Stapspanningsregelaaroplossingen voor het verbeteren van de stabiliteit en efficiëntie van het plattelandsverdeelningsnetwerk
Ⅰ. Technische Principe en Kernvoordelen
1. Werkingsprincipe
De 32-stapspanningsregelaar is een tap-switchende spanningsregelapparaat dat de spanning automatisch aanpast door het schakelen van de tap-standen van serie windingen:
• Boost/Buck Modus: Een omkeerschakelaar selecteert de relatieve polariteit van de serie en parallel windingen, waardoor een ±10% spanningsregelbereik wordt bereikt.
• 32-staps Fijnregeling: Elke stap past de spanning aan met 0,625% (totaal 32 stappen), waardoor abrupte spanningssprongen worden voorkomen en een continue stroomtoevoer wordt gewaarborgd.
• Make-Before-Break Schakeling: Gebruikt een "dubbele contacten + bruggenreactor" ontwerp. Tijdens het tap-schakelen wordt de belastingsstroom tijdelijk via de reactor geleid, waardoor de stroomtoevoer aan de belasting ononderbroken blijft.
2. Voordelen voor Aanpassing aan Plattelandsgroep
|
Functie |
Traditionele Mechanische Regelaar |
32-staps Spanningsregelaar |
|
Reactiesnelheid |
Seconden tot minuten |
Milliseconden |
|
Regelaccurateit |
±2%–5% |
±0,625% |
|
Ondersteunbare Toeleveringsstraal |
Beperkt (meestal <10km) |
Uitgebreid (>20km) |
|
Onderhoudsbehoefte |
Hoog (mechanische slijtage) |
Contactloos, onderhoudsvrij |
Tabel: Prestatievergelijking tussen Traditioneel Apparatuur en de 32-staps Regelaar
II. Spanningsproblemen en Vereisten in Plattelandsverdeelnets
Plattelandsenergienetwerken zijn vatbaar voor kwaliteitsproblemen van de spanning vanwege de volgende kenmerken:
- Excessief Lange Toeleveringsstralen: Er treedt een aanzienlijke spanningdaling op aan het einde van de lijn.
- Zware Belastingsfluctuaties: Landbouwbelastingen (bijv. irrigatieapparatuur) veroorzaken significante dag-nacht spanningsschommelingen (hoge spanning overdag, lage spanning 's nachts).
- Driefase Ongelijkheid: Geconcentreerde enkele fase belastingen veroorzaken neutraal punt verschuiving, wat de spanningonstabielheid verergert.
- Verouderd Apparatuur: Kleine geleiderdiameters en onvoldoende transformatoren capaciteit verergeren lijnverliezen.
III. Oplossingsontwerp
1. Systeemarchitectuur
Maakt gebruik van een hiërarchische implementatiestrategie:
• Substation Uitgang: Installeer Type B regelaars (constante opwekking) om de hoofdvoeder spanning te stabiliseren.
• Midden/End van Lange Takken: Implementeer Type A regelaars (bijv. VR-32) om lokale spanningdalingen te compenseren.
2. Sleutelimplementatiestappen
• Locatieprincipe: Baseer de locatiekeuze op de spanningdaling curve onder maximale belasting; installeer op knooppunten waar de spanningdaling meer dan 5% bedraagt.
• Capaciteitsafstemming: Selecteer de regelaar capaciteit gebaseerd op pieklijnstroom (bijv. VR-32 in Zhangwu County ondersteunt een 7700kVA belasting).
• Intelligente Coördinatie:
- Coördineer met Statische Var Generators (SVG) om fluctuaties van inductieve belastingen te onderdrukken.
- Combineer met PV-inverter reactieve vermogensregulatie om overspanning overdag te verminderen.
3. Communicatie en Automatisering
• Lokale Controle: Spanningsensoren geven real-time feedback, waardoor tap-veranderingen worden geactiveerd (geen centrale commando nodig).
• Afstandsbediening: Upload operatiedata (spanning, tap positie, belastingsgraad) naar het centrale controle systeem om predictieve onderhoud te ondersteunen.
IV. Toepassingsvoorbeelden en Resultaten
|
Casusgebied |
Problembeschrijving |
Oplossing |
Resultaten |
|
Alberta, Canada |
Spanningsdaling >10% aan het einde van de voeder tijdens het irrigatieseizoen; ernstige onder-spanning |
VR-32 spanningsregelaar geïnstalleerd in het midden van de lijn |
Eindspanning gestabiliseerd binnen 230V ±10% (gekwalificeerd bereik) |
|
Beieren, Duitsland |
Minimale nachtspanning daalt tot 151V |
Combinatie (Dynamische compensator + Spanningsregelaar) geïnstalleerd aan het eind van de lijn |
Spanning gestabiliseerd boven 210V |
|
Landbouwgebieden, Chili |
Top-dal spanningsschommeling >15% |
Nieuwe flexibele spanningsregelapparaat geïmplementeerd bij de transformator uitgang |
Volledige dagspanningsfluctuatieratio <3% |
V. Innovatie Richtingen en Toekomstige Trends
- Synergie met Gedistribueerde Energierecources (DER):
Integreer met PV Energiestorage (DES), gebruik regelaars om spanningsovertredingen veroorzaakt door hernieuwbare energie fluctuaties te onderdrukken. - Kunstmatige Intelligentie Optimalisatie:
Pas Deep Reinforcement Learning (DRL) toe om belastingsveranderingen te voorspellen en tap-posities vooraf aan te passen (bijv. vooraf voltage boost in afwachting van irrigatiepieken). - Hybride Spanningsregelsystemen:
Combineer met Soft Open Points (SOP) om multi-level regelnetwerken te vormen: SOP regelt actief/reactief vermogen, terwijl regelaars zich richten op stabiele spanningdaling.
VI. Economische en Sociale Voordelen
• Rente op Investering: De kosten van een enkele regelaar bedragen ongeveer 10k–10k–10k–15k USD, in staat om lijnverliezen met 3%–8% te verminderen.
• Verbeterde Kwaliteit van Elektriciteitsvoorziening: De spanningkwalificatiegraad stijgt van <90% naar >99%, ondersteuning voor plattelandsindustrialisatie (bijv. stabiele werking van koelketen en verwerkingsapparatuur).
