नवीन ऊर्जा विद्युत स्टेशनको लागि हार्मोनिक न्यूनीकरण समाधान: फोटोवोल्टाइक विद्युत संयन्तमा उच्च आवृत्ति हार्मोनिकको समग्र प्रबन्धन
Ⅰ. समस्या की परिस्थिति
पीवी प्लांट इनवर्टर समूहों से उच्च-आवृत्ति हार्मोनिक इंजेक्शन
बड़े पैमाने पर सेंट्रलाइज्ड पीवी पावर प्लांट के संचालन के दौरान, अनेक इनवर्टर समानांतर में काम करते हुए 150-2500Hz आवृत्ति के बीच (मुख्य रूप से 23वें से 49वें हार्मोनिक) व्यापक बैंड हार्मोनिक्स उत्पन्न करते हैं, जिससे निम्नलिखित ग्रिड-साइड समस्याएं होती हैं:
- वर्तमान कुल हार्मोनिक विकृति (THDi) 12.3% तक पहुंच जाती है, जो IEEE 519-2014 मानक सीमाओं से बहुत ऊपर है।
- कैपेसिटर बैंक की ओवरलोड, ओवरहीटिंग और सुरक्षा उपकरणों का गलत ऑपरेशन होता है।
- विद्युत चुंबकीय हस्तक्षेप (EMI) बढ़ता है, जो निकटवर्ती संवेदनशील उपकरणों पर प्रभाव डालता है।
II. मुख्य समाधान
LC पासिव फिल्टर टोपोलॉजी का उपयोग, व्यक्तिगत रिएक्टर + कैपेसिटर बैंक का उपयोग करके कुशल हार्मोनिक अवशोषण सर्किट बनाना।
- महत्वपूर्ण उपकरण का चयन
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उपकरण प्रकार |
मॉडल/विनिर्देश |
मुख्य कार्य |
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ड्राय-टाइप आयरन-कोर सीरीज रिएक्टर |
CKSC प्रकार (कस्टम डिजाइन) |
सटीक संधारित्रीय प्रतिरोध प्रदान करता है, उच्च-आवृत्ति हार्मोनिक को दबाता है। |
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फिल्टर कैपेसिटर बैंक |
BSMJ प्रकार (मैचिंग चयन) |
रिएक्टरों के साथ रिझोनेट करके विशिष्ट हार्मोनिक बैंड को अवशोषित करता है। |
- तकनीकी पैरामीटर डिजाइन
रिएक्टर संधारित्रीयता: 0.5mH ±5% (@50Hz मूल आवृत्ति)
गुणवत्ता गुणांक (Q): >50 (कम-लाभ उच्च-आवृत्ति फिल्टरिंग को सुनिश्चित करता है)
इन्सुलेशन वर्ग: क्लास H (दीर्घकालिक सहनशील तापमान 180°C)
रिएक्टन्स अनुपात कॉन्फिगरेशन: 5.5% (23वें-49वें उच्च-आवृत्ति बैंड के लिए अनुकूलित)
टोपोलॉजी संरचना: डेल्टा (Δ) कनेक्शन (उच्च-क्रम हार्मोनिक शंटिंग क्षमता को बढ़ाता है) - फिल्टर सिस्टम डिजाइन की महत्वपूर्ण बिंदुएं
रिझोनेंट आवृत्ति की गणना:
f_res = 1/(2π√(L·C)) = 2110Hz
लक्ष्य आवृत्ति बैंड (150-2500Hz) को सटीक ढंग से कवर करता है, उच्च-आवृत्ति हार्मोनिक को स्थानीय रूप से अवशोषित करता है।
III. EMC रोधक प्रभाव की प्रमाणिकता
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संकेतक |
मिटिगेशन से पहले |
मिटिगेशन के बाद |
मानक सीमा |
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THDi |
12.3% |
3.8% |
≤5% (IEEE 519) |
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व्यक्तिगत हार्मोनिक विकृति |
अधिकतम 8.2% |
≤1.5% |
GB/T 14549 के अनुसार संगत |
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कैपेसिटर तापमान वृद्धि |
75K |
45K |
IEC 60831 के अनुसार संगत |
IV. इंजीनियरिंग लागू करने के फायदे
- उच्च-कार्यक्षमता फिल्टरिंग:
5.5% रिएक्टन्स अनुपात डिजाइन विशेष रूप से 23वें क्रम से ऊपर के हार्मोनिक को दबाता है, पारंपरिक 7% योजनाओं की तुलना में उच्च-आवृत्ति प्रतिक्रिया में 40% सुधार करता है। - सुरक्षा और विश्वसनीयता:
क्लास H तापमान वृद्धि इन्सुलेशन सिस्टम -40°C से +65°C तक की बाहरी परिस्थितियों में स्थिर उपकरण संचालन को सुनिश्चित करता है। - लागत अनुकूलन:
कम-लाभ डिजाइन (Q > 50) आउटपुट शक्ति का < 0.3% अतिरिक्त सिस्टम शक्ति उपभोग करता है।
V. डिप्लोईमेंट सिफारिश
- इंस्टॉलेशन स्थान: 35kV संग्रह उप-स्टेशन का लो-वोल्टेज साइड बसबार।
- कॉन्फिगरेशन: प्रत्येक 2Mvar कैपेसिटर बैंक 10 CKSC रिएक्टरों के साथ सीरीज कनेक्ट किया जाता है (ग्रुप-आधारित स्वचालित स्विचिंग)।
- मॉनिटरिंग आवश्यकता: वास्तविक समय में THDi परिवर्तनों की ट्रैकिंग के लिए एक ऑनलाइन हार्मोनिक एनालाइजर इंस्टॉल करें।
समाधान का मूल्य: नए ऊर्जा पावर स्टेशनों में उच्च-आवृत्ति हार्मोनिक प्रदूषण को प्रभावी रूप से समाधान करता है, कैपेसिटर की लंबाई अधिक से अधिक 37% बढ़ाता है और हार्मोनिक उल्लंघन दंड के कारण पीवी आउटपुट कटौती से बचाता है।
