Решенија за регулација на напонот во чекори за подобрување на стабилноста и ефикасноста на селската дистрибутивна мрежа
Ⅰ. Технички принцип и основни предности
1. Принцип на работа
Регулаторот на напон со 32 чекори е уред за регулирање на напон со пребарувачки чекори, кој го прилагодува напонот автоматски со менување на позициите на сериесните намоткани:
• Режим на подигање/спуштање на напон: Реверзивен превключувач избира релативната поларност на сериесните и паралелните намоткани, достигнувајќи опсег на регулирање на напон од ±10%.
• Финално регулирање во 32 чекора: Секој чекор ја прилагодува вредноста на напонот за 0,625% (вкупно 32 чекора), спречувајќи брзите промени на напонот и осигурувајќи непрекинато снабдување со електрична енергија.
• Превключување со „make-before-break“: Искористува дизајн со „дупло контакт + мостов реактор“. Во време на превключување на чекорите, токот на оптоварувањето е привремено отстраниран низ реакторот, што осигурува непрекинато снабдување на оптоварувањето.
2. Предности за адаптација на селската мрежа
|
Кarakтеристика |
Традиционален механички регулатор |
Регулатор на напон со 32 чекора |
|
Брзина на одговор |
Секунди до минути |
Милисекунди |
|
Точност на регулирање |
±2%–5% |
±0,625% |
|
Поддршка за радиус на снабдување |
Ограничен (обично <10км) |
Проширен (>20км) |
|
Потреба за одржување |
Висока (механичка трпка) |
Без контакт, без потреба за одржување |
Табела: Сравнителна анализа на перформансите помеѓу традиционалното опрема и регулаторот со 32 чекора
II. Прашанја и барања за напон во селските распределбени мрежи
Селските електрични мрежи се склони на проблеми со квалитетот на напонот поради следните карактеристики:
- Претерано долги радиуси на снабдување: Значајно падање на напонот на крајот на линиите.
- Сериозни флукуации на оптоварувањето: Селско-пољопсови оптоварувања (на пример, опрема за нагревање) причинуваат значајна девијација на напонот во зависност од денот-ноќта (висок напон по дена, ниски напон ноќта).
- Несиметрија на трифазен систем: Концентрирани једнофазни оптоварувања причинуваат преместување на неутралната точка, што зголемува нестабилноста на напонот.
- Стареење на опремата: Мали дијаметри на проводниците и недостаток на капацитет на трансформаторите зголемуваат губитоци на линиите.
III. Дизајн на решението
1. Архитектура на системот
Се користи хиерархијска стратегија за разместување:
• Излез од подстанцијата: Инсталирајте регулатори тип B (константен возбудување) за стабилизација на главната напонска линија.
• Средина/крај на долгите гранки: Деплоирајте регулатори тип A (на пример, VR-32) за компенсирање на локалното падање на напонот.
2. Клучни чекори за имплементација
• Принцип на локација: Базирајте изборот на локација на кривата на падање на напонот под максимално оптоварување; инсталирајте на чворови каде што падањето на напонот надминува 5%.
• Погодување на капацитет: Изберете капацитет на регулаторот во зависност од пикираната токова вредност на линијата (на пример, VR-32 во Чангву поддржува оптоварување од 7700kVA).
• Интелигентна координација:
- Координација со статички варијатори (SVG) за потиштување на флуктуациите од индуктивните оптоварувања.
- Комбинирање со реактивна регулација на PV инверторот за намалување на дневната прекомерна вредност на напонот.
3. Комуникации и аутоматизација
• Локална контрола: Сензорите за напон даваат реално време на повратна врска, што активира промени на чекорите (не е потребна централна команда).
• Далечинско мониторинг: Подигнете оперативни податоци (напон, позиција на чекор, степен на оптоварување) до централниот контролен систем за поддршка на предвидливото одржување.
IV. Примери за применување и резултати
|
Област на случај |
Опис на проблемот |
Решение |
Резултати |
|
Алберта, Канада |
Падање на напонот >10% на крајот на линијата во сезоната на нагревање; сериозен недостиг на напон |
Инсталирање на регулатор на напон VR-32 на средината на линијата |
Крајниот напон е стабилизиран во опсегот од 230V ±10% (квалификуван опсег) |
|
Баварија, Германија |
Минимален ноќен напон падна до 151V |
Инсталирање на комбинација (динамички компенсатор + регулатор на напон) на крајот на линијата |
Напонот е стабилизиран над 210V |
|
Селски области, Чиле |
Девијација на напонот од пикираната до минималната вредност >15% |
Деплоирање на нов уред за флексибилно регулирање на напонот на излезот од трансформаторот |
Стапка на флуктуација на напонот во текот на цел ден <3% |
V. Инновации и будући трендови
- Синергија со распределени извори на енергија (DER):
Интеграција со PV Енергија на складирање (DES), користејќи регулатори за потиштување на прекомерни вредности на напонот причинети од флуктуациите на обновливите извори на енергија. - Оптимизација со вештачка интелигенција:
Апликација на длабоко подобрено учеже (DRL) за предвидување на промени на оптоварувањето и претходна прилагодба на позициите на чекорите (на пример, предварително подигање на напонот во очекување на пики на нагревање). - Хибридни системи за регулирање на напон:
Комбинирање со Софти Отворени точки (SOP) за формирање на мултиниво регулаторски мрежи: SOP регулира активен/реактивен ток, додека регулаторите се справуваат со статичното падање на напонот.
VI. Економски и социјални предности
• Рентабилност на инвестицијата: Стојноста на еден регулатор е околу 10.000-15.000 USD, способен да намали губитоците на линиите за 3%–8%.
• Подобрување на квалитетот на снабдувањето со електрична енергија: Квалитетот на напонот се зголемува од <90% до >99%, поддржувајќи индустриализацијата на селските области (на пример, стабилна работа на опрема за хладна верига и процесирање).
