Trinnspenningsregulatorløsninger for å forbedre stabilitet og effektivitet i landsbygds distribusjonsnett
I. Teknisk prinsipp og kjernefordeler
1. Arbeidsprinsipp
32-trinns spenningsregulator er en tap-byttings type spenningsreguleringsenhet som justerer spenningen ved automatisk bytting av tap-posisjonene for serievindinger:
• Boost/Buck-modus: En reverseringsswitch velger den relative polariteten til serie- og parallelvindingene, noe som gir en ±10% spenningsjusteringsområde.
• 32-trinns finjustering: Hvert trinn justerer spenningen med 0,625% (totalt 32 trinn), forhindrer plutselige spenningsendringer og sikrer kontinuerlig strømforsyning.
• Make-Before-Break-bytting: Bruker et "dobbelkontakt + broderreaktor" design. Under tapbytting blir belastningsstrømmen midlertidig ledet gjennom reaktoren, noe som sikrer ubrudt strømforsyning til belastingen.
2. Fordeler for tilpasning til landsbygdsnett
|
Egenskap |
Tradisjonell mekanisk regulator |
32-trinns spenningsregulator |
|
Svarthastighet |
Sekunder til minutter |
Millisekunder |
|
Reguleringsnøyaktighet |
±2%–5% |
±0,625% |
|
Støttet leveringsradius |
Begrenset (typisk <10km) |
Utvidet (>20km) |
|
Vedlikeholdskrav |
Høyt (mekanisk slitasje) |
Kontaktfri, vedlikeholdsfrigjort |
Tabell: Ytelsesjuxtaposisjon mellom tradisjonell utstyr og 32-trinns regulator
II. Spenningsproblemer og krav i landsbygdens distribusjonsnettverk
Landsbygdsstrømnett er utsatt for spenningskvalitetsproblemer på grunn av følgende karakteristika:
- For lange leveringsradius: Betydelig spenningsfall forekommer ved linjes endepunkt.
- Alvorlige belastningsfluktuasjoner: Landbruksbelastninger (f.eks. bevattningsutstyr) fører til betydelige dags-natts spenningsavvik (høy spenning om dagen, lav spenning om natten).
- Tre-fase ubalans: Koncentrerte en-fase belastninger fører til neutrale punktforflytning, noe som forverrer spenningsustabiliteten.
- For gamle utstyr: Små lederdiametre og utilstrekkelig transformatorkapasitet forverrer linjeforbruket.
III. Løsningsdesign
1. Systemarkitektur
Bruker en hierarkisk deployeringsstrategi:
• Utgang fra understation: Installer Type B regulatorer (konstant opptrekk) for å stabilisere hovedforfeederens spenning.
• Midtpunkt/slutt på lange grener: Distribuer Type A regulatorer (f.eks. VR-32) for å kompensere for lokale spenningsfall.
2. Nøkkelpunkter for implementering
• Plasseringsprinsipp: Velg plassering basert på spenningsfallkurven under maksimal belastning; installer ved noder der spenningsfallet overstiger 5%.
• Kapasitetsmatch: Velg regulator-kapasitet basert på topp linjestruktur (f.eks. VR-32 i Zhangwu County støtter en 7700kVA belastning).
• Intelligent samordning:
- Samordne med statiske var-generatorer (SVG) for å dempe fluktuerasjoner fra induktive belastninger.
- Kombiner med PV-inverter reaktiv effektregulering for å mildne dagtidsoverspenning.
3. Kommunikasjon og automatisering
• Lokal kontroll: Spenningssensorer gir sanntid tilbakemelding, som utløser tapendringer (ingen sentral kommando nødvendig).
• Fjerntovervåking: Last opp driftsdata (spenning, tapposisjon, belastningsgrad) til det sentrale kontrollsystemet for å støtte prediktiv vedlikehold.
IV. Anvendelseseksempler og resultater
|
Saksområde |
Problembeskrivelse |
Løsning |
Resultater |
|
Alberta, Canada |
Spenningsfall >10% ved forfeederens endepunkt under bevattningsperiode; alvorlig undervoltage |
Installert VR-32 spenningsregulator i midten av linjen |
Endespenningsstabilisering innen 230V ±10% (godkjent område) |
|
Bayern, Tyskland |
Minimum nattpenning falt til 151V |
Installert en kombinasjon (Dynamisk kompensator + Spenningsregulator) ved linjens ende |
Spenningsstabilisering over 210V |
|
Landbrukområder, Chile |
Topp-dal spenningsavvik >15% |
Distribuert en ny fleksibel spenningsreguleringsenhet ved transformatorutgangen |
Helgedags spenningsfluktuasjonrate <3% |
V. Innovasjonsretninger og fremtidige trender
- Synergieffekt med distribuerte energiresurser (DER):
Integrer med fotovoltaisk energilager (DES), bruk regulatorer for å dempe spenningsbrudd forårsaket av fornybar energifluktuerasjoner. - Kunstig intelligens-optimalisering:
Bruk Dyp Forsterkende Læring (DRL) for å forutsi belastningsendringer og forhåndsjustere tapposisjoner (f.eks. forhøyet spenning i forventning av bevattningspekker). - Hybrid spenningsreguleringsystemer:
Kombiner med Soft Open Points (SOP) for å danne flernivå reguleringsnettverk: SOP regulerer aktiv/reactiv effekt, mens regulatorer håndterer stabilt spenningsfall.
VI. Økonomi og samfunnsfordeler
• Rente på investering: Kostnad for en enkelt regulator er omtrent 10k–10k–10k–15k USD, kan redusere linjeforbruket med 3%–8%.
• Forbedret strømforsyningskvalitet: Spenningsgodkjenningsrate økes fra <90% til >99%, støtter landsbygdens industrialisering (f.eks. stabil drift av kjølekedje og bearbeidingsutstyr).
