פתרונות מתקני רגולציה של מתח צעד להגביר יציבות ויעילות במערכת הפצה כפרית
Ⅰ. עקרון טכנולוגי ויתרונות מרכזיים
1. עקרון פעולה
הרגולטור המתח ב-32 שלבים הוא מכשיר רגולציה של מתח שמשתנה באמצעות החלפת מיקומי הטאפים של הסיבובים הסידוריים באופן אוטומטי:
• מצב הרמה/הוזלה: מחליפת כיוונים בוחרת את הקוטביות היחסית של הסיבובים הסידוריים והמקבילים, ומשיגה טווח רגולציה של ±10%.
• רגולציה עדינה ב-32 שלבים: כל שלב משנה את המתח ב-0.625% (סה"כ 32 שלבים), ומונע שינויים פתאומיים במתח ומבטיח אספקת חשמל מתמשכת.
• החלפת טאף עם קשר קודם: משתמש בתכנית "קשרי זוג + רקטור גשר". במהלך החלפת הטאף, הגורם המטען מתפצל דרך הרקטור באופן זמני, ומבטיח אספקת חשמל בלתי מופסקת למאגר.
2. יתרונות להתאמה לרשת הכפרית
|
תכונה |
רגולטור מכני מסורתי |
רגולטור מתח ב-32 שלבים |
|
מהירות תגובה |
שניות עד דקות |
מילישניות |
|
דיוק רגולציה |
±2%–5% |
±0.625% |
|
רדיוס אספקה נתמך |
מוגבל (בדרך כלל <10km) |
weitreichend (>20km) |
|
דרישה לתחזוקה |
גבוהה (נוזק מכני) |
ללא מגע, ללא תחזוקה |
טבלה: השוואת ביצועים בין ציוד מסורתי לרגולטור ב-32 שלבים
II. בעיות מתח ודרישות ברשתות הפצה כפריות
רשתות חשמל כפריות נוטות לבעיות איכות מתח עקב התכונות הבאות:
- רדיוס אספקה ארוך מדי: ירידת מתח משמעותית בסוף הקו.
- נדנדות מטען קשות: מטענים חקלאיים (לדוגמה, ציוד השקיה) גורמים לשינויים משמעותיים במתח בין יום ולילה (מתח גבוה ביום, מתח נמוך בלילה).
- אי-איזון שלוש פאזה: מטענים חד-פאזיים מרוכזים גורמים להזחה של נקודת הניטרלי, ומחריפים את חוסר יציבות המתח.
-
קוטר מוליכים קטן וקיבולת טרנספורמטורים לא מספקת מחמיר את האיבוד בקו.
III. תכנון הפתרון
1. ארכיטקטורת מערכת
מאמץ אסטרטגיה של מPLOYメント מדורג:
• יציאה מהתחנה: התקנת רגולטורים מסוג B (הסיעת קבועה) כדייצב את המתח של המאגר הראשי.
• אמצע/קצה של סניפים ארוכים:ployмент של רגולטורים מסוג A (לדוגמה, VR-32) כדי לפצות על ירידות מתח מקומיות.
2. צעדים יישומיים מרכזיים
• עקרון מיקום: בחירת אתר על בסיס עקומת ירידת המתח תחת מטען מקסימלי; התקנה בנקודות שבהן ירידת המתח עולה על 5%.
• התאמה של קיבולת: בחירת קיבולת רגולטור בהתאם לזרם המקסימלי בקו (לדוגמה, VR-32 במחוז Zhangwu תומך בנטל של 7700kVA).
• תיאום חכם:
- תיאום עם מפעלי Var סטטיים (SVG) לדיכוי נדנדות ממטענים אינדוקטיביים.
- שילוב עם רגולציה של מתח реакטיבי של מעבד PV כדי להפחית מתח גבוה במהלך היום.
3. תקשורת ואוטומציה
• שליטה מקומית: חיישני מתח מספקים משוב בזמן אמת, ומעצרים שינויי טאף (אין צורך בהוראות מרכזיות).
• מעקב מרוחק: העלאה של נתונים תפעוליים (מתח, מיקום טאף, שיעור מטען) למערכת השליטה המרכזית לתמיכה בתחזוקה прогностית.
IV. מקרי שימוש תוצאות
|
אזור מקרה |
תיאור הבעיה |
פתרון |
תוצאות |
|
אלברטה, קנדה |
ירידת מתח >10% בסוף המאגר במהלך עונת ההשקיה; תת-מתח קשה |
התקנת רגולטור מתח VR-32 באמצע הקו |
מתח סופי יציב בתוך טווח 230V ±10% (טווח מוסכם) |
|
באוואריה, גרמניה |
מתח מינימלי בלילה יורד ל-151V |
התקנת צירוף (מדכא דינמי + רגולטור מתח) בסוף הקו |
מתח יציב מעל 210V |
|
אזורים חקלאיים, צ'ילה |
הפרש מתח בין שיא לשפל >15% |
ployמנט של מכשיר רגולציה גמיש חדש ביציאה מהטרנספורמר |
קצב נדנדות מתח במשך כל היום <3% |
V. כיווני חדשנות ות렌דים עתידיים
- סינרגיה עם משאבים אנרגיה מבוזרת (DER):
שילוב עם אחסון אנרגיה פוטו-וולטאי (DES), בשימוש ברגולטורים לדיכוי הפרעות מתח שנגרמות מהנדנדות אנרגיה מתחדשת. - אופטימיזציה בעזרת אינטליגנציה מלאכותית:
יישום למידה עמוקה תחת מיתון (DRL) לחיזוי שינויים במטען וקידומת מיקומי טאף (לדוגמה, הרמה מוקדמת של מתח בניבוי לשיאי השקיה). - מערכות רגולציה מתח היברידיות:
שילוב עם נקודות פתוחות רכות (SOP) כדי ליצור רשתות רגולציה רב-ממדיות: SOP מנהל את המתח פעיל/REAKTIF, בעוד שהרגולטורים מטפלים בירידה מתח קבועה.
VI. תועלות כלכליות וחברתיות
• החזר על השקעה: עלות של רגולטור בודד היא בערך 10k–10k–10k–15k דולר, ויכולה להפחית איבוד בקו ב-3%–8%.
• שיפור באיכות אספקת החשמל: שיעור מתח מוסכם עולה מ-<90% ל->99%, ותמך בתעשיית הכפר (לדוגמה, פעולה יציבה של ציוד שרשרת קרה ומעבד).
