Крокові рішення для регулювання напруги для підвищення стабільності та ефективності сільськогошляхової розподільчої мережі

І. Технічний принцип та ключові переваги​

​1. Принцип роботи​
32-позиційний регулятор напруги є пристроєм для регулювання напруги шляхом автоматичного переключення позицій вузлів серійних обмоток:
• ​Режим підвищення/зниження напруги:​​ Перевертаючий перемикач вибирає відносну полярність серійних та паралельних обмоток, забезпечуючи діапазон регулювання напруги ±10%.
• ​32-позиційне точне регулювання:​​ Кожна позиція регулює напругу на 0,625% (загалом 32 позиції), запобігаючи гострим змінам напруги та забезпечуючи неперервне живлення.
• ​Перемикання з попереднім замиканням:​​ Використовується конструкція "подвійні контакти + реактивний мост". Під час перемикання вузлів струм завантаження тимчасово переадресовується через реактивний мост, забезпечуючи безперервне живлення завантаження.

​2. Переваги для адаптації до сільських мереж​

Таблиця: Порівняння продуктивності традиційного обладнання та 32-позиційного регулятора

​II. Проблеми напруги та вимоги до сільських розподільчих мереж​

Сільські електричні мережі часто мають проблеми з якістю напруги через наступні характеристики:

1. ​Занадто довгі радіуси живлення:​​ Значний спад напруги на кінцях ліній.
2. ​Суттєві коливання завантаження:​​ Аграрні завантаження (наприклад, оросювальна техніка) призводять до значного коливання напруги впродовж доби (висока напруга вдень, низька напруга вночі).
3. ​Нестабільність трифазного балансу:​​ Сконцентровані однофазні завантаження призводять до зміщення нейтральної точки, погіршуючи стабільність напруги.
4. ​Старіше обладнання:​​ Малий діаметр провідників та недостатня потужність трансформаторів погіршують втрати в лініях.

​III. Дизайн рішення​

​1. Архітектура системи​
Використовує ієрархічну стратегію розгортування:
• ​Вихід з підстанції:​​ Встановлюються регулятори типу B (постійне заохочення) для стабілізації напруги основного фідера.
• ​Середина/кінець довгих гілок:​​ Розміщуються регулятори типу A (наприклад, VR-32) для компенсації локального спаду напруги.

​2. Ключові кроки реалізації​
• ​Принцип розташування:​​ Вибір місця базується на кривій спаду напруги при максимальному завантаженні; встановлення на вузлах, де спад напруги перевищує 5%.
• ​Допасування потужності:​​ Вибір потужності регулятора залежно від пікового струму лінії (наприклад, VR-32 у Чжанву підтримує завантаження 7700 кВА).
• ​Інтелектуальна координація:​​

• Координація з генераторами реактивної потужності (SVG) для пригнічення коливань від індуктивних завантажень.
• Поєднання з регулюванням реактивної потужності інвертора фотоелементів для зниження надлишкової напруги вдень.

​3. Комунікація та автоматизація​
• ​Локальне управління:​​ Датчики напруги надають реальні дані, що викликають зміну вузлів (без потреби центрального командування).
• ​Віддалене моніторинг:​​ Передача операційних даних (напруга, позиція вузла, ступінь завантаження) до центральної системи керування для підтримки прогнозного обслуговування.

​IV. Приклади застосування та результати​

​V. Новаторські напрямки та тренди майбутнього​

1. ​Синергія з розподіленими джерелами енергії (DER):​​
   Інтеграція з системами зберігання енергії на основі фотоелементів (DES), використання регуляторів для пригнічення порушень напруги, викликаних коливаннями відновлюваних джерел енергії.
2. ​Оптимізація штучним інтелектом:​​
   Застосування Глибокого посиленого навчання (DRL) для прогнозування змін завантаження та передчасної корекції позицій вузлів (наприклад, передчасне підвищення напруги в очікуванні піків оросіння).
3. ​Гібридні системи регулювання напруги:​​
   Поєднання з точками м'якого відкриття (SOP) для формування багатостворінних мереж регулювання: SOP регулює активну/реактивну потужність, а регулятори обробляють стаціонарний спад напруги.

​VI. Економічні та соціальні переваги​

• ​Окупність інвестицій:​​ Вартість одного регулятора становить приблизно 10к–10к–10к–15к USD, можливість зменшення втрат у лініях на 3%–8%.
• ​Покращення якості живлення:​​ Відсоток кваліфікованої напруги зростає з <90% до >99%, підтримуючи індустриалізацію сільської місцевості (наприклад, стабільне функціонування холодильних ланцюгів та обробчого обладнання).