Adım Gerilim Düzenleyici Çözümleri Kırsal Dağıtım Ağını Güçlendirme ve Verimlilik Artırma için

Ⅰ. Teknik Prensip ve Çekirdek Avantajlar

1. Çalışma Prensibi
32 adımlı voltaj düzenleyici, seri bobinlerin tap pozisyonlarını otomatik olarak değiştirerek voltajı ayarlayan bir tap değiştirme tipi voltaj düzenleme cihazıdır:
• Arttır/Geri Al Modu: Ters çevirme anahtarı, seri ve paralel bobinlerin nispi kutupluluğunu seçerek ±10% voltaj düzenleme aralığı sağlar.
• 32 Adımlı İnce Ayar: Her adım voltajı %0.625 (toplam 32 adımlık) ile ayarlar, ani voltaj değişimlerini önler ve sürekli güç sağlayışını sağlar.
• Önce Bağlan Sonra Kesme: "İki kontak + köprü reaktörü" tasarımını kullanır. Tap değiştirme sırasında yük akımı geçici olarak reaktör üzerinden yönlendirilir, bu da yükün kesintisiz güç almasını sağlar.

2. Kırsal Ağ Uyumundaki Avantajları

Tablo: Geleneksel Ekipmanla 32 Adımlı Düzenleyici Arasındaki Performans Karşılaştırması

II. Kırsal Dağıtım Ağlarında Voltaj Sorunları ve Gereksinimleri

Kırsal elektrik ağları, aşağıdaki özellikler nedeniyle voltaj kalitesi sorunlarına eğilimlidir:

1. Aşırı Uzun Tedarik Yarıçapları: Hat uçlarında önemli bir voltaj düşüşü meydana gelir.
2. Şiddetli Yük Değişkenlikleri: Tarım yükleri (örneğin sulama ekipmanları) gündüz-gece voltaj sapmalarına neden olur (gündüz yüksek voltaj, gece düşük voltaj).
3. Üç Faz Dengesizliği: Yoğun tek faz yükleri nötr nokta yer değişikliğine neden olur, voltaj istikrarını kötüleştirir.
4. Eski Ekipman: Küçük iletken çapları ve yetersiz transformatör kapasitesi hat kayıplarını artırır.

III. Çözüm Tasarımı

1. Sistem Mimarisi
Hiyerarşik bir dağıtım stratejisi kullanır:
• Alt Istasyon Çıkışı: Tip B düzenleyicileri (sabit teşvik) kurarak ana besleme hattı voltajını stabil hale getirir.
• Uzun Kolların Ortası/Sonu: Tip A düzenleyicileri (örneğin VR-32) yerel voltaj düşüşünü telafi etmek için dağıtır.

2. Ana Uygulama Adımları
• Konumlandırma Prensibi: Maksimum yük altında voltaj düşüş eğrisine dayalı konum seçimi; voltaj düşüşü %5'ü aşan düğümlerde kurulum yapın.
• Kapasite Eşleştirmesi: Zirve hat akımı temelinde düzenleyici kapasitesi seçimi (örneğin Zhangwu İlçesi'ndeki VR-32, 7700kVA yükü destekler).
• Akıllı Koordinasyon:

• Endüktif yüklerden kaynaklanan dalgalanmaları bastırmak için Statik Var Jeneratörleri (SVG) ile koordinasyon.
• Gündüz aşırı voltajı azaltmak için PV inversör reaktif güç düzenleme ile birleştirme.

3. İletişim ve Otomasyon
• Yerel Kontrol: Voltaj sensörleri gerçek zamanlı geribildirim sağlar, tap değişikliklerini tetikler (merkezi komuta gerek yoktur).
• Uzaktan İzleme: İşlem verileri (voltaj, tap pozisyonu, yük oranı) merkezi kontrol sistemine yüklenir, öngörülü bakımı destekler.

IV. Uygulama Örnekleri ve Sonuçlar

V. Yenilik Yönelimleri ve Gelecek Trendler

1. Dağıtık Enerji Kaynaklarıyla (DER) Sinerji:
   PV Enerji Depolama (DES) ile entegrasyon, yenilenebilir enerji dalgalanmalarından kaynaklanan voltaj ihlallerini baskılamak için düzenleyicileri kullanır.
2. Yapay Zeka Optimizasyonu:
   Derin Takviye Öğrenmesi (DRL) uygulanarak yük değişikliklerini tahmin eder ve tap pozisyonlarını önceden ayarlar (örneğin, sulama zirvesi öncesinde voltajı önceden artırır).
3. Hibrit Voltaj Düzenleme Sistemleri:
   Yumuşak Açık Noktalar (SOP) ile birleştirerek çok seviyeli düzenleme ağları oluşturur: SOP aktif/reactif gücü düzenler, düzenleyiciler ise durağan voltaj düşüşünü ele alır.

VI. Ekonomik ve Sosyal Faydalar

• Yatırım Getirisi: Tek bir düzenleyicinin maliyeti yaklaşık 10.000-15.000 USD arasındadır, hat kayıplarını %3-8 arasında azaltabilir.
• Güç Sağlayış Kalitesinde İyileşme: Voltaj kvalifikasyon oranı %90'dan %99'un üzerinde çıkar, kırsal endüstrileşmeyi destekler (örneğin, soğuk zincir ve işleme ekipmanlarının istikrarlı çalışmasını sağlar).