Pārklājvienādošanas transformatoru risinājumi lauku elektrotīklu stabilitātes un efektivitātes uzlabošanai
I. Tehniskais princips un galvenās priekšrocības
1. Darbības princips
32 soļu sprieguma regultors ir tap-switching veida sprieguma regulēšanas ierīce, kas automātiski maina sērijas vijumu tap pozīcijas, lai pielāgotu spriegumu:
• Paaugstināšana/Samazināšana: Apgrieztās izvēlētāja palīdzībā tiek izvēlēta sērijas un paralēlas viju attiecīgā polāritāte, sasniedzot ±10% sprieguma regulēšanas diapazonu.
• 32 Soļu Detaļrakstīga Regulēšana: Katrs solis pielāgo spriegumu par 0,625% (kopā 32 soļi), novēršot nepiegādāmo sprieguma maiņu un nodrošinot nepārtrauktu enerģijas piegādi.
• Make-Before-Break Pārslēgšana: Izmanto "divkontaktu + mosta reaktoru" dizainu. Tap pārslēgšanas laikā ielādes strāva tikaņām tiek novirzīta caur reaktoru, nodrošinot neizbeidzamu enerģijas piegādi uz ielādi.
2. Priekšrocības lauku tīklu pielāgošanai
|
Izveidne |
Tradicionālais mehāniskais regultors |
32 soļu sprieguma regultors |
|
Reakcijas ātrums |
Sekundes līdz minūtes |
Milisekundes |
|
Regulēšanas precizitāte |
±2%–5% |
±0,625% |
|
Atbalstāmajais piegādes rādiuss |
Ierobežots (Parasti <10km) |
Paplašināts (>20km) |
|
Uzraudzības prasība |
Augsta (Mehāniska nolietojuma) |
p>Bezkontakta, bezuzglabāma |
Tabula: Veiktspējas salīdzinājums starp tradicionālo aprīkojumu un 32 soļu regultoru
II. Sprieguma problēmas un prasības lauku piegādes tīklos
Lauku enerģijas tīkli ir noraizēti ar sprieguma kvalitātes problēmām, tādēļ:
- Pārāk gari piegādes rādiusi: Biezā sprieguma pazemināšanās līniju beigās.
- Sēra ielādes svārstības: Lauku ielādes (piemēram, ūdens zemes apstrādes ierīces) rada nozīmīgu diennakts sprieguma atšķirību (augsts spriegums dienā, zems spriegums naktī).
- Trijstūra asimetrija: Koncentrētas vienfāzes ielādes rada neutrales punkta nobīdi, pasliktinot sprieguma nestabilitāti.
- Noilgusies aprīkojums: Mazi vija diametri un nepietiekams transformatora jaudas spēks saasinās līniju zudējumus.
III. Risinājuma dizains
1. Sistēmas arhitektūra
Izmanto hierarhisku izvietošanas stratēģiju:
• Pārvadātavas izlaidums: Instalētipa B regultorus (konstanta ekscitācija), lai stabilizētu galvenās barošanas līnijas spriegumu.
• Viduspunkts/Garās šūnas beigas: Izvieto tipa A regultorus (piemēram, VR-32), lai kompensētu vietējos sprieguma pazeminājumus.
2. Galvenie īstenošanas soļi
• Atrašanās vietas principi: Pamato atrašanās vietu izvēli uz maksimālās ielādes sprieguma pazemināšanas līkni; instalē nosodes, kur sprieguma pazemināšanās pārsniedz 5%.
• Jaudas sakritība: Izmanto regultora jaudas spēku, balstoties uz maksimālo līnijas strāvas vērtību (piemēram, VR-32 Zangwu apgabalā atbalsta 7700kVA ielādi).
• Droša koordinācija:
- Koordinē ar Statiskajiem varu dzeneratoriem (SVG), lai samazinātu induktīvo ielādes svārstības.
- Apvieno ar PV inversora reaktivās jaudas regulēšanu, lai mazinātu diennakts pārspriegumu.
3. Komunikācija un automatizācija
• Lokālā kontrole: Sprieguma sensori sniedz reāllaiku atgriezenisko saiti, aktivizējot tap maiņu (nav nepieciešama centrālā komanda).
• Attālināta uzraudzība: Augšupielādē darbības datus (spriegums, tap pozīcija, ielādes koeficients) centrālajā kontrolēšanas sistēmā, lai atbalstītu prognozēto uzturību.
IV. Lietojuma gadījumi un rezultāti
|
Gadījuma apgabals |
Problēmas apraksts |
Risinājums |
Rezultāti |
|
Alberta, Kanāda |
Sprieguma pazemināšanās >10% barošanas līnijas beigās laikā, kad notiek ūdens zemes apstrāde; smaga sprieguma pazemināšanās |
Instalē VR-32 sprieguma regultoru līnijas viduspunktā |
Beigu spriegums stabilitāti saglabā 230V ±10% (kvalificēts diapazons) |
|
Bava, Vācija |
Nakts minimālais spriegums pazeminās līdz 151V |
Instalē kombināciju (Dinamiskais kompensators + Sprieguma regultors) līnijas beigās |
Spriegums stabilizēts virs 210V |
|
Lauksaimniecības apgabali, Čīle |
Augstākais un zemākais sprieguma atšķirība >15% |
Izvieto jaunu elastīgu sprieguma regultoru transformatora izlaidumā |
Visdienas sprieguma svārstību rādītājs <3% |
V. Inovācijas virzieni un nākotnes tendences
- Saderība ar sadalītajām enerģijas resursiem (DER):
Integrē ar PV enerģijas krājumiem (DES), izmantojot regultorus, lai supresētu atjaunojamās enerģijas svārstības radītās sprieguma pārkāpumus. - Mākslīgā intelekta optimizācija:
Izmanto dziļu uzlabošanos (DRL), lai prognozētu ielādes maiņas un iepriekš pielāgotu tap pozīcijas (piemēram, iepriekš paaugstinātu spriegumu, gaidot ūdens zemes apstrādes augstākos picus). - Hibrīda sprieguma regulēšanas sistēmas:
Kombinē ar Soft Open Points (SOP), lai veidotu daudzlīmeņu regulēšanas tīklus: SOP regulē aktīvo/reaktivāko jaudu, savukārt regultori rūpējas par pastāvīgo sprieguma pazemināšanos.
VI. Ekonomiskās un sociālās priekšrocības
• Investīciju atmaksas: Viens regultors maksā aptuveni 10k–15k USD un spēj samazināt līnijas zudējumus par 3%–8%.
• Labāka enerģijas piegādes kvalitāte: Sprieguma kvalifikācijas rādītājs palielinās no <90% līdz >99%, atbalstot lauku industriālizāciju (piemēram, stāvokļa labā operācijas aukstā ķēdē un procesēšanas ierīcēs).
