Uusien energialähteiden voimaloiden harmonisointiratkaisu: Yhdistetty hallinta korkeataajuisten harmonisten vääristymien hoitoon fotovoltaattisissa voimaloissa
Ⅰ. Ongelma
Korkean taajuuden harmonisten signaalien syöttö fotovoltaikkilaitosten inverteriryhmistä
Suurten keskitettyjen fotovoltaikkivoimaloiden toiminnassa useat rinnakkaisessa toimivat inverterit tuottavat laajakaistaisia harmonioita 150-2500Hz:n (pääasiassa 23. ja 49. harmoninen) taajuusalueella, mikä johtaa seuraaviin verkon ongelmiin:
- Kokonaisharmoninen vikamuunnos (THDi) saavuttaa 12.3 %, merkittävästi ylittäen IEEE 519-2014 -standardin rajat.
- Kapasitoripankkien ylikuormitus, ylilämminen ja suojalaitteiden virheellinen toiminta.
- Sähkömagneettisen häiriön (EMI) lisääntyminen vaikuttaa lähellä oleviin herkkuihin laitteisiin.
II. Ydinratkaisu
LC-passiivisen suodattimen topologian käyttö, tehokkaan harmonisuuksien absorbointisuunnitelman rakentaminen mukautetuilla reaktoreilla + kapasitoripankkeilla.
- Avaintekniikan valinta
|
Laitetyyppi |
Malli/Määritys |
Ydinominaisuus |
|
Kuiva teräs-ytimen sarjareaktori |
CKSC-tyyppi (mukautettu suunnittelu) |
Tarjoaa tarkan induktiivisen vastustuksen, hillitsee korkeataajuista harmonisia signaaleja. |
|
Suodatuskapasitoripankki |
BSMJ-tyyppi (sovitettu valinta) |
Resonoib reaktoreiden kanssa absorroimaan tiettyjä harmonisia taajuusalueita. |
- Teknisten parametrien suunnittelu
Reaktorin induktanssi: 0.5mH ±5% (@50Hz perustaajuus)
Laatuindeksi (Q): >50 (Varmistaa pienhukkuuden korkeataajuissa suodatuksessa)
Erikoisolointi: Luokka H (Pitkäaikainen kestokyky 180°C)
Vastustusosamäärän konfigurointi: 5.5% (Optimoitu 23. - 49. korkeataajuiseen alueeseen)
Topologian rakenne: Deltayhteys (Δ) (Parantaa korkeamman kertaluvun harmonisten signaalien shunttaamiskykyä) - Suodatusjärjestelmän suunnittelun keskeiset näkökohdat
Resonanssitaiden laskenta:
f_res = 1/(2π√(L·C)) = 2110Hz
Tarkasti kattaa kohdettaajuusaluetta (150-2500Hz), saavuttaa paikallisen korkeataajuisten harmonisten signaalien absorboinnin.
III. EMC-puuttumisen tehokkuuden varmistaminen
|
Indikaattori |
Ennen puuttumista |
Puuttumisen jälkeen |
Standardiraja |
|
THDi |
12.3% |
3.8% |
≤5% (IEEE 519) |
|
Yksittäinen harmoninen vikamuunnos |
Jopa 8.2% |
≤1.5% |
Vastaavuus GB/T 14549 -standardille |
|
Kapasitorin lämpötilan nousu |
75K |
45K |
Vastaavuus IEC 60831 -standardille |
IV. Tekniset etumatka-asetukset
- Teollinen suodatus:
5.5 % vastustusosamäärän suunnittelu erityisesti hillitsee 23. kertaluvun yläpuolella olevia harmonioita, tarjoten 40 % parannuksen korkeataajuiseen vastaukseen verrattuna perinteisiin 7 % -rakenteisiin. - Turvallisuus ja luotettavuus:
Luokan H lämpötilan nousu eristysjärjestelmä takaa laitteen vakauden ulkoympäristössä, jossa lämpötila vaihtelee -40°C ja +65°C välillä. - Kustannuseffektiivisyys:
Pienhukkuuden suunnittelu (Q > 50) aiheuttaa lisäenergian kulutuksen, joka on alle 0.3 % tulovirta-voiman osuudesta.
V. Käyttöehdotukset
- Asennuspaikka: 35kV keräysverkon alijännitepalkki.
- Konfigurointi: Jokainen 2Mvar kapasitoripankki sarjapätkässä 10 CKSC-reaktorin kanssa (ryhmäpohjainen automaattinen kytkentä).
- Valvontavaatimus: Asenna online-harmonisanalyysi reaaliaikaiseen THDi-muutosten seurantaan.
Ratkaisun arvo: Tehokkaasti ratkaistaan korkeataajuisten harmonisten signaalien saasteet uusissa energiavoimaloissa, pidentää kapasitoriin elinkaarta yli 37 %:lla ja välttää fotovoltaikkivoiman tuotannon rajoittamisen harmonisten signaalien rikkomisesta johtuvien sakkojen vuoksi.
