Решения за регулатори на стъпково напрежение за подобряване на стабилността и ефективността на селската разпределителна мрежа

Ⅰ. Технически принцип и основни предимства​

​1. Работен принцип​
Регулаторът на напрежение с 32 стъпки е устройство за регулиране на напрежението чрез превключване на контакти, което регулира напрежението чрез автоматично превключване на позициите на серийните обмотки:
• ​Режим повишаване/понижаване:​​ Обратен ключ избира относителната полярност на серийните и паралелните обмотки, постигайки диапазон на регулиране на напрежението ±10%.
• ​Фино регулиране в 32 стъпки:​​ Всяка стъпка регулира напрежението с 0.625% (всичко 32 стъпки), предотвратявайки внезапни изменения на напрежението и осигурявайки непрекъснато доставяне на енергия.
• ​Превключване „Make-Before-Break”:​​ Използва дизайна „двойни контакти + реактор за мостове”. По време на превключване на контакти, токът на нагрузката е преотведен временно през реактора, осигурявайки непрекъснато доставяне на енергия към нагрузката.

​2. Предимства за адаптация на селската мрежа​

Таблица: Сравнение на производствените характеристики между традиционното оборудване и регулатора с 32 стъпки

​II. Проблеми с напрежението и изискванията в селските разпределителни мрежи​

Селските електрически мрежи са склонни към проблеми с качеството на напрежението поради следните характеристики:

1. ​Екстремно дълги радиуси на доставяне:​​ Значително намаляване на напрежението в края на линиите.
2. ​Силни колебания на нагрузката:​​ Селскостопански нагрузки (например, оросителни системи) причиняват значителни колебания на напрежението (високо напрежение през деня, ниско напрежение през нощта).
3. ​Неравновесие на трите фази:​​ Концентрирани единични фазни нагрузки причиняват разместване на точката на нейтралитет, усилвайки нестабилността на напрежението.
4. ​Стареещо оборудване:​​ Малки диаметри на проводниците и недостатъчна капацитет на трансформаторите усилват загубите в линиите.

​III. Проект на решение​

​1. Архитектура на системата​
Прилага стратегия за хиерархично разположение:
• ​Изход от подстанцията:​​ Установете регулатори от тип B (с постоянна екситация) за стабилизиране на напрежението на главната линия.
• ​Среда/Край на дълги разклонения:​​ Разположете регулатори от тип A (например, VR-32) за компенсиране на местните спадове на напрежението.

​2. Ключови стъпки за имплементация​
• ​Принцип на разполагане:​​ Основавайте избора на място върху кривата на спада на напрежението при максимална нагрузка; инсталирайте възле възли, където спадът на напрежението надвишава 5%.
• ​Съответствие на капацитета:​​ Изберете капацитета на регулатора въз основа на пиковия ток на линията (например, VR-32 в графство Zhangwu поддържа 7700kVA).
• ​Интелигентна координация:​​

• Координация с генератори на статична реактивна мощност (SVG) за потискане на колебанията от индуктивни нагрузки.
• Комбинирайте с реактивна мощност на PV инвертори за намаляване на дневното прекомерно напрежение.

​3. Комunikация и автоматизация​
• ​Локално управление:​​ Сензори за напрежение предоставят реално време обратна връзка, активираща превключване на контакти (без нужда от централна команда).
• ​Дистанционно наблюдение:​​ Премахнете операционни данни (напрежение, позиция на контакти, степен на загрузка) към централната система за управление, за да подкрепите предиктивна поддръжка.

​IV. Приложни случаи и резултати​

​V. Насоки за иновации и бъдещи тенденции​

1. ​Синергия с распределени енергийни ресурси (DER):​​
   Интегрирайте с PV Енергийно съхранение (DES), използвайки регулатори за потискане на нарушения на напрежението, причинени от колебания на възобновяемите енергийни ресурси.
2. ​Оптимизация с изкуствен интелект:​​
   Приложете Дълбоко подсилващо обучение (DRL) за прогнозиране на промени в нагрузката и предварително коригиране на позициите на контакти (например, предварително увеличаване на напрежението в очакване на пики на орошение).
3. ​Хибридни системи за регулиране на напрежението:​​
   Комбинирайте с Soft Open Points (SOP) за формиране на многоуровневи регулиращи мрежи: SOP регулира активна/реактивна мощност, докато регулаторите обработват стационарното спадане на напрежението.

​VI. Икономически и социални ползи​

• ​Възвръщаемост на инвестициите:​​ Стоимостта на един регулатор е приблизително 10k–10k–10k–15k USD, способен да намали загубите в линиите с 3%–8%.
• ​Подобряване на качеството на доставянето на енергия:​​ Процентът на квалификация на напрежението се увеличава от <90% до >99%, подкрепящ урбанизацията в селските райони (например, стабилна работа на хладилни вериги и обработка на оборудване).