Ang Pag-aplikar sa Bidirectional Automatic Voltage Regulators sa mga Bukid nga Distribution Networks

1. Pananaw

Ang mga network sa pagdistribute sa bundok adunay daghang gamay nga mga hidroelektrisidad nga istasyon, kung sa diin ang labi'g daghan niini mao ang mga run-of-river nga istasyon nga walay kapabilidad sa pagregulate. Ang mga istasyon niini gigamit isip electrical loads sa sama nga linya, naghatag og usa ka negative impact sa operasyon sa power grid. Ang labi'ng prominent nga problema niini mao ang kalidad sa voltage. Sa panahon sa wet season, ang mga gamay nga hidroelektrisidad nga istasyon mogenerate og elektrisidad alang sa grid, ug ang pagkabulag sa lokal nga balanse sa kapangyarihan mogultihon sa mataas na voltage sa linya. 

Sa panahon sa dry season, tungod sa kataas nga haba sa linya, gamay nga diameter sa wire, ug kabaw nga load, ang voltage sa end-users sa linya kaayo ka baho. Tungod kay ang paggenerate ug pagsupply sa kapangyarihan giintegro sa sama nga linya, ang direksyon sa power flow sa linya mahimong magbago, resulta nian ang kaayo ka unstable nga voltage. Ang pag-install og bidirectional feeder automatic voltage regulators sa matagal nga distribution lines makapulos sa problema sa kalidad sa voltage. Nagfokus sa problema sa kalidad sa voltage sa mga linya sa pagdistribute sa bundok nga may gamay nga hidroelektrisidad nga istasyon, ang paper niini gitumong ang Bibei Line sa usa ka Power Supply Bureau isip ehempiyo ug gipropone ang usa ka bag-ong tipo sa bidirectional automatic voltage regulator solution.

1.1 Basic Information of 10kV Bibei Line

Isip usa ka typical nga representative sa mga linya sa mountain distribution network, ang basic information sa 10kV Bibei Line makita sa Table 1 kasunod. 

Ang mga estadistika sa indikador sa qualification rate sa voltage sa 2012 para sa 39 na distribution transformers sa supply area nagpakita nga ang pinakataas nga rate mao ang 99.8%, ang pinakababa mao ang 54.4%, ug tulo ra ka distribution transformers ang nahimong molihok sa standard requirements alang sa qualification rate sa voltage, nga naghuhumong 15.3%. Ang pinakataas nga narecord nga halaga sa voltage mao ang 337V, nga gibug-at ang allowable value ngadto sa 43%. Ang problema sa voltage usa ka prominent, sama sa paborito nga pagkasira sa mga electrical appliance sa mga user ug daghang reklamo bahin sa voltage.

1.2 Pagsulay sa Anomalya sa Voltage

Ang pangunahon nga mga dahon nga nag-lead sa problema sa kalidad sa voltage sa Bibei Line mao kini:

(1) Prominent nga contradiction tali sa wet ug dry seasons. Ang operation mode sa run-of-river hydropower units labi ka related sa water inflow. Tungod kay ang installed capacity sa small hydropower stations labi ka dako kay sa load capacity, adunay dako nga surplus electrical energy nga gitransmit sa grid durante sa wet season. Durante sa dry season, ang lokal nga power supply load maindepende sa grid supplementation, resulta sa significant nga mga pagbag-o sa operation mode tali sa wet ug dry seasons, nga serius nga nakakaapekto sa kalidad sa power ug mahadlok sa voltage level sa area nga mobaton sa qualified level.

(2) Kauturan sa effective nga dispatching ug monitoring alang sa small hydropower stations. Tungod sa gamay nga single-unit capacity, dako nga bilangan, wide nga distribution, diverse nga property rights, ug significant nga seasonal impact sa operation sa small hydropower stations, lisud nga mopili og unified nga monitoring ug control. Busa, ang local nga adjustments para sa individual nga transformer areas wala gani nga effect sa pag-improve sa kalidad sa voltage.

(3) Lisud nga operation ug regulation sa mga transformers. Ang line power flow direction madalas nga magbag-o. Durante sa wet season, ang power gigenerate sa grid, ug ang mga distribution transformers gipagana uban sa tap changers nga adjusted para sa voltage reduction aron sigurado nga ang user-end voltage wala mobato sa mga electrical appliances tungod sa sobra nga levels. Durante sa dry season, ang power giabsorb gikan sa grid, ug ang mga distribution transformers gipagana uban sa tap changers nga adjusted para sa voltage boosting aron sigurado nga ang user-end voltage makapagamit normal nga wala mobato sa sobra ka gamay. Busa, ang requirements para sa step-down ug step-up operation sa mga transformers madalas nga magbag-o, lisud nga i-operate ang adjustments in coordination sa mga pagbag-o sa power flow.

