ترانسفورماتورهای توزیع تک فاز: کلیدی برای نصب انعطاف پذیر و کارآمد زیرساخت شارژ خودروهای برقی

ترانسفورماترهای توزیع یک فاز: کلید نصب انعطاف‌پذیر و کارآمد زیرساخت شارژ خودروهای الکتریکی​
در حالی که زیرساخت شارژ خودروهای الکتریکی به سرعت در حال توسعه است، غلبه بر محدودیت‌های شبکه و دستیابی به طرح‌بندی‌های انعطاف‌پذیر و اقتصادی بسیار حیاتی شده است. راه‌حل‌های تامین برق سه فاز سنتی غالباً با چالش‌هایی مانند دوره‌های نصب طولانی و تغییرات گسترده مواجه هستند، به ویژه در سناریوهای توزیع نامتوازن. ترانسفورماترهای توزیع یک فاز به عنوان یک راه‌حل مکمل مهم با مزایای منحصر به فرد ظاهر شده‌اند.

نقطه‌های دردناک کاربرد: نقاط محوری ترانسفورماترهای یک فاز​

1. ​بطرز گنجایش شبکه پایین ولتاژ​
• ترانسفورماترهای مسکونی/تجاری به سرعت اشباع می‌شوند و فقط ۲-۳ پایلوت شارژ سریع را پشتیبانی می‌کنند.
• به‌روزرسانی گنجایش ۶-۱۲ ماه طول می‌کشد و نمی‌تواند با تقاضای شارژ رو به افزایش همگام شود.
2. ​چالش‌های تامین برق توزیع‌یافته​
• نقاط جامعه‌ای کنار جاده یا پارکینگ‌های پراکنده مرکز خرید بیش از ۵۰۰ متر از منابع برق فاصله دارند.
• هزینه‌های کابل‌کشی سه فاز ۸۰۰-۱۲۰۰ یوان در متر، اقتصادی نیست.
3. ​محدودیت‌های شبکه شهری قدیمی​
• منطقه‌های تاریخی دارای سیم‌کشی پیچیده با قطر کمتر از ۵۰ میلی‌متر هستند.
• به‌روزرسانی‌های سه فاز نیازمند حفاری جاده (با موافقت‌نامه‌های بیش از ۳ ماه) هستند.
4. ​نیازهای آمریکای شمالی/ژاپن-کره جنوبی​
• حکمفرما بودن یک فاز ۱۲۰V/۲۴۰V.
• شارژرهای سریع DC ۱۵-۲۵kW بیش از ۶۰٪ سهم بازار را دارند (داده‌های اتحادیه شارژ آمریکای شمالی در سال ۲۰۲۳).

​راه‌حل: معماری قدرت یک فاز مدولار​

​مشخصات اصلی​

​سناریوهای کاربردی نمونه​

1. ​شبکه‌های میکرو شارژ جامعه​
• یک ترانسفورماتور ۸-۱۲ پارکینگ را پوشش می‌دهد.
• ابعاد فشرده: ۱۲۰۰×۸۰۰×۱۰۰۰ میلی‌متر (<۱ فضای پارکینگ استاندارد).
• نصب: <۷۲ ساعت (شامل کابل‌کشی).
2. ​گسترش لبه مرکز خرید​
• نصب در لبه پارکینگ سقفی.
• استفاده از مدارهای روشنایی موجود (۴۰٪ صرفه‌جویی در هزینه کابل).
3. ​مقیاس‌بندی محوطه استراحت بزرگراه​
• افزودن پایلوت‌ها نزدیک به ایستگاه‌های سه فاز موجود.
• حفظ ۳۰٪ حاشیه گنجایش برای جلوگیری از به‌روزرسانی ترانسفورماتور اصلی.

​مدل تأیید کارایی​

​بهبودهای فنی کلیدی​

1. ​تعادل بار پویا​
• نظارت بر جریان فاز در زمان واقعی.
• تخصیص خودکار قدرت شارژ (<۲.۵٪ نوسان ولتاژ).
2. ​مدیریت حرارتی​
• نظارت بر نقاط داغ ±۱°C.
• سرمایش اجباری در ۵۰°C؛ قطع بار زیاد در ۱۳۰°C.
3. ​ارتباط چند مدی​
• استاندارد RS485/IEC61850.
• گزینه‌های اختیاری ۴G/۵G/LoRa؛ یکپارچه‌سازی با پلتفرم‌های سوم.

​مطالعه موردی: به‌روزرسانی شارژ در شنژن​

• ​زمینه: جامعه ۵۰۰ خانوار با تنها یک ترانسفورماتور عمومی ۴۰۰kVA.
• ​راه‌حل: نصب هشت ترانسفورماتور یک فاز ۵۰kVA.
• ​نتایج:
• نقطه‌های شارژ از ۶ به ۴۶ افزایش یافت.
• هزینه: ۷۶۰,۰۰۰ یوان (در مقابل بودجه ۲.۱ میلیون یوان).
• هماهنگی ولتاژ از ۸۳٪ به ۹۹.۲٪ افزایش یافت.

​نتیجه‌گیری​

ترانسفورماترهای توزیع یک فاز توانایی تطبیق بالایی در زیرساخت شارژ خودروهای الکتریکی نشان می‌دهند. آن‌ها با ارائه کارایی اقتصادی در سناریوهای توزیع‌یافته با قدرت کم تا متوسط، سیستم‌های سه فاز را تکمیل می‌کنند و جایگزین آن‌ها نمی‌شوند. از طریق طراحی مدولار، الگوریتم‌های هوشمند و نصب انعطاف‌پذیر، آن‌ها به طور قابل توجهی موانع فنی و مالی گسترش شبکه شارژ را کاهش می‌دهند.