Panggamit ng Bidirectional Automatic Voltage Regulators sa mga Network ng Pamamahagi sa Bundok

1. Buod

Ang mga network ng distribusyon sa bundok ay may maraming maliliit na istasyon ng hydroelektriko, karamihan sa mga ito ay mga istasyon ng run-of-river na walang kapasidad sa regulasyon. Ang mga istasyong ito ay konektado sa parehong linya bilang mga load ng elektrisidad, nagdudulot ng ilang negatibong epekto sa operasyon ng grid ng kuryente. Ang pinaka-prominenteng isyu dito ay ang problema sa kalidad ng boltya. Sa panahon ng wet season, ang mga maliliit na istasyon ng hydroelektriko ay lumilikha ng kuryente para sa grid, at ang pagkakamali sa lokal na balanse ng kuryente ay nagdudulot ng pagtaas ng boltya ng linya.

Sa panahon ng dry season, dahil sa mahabang haba ng linya, maliit na diameter ng wire, at mababang load, ang boltya sa mga end-users ng linya ay napakababa. Dahil ang paglikha at suplay ng kuryente ay naka-integrate sa parehong linya, ang direksyon ng power flow ng linya ay variable, na nagreresulta sa napakalabiling boltya. Ang pag-install ng bidirectional feeder automatic voltage regulators sa mahabang mga linya ng distribusyon ay maaaring magwakas sa problema ng kalidad ng boltya. Tumutugon sa mga isyung ito ng kalidad ng boltya sa mga linya ng distribusyon sa bundok na may maliliit na istasyon ng hydroelektriko, ang papel na ito ay gumagamit ng Bibei Line ng isang IEE-Business Power Supply Bureau bilang halimbawa at inaasikaso ang bagong uri ng solusyon para sa bidirectional automatic voltage regulator.

1.1 Pamantayan na Impormasyon ng 10kV Bibei Line

Bilang isang tipikal na representante ng mga linya ng network ng distribusyon sa bundok, ang basic information ng 10kV Bibei Line ay ipinapakita sa ibaba sa Table 1.

Ang mga estadistika sa indikador ng kwalipikasyon ng voltagi ng 39 na distribusyon transformer sa suplay area noong 2012 ay nagpapakita na ang pinakamataas na rito ay 99.8%, ang pinakamababa ay 54.4%, at lamang 6 na distribusyon transformer ang sumasakto sa pamantayan para sa kwalipikasyon ng voltagi, na nagsisilbing 15.3% ng kabuuang bilang. Ang pinakamataas na nakatalang halaga ng voltagi ay 337V, na lumampas sa pinahihintulutang halaga ng 43%. Ang problema sa voltagi ay malinaw, na may maraming pagkakaso ng pinsala sa mga elektrikal na aparato ng mga user at maraming reklamo tungkol sa voltagi.

1.2 Pagsusuri ng Anomalya sa Voltagi

Ang pangunahing dahilan sa problema sa kalidad ng voltagi ng Bibei Line ay ang mga sumusunod:

(1) Malinaw na kontradiksyon sa pagitan ng wet at dry season. Ang paraan ng operasyon ng run-of-river hydropower units ay malapit na nauugnay sa pagpasok ng tubig. Dahil ang ininstal na kapasidad ng maliit na hidroelektrikong istasyon ay mas malaki kaysa sa kapasidad ng load, isinasailalim ng maraming sobrang enerhiya sa grid sa panahon ng wet season. Sa panahon ng dry season, ang lokal na suplay ng power load ay higit na umasa sa pag-suppley ng grid, na nagdudulot ng malaking pagbabago sa paraan ng operasyon sa pagitan ng wet at dry season, na lubhang nakakaapekto sa kalidad ng power at nagpapahirap para maabot ang wastong lebel ng voltagi sa lugar.

(2) Kahiwalay na dispatching at monitoring para sa maliit na hidroelektrikong istasyon. Dahil sa maliit na kapasidad ng bawat unit, malaking bilang, malawak na distribusyon, iba't ibang uri ng pag-aari, at malaking seasonal impact sa operasyon ng maliit na hidroelektrikong istasyon, mahirap ito na ma-monitor at kontrolin nang iisa. Kaya, ang lokal na pag-ayos para sa individual na area ng transformer ay may hindi masyadong epekto sa pag-improve ng kalidad ng voltagi.

(3) Mahirap na operasyon at regulasyon ng mga transformer. Mabilis na nagbabago ang direksyon ng power flow. Sa panahon ng wet season, ginagawa ang power papunta sa grid, at ang mga distribusyon transformer ay ino-operate na may tap changers na na-ayos upang bawasan ang voltagi upang matiyak na ang voltagi sa dulo ng user ay hindi magpapainit ng mga elektrikal na aparato dahil sa mataas na antas. Sa panahon ng dry season, ina-absorb ang power mula sa grid, at ang mga distribusyon transformer ay ino-operate na may tap changers na na-ayos upang tumaas ang voltagi upang matiyak na ang voltagi sa dulo ng user ay maaaring gamitin nang normal na hindi masyadong mababa. Kaya, ang mga requirement para sa step-down at step-up operasyon ng mga transformer ay mabilis na nagbabago, na nagpapahirap para gawin ang mga operasyon na adjust sa pakikipagtulungan sa mga pagbabago ng power flow.

