Panggamit ng Bidirectional Automatic Voltage Regulators sa mga Pamumuhay na Network sa Bundok

1. Buod

Ang mga network ng distribusyon sa bundok ay may maraming maliliit na istasyon ng hidroelektriko, karamihan sa mga ito ay mga istasyong run-of-river na walang kakayahan ng regulasyon. Ang mga istasyon na ito ay konektado sa parehong linya bilang mga load ng elektrisidad, nagdudulot ng ilang negatibong epekto sa operasyon ng grid ng kapangyarihan. Ang pinakamalubhang isyu dito ay ang problema sa kalidad ng boltaje. Sa panahon ng tag-ulan, ang mga maliliit na istasyon ng hidroelektriko ay lumilikha ng kuryente para sa grid, at ang pagkakasira ng lokal na balanse ng kapangyarihan ay nagdudulot ng pagtaas ng voltaje sa linya.

Sa panahon ng tagtuyot, dahil sa mahabang haba ng linya, maliit na diameter ng wire, at mababang load, ang voltaje sa mga end-users ng linya ay napakababa. Dahil ang paglikha at pagbibigay ng kapangyarihan ay naka-integrate sa parehong linya, ang direksyon ng power flow sa linya ay variable, nagreresulta sa napakabastos na voltaje. Ang pag-install ng bidirectional feeder automatic voltage regulators sa mahabang mga linya ng distribusyon ay maaaring lutasin ang problema sa kalidad ng voltaje. Tumutukoy sa mga isyu ng kalidad ng voltaje ng mga linyang distribusyon sa bundok na may maliliit na istasyon ng hidroelektriko, ang sanaysay na ito ay gumagamit ng Bibei Line ng isang Power Supply Bureau bilang halimbawa at nagpopropona ng bagong uri ng solusyon para sa bidirectional automatic voltage regulator.

1.1 Pamantayan na Impormasyon ng 10kV Bibei Line

Bilang isang tipikal na kinatawan ng mga linyang distribusyon sa bundok, ang pamantayan na impormasyon ng 10kV Bibei Line ay ipinapakita sa Table 1 sa ibaba.

Ang mga estadistika sa indikador ng rate ng pagkakwalipiko ng boltaje ng 39 na distribusyon transformer sa lugar ng suplay ay nagpapakita na ang pinakamataas na rate ay 99.8%, ang pinakamababa ay 54.4%, at tanging 6 na distribusyon transformer lamang ang sumasapat sa pamantayan para sa rate ng pagkakwalipiko ng voltaje, na nagsisimula ng 15.3%. Ang pinakamataas na nakatalang halaga ng voltaje ay 337V, na lumampas sa pinahihintulang halaga ng 43%. Ang problema sa voltaje ay malinaw, na may madalas na pagkakasira ng mga elektrikal na aparato sa mga gumagamit at maraming reklamo tungkol sa voltaje.

1.2 Pagsusuri ng Anomalya sa Voltaje

Ang pangunahing dahilan sa problema sa kalidad ng voltaje ng Linya ng Bibei ay ang mga sumusunod:

(1) Malinaw na kontradiksiyon sa pagitan ng panahon ng basahang panahon at panahon ng tuyo. Ang paraan ng operasyon ng mga yunit ng run-of-river hydropower ay malapit na nauugnay sa pagpasok ng tubig. Dahil ang napasang kapasidad ng maliit na mga hidroelektrik na estasyon ay mas malaki kaysa sa kapasidad ng load, isinasailalim ng maraming sobrang enerhiya sa grid sa panahon ng basahang panahon. Sa panahon ng tuyo, ang lokal na suplay ng kuryente ay pangunahing umaasa sa pagsasuplay ng grid, na nagreresulta sa malaking pagbabago sa paraan ng operasyon sa pagitan ng basahang panahon at panahon ng tuyo, na lubhang nakakaapekto sa kalidad ng kuryente at mahirap para sa antas ng voltaje sa lugar na maabot ang layuning kalidad.