(4) Ang main transformer sa upper-level power supply nag-adopt sa off-load tap changing uban sa gamay nga numero sa taps ug limited nga regulation range.

2. Pag-aplikar sa Bidirectional Voltage Regulating Transformers

2.1 Pili sa Solutions

Tungod sa pag-estudyar sa operational characteristics sa mountain distribution networks uban sa dako nga numero sa small hydropower stations ug pag-analyze sa applicability sa existing nga mga methods sa voltage regulation, ang paper mao ang gipili og bidirectional automatic voltage regulator solution nga may strong nga operability ug good nga practicality.

2.2 Prinsipyo ug Epekto sa Bidirectional Voltage Regulating Transformers

2.2.1 Prinsipyo sa Pagtuman sa Bidirectional Feeder Automatic Voltage Regulator

Ang bidirectional feeder automatic voltage regulator naglakip hain sa apat ka bahin: usa ka three-phase autotransformer voltage regulator, usa ka three-phase on-load tap changer, usa ka controller, ug usa ka power flow identification module. Ang power flow identification module mogamit sa pag-detect sa direksyon sa kuryente aron mokilala ang direksyon sa line power flow ug magpadala kini nga signal sa controller. Ang controller mobaseha kung mosugyot o mobaba ang voltage batas sa mga signal sa voltage ug kuryente, pagkatapos mag-control sa operasyon sa motor sa loob sa on-load tap changer aron mopadrayo sa tap changer nga mag-shift sa taps. Kini nagbag-o sa transformer's turns ratio aron mapahimulos ang on-load automatic voltage regulation. Ang three-phase on-load tap changer nagsi-adjust sa transformer's turns ratio aron bag-ohi ang iyang output voltage.

2.2.2 Analisis sa Teoretikal nga Epekto

Panahon sa Tubig:Ang mga pagbag-o sa line voltage bago ug human sa pag-install sa BSVR gitangtangan sa Figure 1.

Sa panahon sa tubig, human sa pag-install sa BSVR bidirectional voltage regulator, ang mga voltages sa dako ug sa tanang branch line gibag-o. Kini nagsolusyon sa problema sa di-kwalipikado nga line voltage ug nagingura sa kalidad sa paggamit sa kuryente para sa mga gumamit sa line sa panahon sa tubig.

Panahon sa Ulan:Ang mga voltages sa iba't ibang punto sa line bago ug human sa pag-install sa BSVR sa panahon sa ulan gitangtangan sa Figure 2.

Sa panahon sa ulan, ang pag-install sa BSVR bidirectional voltage regulator gibag-o ang mga voltages sa dako ug sa tanang branch line. Kini noongura sa normal nga pag-transmit sa kuryente gikan sa small hydropower stations ngadto sa grid ug nagingura usab sa kalidad sa paggamit sa kuryente sa mga gumamit sa gitas ug hulagway sa line.

2.3 Application Effects

Batason sa aktwal nga kondisyon sa line, ang bidirectional voltage regulator giguhit sa Pole 63 sa main line nga may kapasidad nga 3000kVA. Hinumdumi ang aktwal nga kondisyon sa panahon sa tubig ug ulan, ang adjustment range sa regulator gipili nga -15% hangtod sa +15%.

Ang kalidad sa voltage sa line gibag-o sa dako. Kini noongura sa pagbaba sa threshold voltage para sa small hydropower stations nga mopadrayo sa main grid (busa ang hydropower stations wala na nanginahimo og sobrang taas sa voltage) ug gibag-o usab ang voltage sa starting section sa line pinaagi sa regulator. Kini nagingura nga ang hydropower stations makapadayon sa pag-feed sa kuryente sa grid, samtang gibag-o usab ang voltage qualification rate sa mga customer sa line ug nagingura sa safe ug stable nga operasyon sa power grid.

3. Conclusion

Kapag ang bidirectional automatic voltage regulation device gipamaagi sa lines nga gi-supply sa small hydropower stations, ang teoretikal nga pagkalkula ug praktikal nga aplikasyon nagsulti nga ang pag-install sa bidirectional feeder automatic voltage regulator makapahimulos sa kalidad sa voltage, komprehensibong nagsolusyon sa conflict sa voltage regulation sa panahon sa tubig ug ulan.