(4) Ang pangunahing transformer ng upper-level power supply ay gumagamit ng off-load tap changing na may maliit na bilang ng taps at limitadong range ng regulasyon.

2. Paggamit ng Bidirectional Voltage Regulating Transformers

2.1 Pagpili ng Solusyon

Sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga katangian ng operasyon ng mountain distribution networks na may maraming maliit na hidroelektrikong istasyon at pagsusuri ng applicability ng existing voltage regulation methods, ang papel na ito ay nagpili ng bidirectional automatic voltage regulator solution na may malakas na operability at mabuting practicality.

2.2 Pribinsip at Epekto ng Mga Bidirectional Voltage Regulating Transformers

2.2.1 Pribinsip ng Paggana ng Bidirectional Feeder Automatic Voltage Regulator

Ang bidirectional feeder automatic voltage regulator ay pangunahing binubuo ng apat na bahagi: isang three-phase autotransformer voltage regulator, isang three-phase on-load tap changer, isang controller, at isang power flow identification module. Ang power flow identification module ay nagsasagawa ng pagkakatiyak sa direksyon ng kasalukuyan upang matukoy ang direksyon ng power flow ng linya at inilolokdo ang signal na ito sa controller. Ang controller ay gumagawa ng paghuhusga kung ang voltage ay dapat i-step up o i-step down batay sa mga signal ng voltage at kasalukuyan, pagkatapos ay nakokontrol ang operasyon ng motor sa loob ng on-load tap changer upang pumatak ang tap changer na magpalipat ng taps. Ito ay nagbabago ng turns ratio ng transformer upang makamit ang on-load automatic voltage regulation. Ang three-phase on-load tap changer ay nagsasagawa ng pag-aadjust sa turns ratio ng transformer upang baguhin ang output voltage nito.

2.2.2 Theoretical Effect Analysis

Tagtuyo:Ang mga pagbabago sa line voltage bago at pagkatapos ng pag-install ng BSVR ay ipinapakita sa Figure 1.

Sa panahon ng tagtuyo, pagkatapos ng pag-install ng BSVR bidirectional voltage regulator, ang mga voltage sa dulo ng main line at sa bawat branch line ay tumaas. Ito ay naglutas sa problema ng hindi kwalipikadong line voltage at sinigurado ang kalidad ng pagkonsumo ng kuryente para sa mga user sa linya sa panahon ng tagtuyo.

Tag-ulan:Ang mga voltage sa iba't ibang puntos ng linya bago at pagkatapos ng pag-install ng BSVR sa panahon ng tag-ulan ay ipinapakita sa Figure 2.

Sa panahon ng tag-ulan, ang pag-install ng BSVR bidirectional voltage regulator ay nag-improve ng mga voltage sa dulo ng main line at sa bawat branch line. Ito ay hindi lamang sinisiguro ang normal na pag-transmit ng kuryente mula sa maliliit na hydroelectric power stations patungo sa grid, kundi pati na rin ang kalidad ng pagkonsumo ng kuryente ng mga user sa gitna at huling bahagi ng linya.

2.3 Application Effects

Batay sa aktwal na kondisyon ng linya, ang bidirectional voltage regulator ay inilapat sa Pole 63 ng main line na may kapasidad na 3000kVA. Tinala ang saklaw ng adjustment ng regulator bilang -15% hanggang +15% sa pag-consider ng aktwal na kondisyon ng parehong tagtuyo at tag-ulan.

Ang kalidad ng voltage ng linyang ito ay malaki ang pag-improve. Hindi lamang ito bumaba sa threshold voltage para sa maliliit na hydroelectric power stations na mag-transmit ng kuryente sa main grid (kaya ang mga hydroelectric power stations ay hindi na kailangan na i-raise ang voltage nang labis) kundi pati na rin ang pagtaas ng voltage sa unang bahagi ng linya gamit ang regulator. Ito ay sinisiguro na ang mga hydroelectric power stations ay maaaring mag-feed ng kuryente sa grid, habang tinataas din ang qualification rate ng voltage para sa mga customer sa linya at sinisiguro ang ligtas at matatag na operasyon ng power grid.

3. Conclusion

Kapag ang bidirectional automatic voltage regulation device ay inilapat sa mga linya na pinagbibigyan ng maliliit na hydroelectric power stations, ang teoretikal na computation at praktikal na application ay nagpapakita na ang pag-install ng bidirectional feeder automatic voltage regulator ay malaki ang pag-improve sa kalidad ng voltage, komprehensibong nagreresolba sa conflict ng voltage regulation sa pagitan ng tagtuyo at tag-ulan.