(2) Kahiwalay na dispatching at monitoring para sa maliit na mga hidroelektrik na estasyon. Dahil sa maliit na kapasidad ng bawat yunit, malaking bilang, malawak na pagkakaiba-iba, iba't ibang karapatang-ari, at malaking epekto ng panahon sa operasyon ng maliit na mga hidroelektrik na estasyon, mahirap makamit ang iisang monitoring at kontrol. Kaya, ang lokal na pag-aadjust para sa mga individual na area ng transformer ay may hindi malaking epekto sa pag-improve ng kalidad ng voltaje.

(3) Mahirap na operasyon at regulasyon ng mga transformer. Ang direksyon ng power flow sa linya ay madalas na nagbabago. Sa panahon ng basahang panahon, ginagawa ang kuryente patungo sa grid, at ang mga distribusyon transformer ay ino-operate na may tap changers na in-adjust para sa pagbaba ng voltaje upang siguraduhin na ang voltaje sa dulo ng user ay hindi sasabog ang mga elektrikal na aparato dahil sa mataas na antas. Sa panahon ng tuyo, inaabsorb ang kuryente mula sa grid, at ang mga distribusyon transformer ay ino-operate na may tap changers na in-adjust para sa pagtaas ng voltaje upang siguraduhin na ang voltaje sa dulo ng user ay maaaring gamitin nang normal na hindi masyadong mababa. Kaya, ang mga pangangailangan para sa step-down at step-up operasyon ng mga transformer ay madalas na nagbabago, na nagpapahirap sa paggawa ng mga adjust sa operasyon na magkakoordina 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 limitado ang saklaw 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 mga distribution network sa bundok na may maraming maliit na hidroelektrik na estasyon at pagsusuri ng applicability ng umiiral na mga paraan ng voltage regulation, ang paper na ito ay nagpili ng solusyon ng bidirectional automatic voltage regulator na may malakas na operability at mahusay na practicality.

2.2 Pagsasalamin at Epekto ng Bidirectional Voltage Regulating Transformers

2.2.1 Prinsipyong 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 nagdidetect ng direksyon ng kasalukuyan upang matukoy ang direksyon ng power flow ng linya at ipinapadala 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 current, pagkatapos ay kontrolin ang operasyon ng motor sa loob ng on-load tap changer upang i-drive ang tap changer na mag-switch 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 nagsasama-sama ng turns ratio ng transformer upang baguhin ang output voltage nito.

2.2.2 Analisis ng Teoryang Epekto

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

Sa panahon ng tagtuyot, pagkatapos ng pag-install ng BSVR bidirectional voltage regulator, ang voltages sa dulo ng main line at sa bawat branch line ay tumaas. Ito ay naglutas ng problema ng hindi qualified na line voltage at siniguro ang kalidad ng paggamit ng kuryente para sa mga user sa linya sa panahon ng tagtuyot.

Tag-ulan:Ang mga voltages 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 nagsimula ng pagtaas ng voltages sa dulo ng main line at sa bawat branch line. Hindi lamang ito sinisiguro ang normal na transmision ng kuryente mula sa small hydropower stations patungo sa grid, kundi pati na rin ang kalidad ng paggamit ng kuryente ng mga user sa gitna at hulihan ng linya.

2.3 Mga Epekto ng Application

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

Ang kalidad ng voltage ng linyang ito ay malaking nabago. Hindi lamang ito bumaba sa threshold voltage para sa small hydropower stations na mag-transmit ng kuryente sa main grid (kaya ang mga hydropower stations ay hindi na kailangan mag-raise ng voltage nang sobra) kundi din ito ang nag-boost ng voltage sa starting section ng linya gamit ang regulator. Ito ay sinisiguro na ang mga hydropower stations ay maaaring mag-feed ng kuryente sa grid, habang din ito ang nagdagdag ng voltage qualification rate para sa mga customer sa linya at sinisiguro ang ligtas at matatag na operasyon ng power grid.

3. Pagtatapos

Kapag ang bidirectional automatic voltage regulation device ay inilapat sa mga linya na binibigyan ng small hydropower stations, ang mga teoryang pagkalkula at praktikal na aplikasyon ay nagpapakita na ang pag-install ng bidirectional feeder automatic voltage regulator ay maaaring malaki ang epekto sa pag-improve ng kalidad ng voltage, komprehensibong nagsosolusyon sa konflikto ng voltage regulation sa pagitan ng tagtuyot at tag-ulan.