายอากาศบังคับหรือผสม; พื้นที่ชื้นสูง: ใช้แห้ง+ท่อระบายอากาศแนวแกน; พื้นที่ฝุ่นสูง: IP54+กรองฝุ่น สถานีในทะเลทรายใช้การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบ micro-channel (น้ำประปา 7:3 + ethylene glycol) เพื่อประสิทธิภาพ 3 เท่า
V. การกำหนดขนาดและการตรวจสอบสำหรับสถานการณ์ต่างๆ
โซลูชันสำหรับสถานการณ์ที่พบบ่อย:
(I) เชื่อมต่อระบบไฟฟ้า
การกำหนดขนาด: ครอบคลุมอินเวอร์เตอร์/กำลังเสริม + 1.15× ความเผื่อ (เช่น 1092.5kVA) จับคู่แรงดัน ±5%, อิมพีแดนซ์ 4%-8%, ระดับฉนวน ≥F, การระบายความร้อนธรรมชาติ/น้ำมัน-อากาศ ตรวจสอบ: ตรวจความต้านทานฉนวน, THD ≤ 5%, การควบคุมแรงดัน (±2.5%), อิมพีแดนซ์ (±2% ของค่าจากโรงงาน)
(II) ไม่เชื่อมต่อระบบไฟฟ้า
การกำหนดขนาด: 1.2-1.5× กำลังโหลด ปรับตัวตามอินเวอร์เตอร์ (เช่น 800V/400V), อิมพีแดนซ์ 6%-12%, การควบคุมแรงดัน ≤200ms, วงจร 400V + 220V ตรวจสอบ: ทดสอบโหลดเกิน (≥120%), การตอบสนองการควบคุมแรงดัน, การสมดุลแรงดัน, และความผันผวนของระบบ
(III) อุณหภูมิสูง
การกำหนดขนาด: แห้ง + การระบายอากาศบังคับ หรือแช่ในน้ำมัน + น้ำมัน naphthenic ใช้ฉนวนสำหรับอุณหภูมิสูง, IP55, พัดลมเริ่มทำงานที่ 80°C/หยุดที่ 60°C ตรวจสอบ: ถ่ายภาพความร้อนรายไตรมาส, ทดสอบน้ำมันทุกครึ่งปี, ตรวจสอบระบบระบายความร้อน, ตรวจสอบอุณหภูมิวงจร
(IV) ความชื้นสูง/ชายฝั่ง
การกำหนดขนาด: แห้ง IP65 ชนิดอีพอกซี, วัสดุ 316L + สารเคลือบ fluorocarbon, ฉนวนทนต่อความเค็ม, ระยะห่างเพิ่มขึ้น ตรวจสอบ: ตรวจสอบสารเคลือบ, ความชื้น/ก๊าซในน้ำมัน, ทดสอบความเค็ม (≤5% กำลังลดลง), ตรวจสอบไฮโดรเจน
(V) ฝุ่นสูง
การกำหนดขนาด: ปิดสนิท, IP54, ตัวกรองสามขั้นตอน, พื้นที่ระบายความร้อนเพิ่มขึ้น, วงจรทนต่อการสึกหรอ ตรวจสอบ: เปลี่ยนตัวกรองทุกไตรมาส, ถ่ายภาพความร้อน, ตรวจสอบการป้องกันฝุ่น, ทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอ
(VI) การรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า
การกำหนดขนาด: วงจรที่ซ้อนกัน (≤500pF), ตัวกรอง LC (THD ≤ 4%), ปฏิบัติตาม EMC (GB/T 21419-2013), การสื่อสารคู่ขนาน ตรวจสอบ: ทดสอบ EMC รายปี, ตรวจสอบฮาร์มอนิก/ความไม่สมดุล, ตรวจสอบการต่อพื้น (≤0.5Ω), ทดสอบความผิดพลาดบิต 10-8
(VII) การรวมพลังงานแสงอาทิตย์และระบบเก็บพลังงาน
การกำหนดขนาด: รวม PCS (Modbus RTU), วงจร 400V + 220V, การชดเชยความต้านทานภายใน ≤200ms, พิจารณาโหลดรวม ตรวจสอบ: ตรวจสอบความเข้ากันได้ของ PCS, การสมดุลแรงดัน (≤1%), ทดสอบการควบคุมแรงดัน (≤±2%), ตรวจสอบการเชื่อมต่อระบบเก็บพลังงาน
สรุป: การจับคู่ความจุ, แรงดัน, อิมพีแดนซ์, ฉนวน, และการออกแบบความร้อนอย่างแม่นยำ พร้อมการตรวจสอบอย่างละเอียด จะช่วยให้การทำงานที่ปลอดภัย, ประสิทธิภาพ, และอายุการใช้งานยาวนาน ซึ่งสอดคล้องกับการพัฒนาระบบ PV แบบกระจายภายใต้เป้าหมายการลดคาร์บอน
