ამერიკული სტანდარტის დისტრიბუციული ტრანსფორმატორის გადაწყვეტილებები კანადური ფოტოვოლტაიკური აპლიკაციებში: ონტარიოს 50MW სოლარული ქარხნების შემთხვევითი კეისი

1. პროექტის კონტექსტი​

• ონტარიოში, კანადაში მდებარე 50MW ფოტოვოლტაიკური ელექტროსადგურისთვის საჭირო იყო ძლიერი გამოსახულება, რათა ინვერტორების 600V გამომყევი დამრგვალება 34.5kV-ზე გრიდში ინტეგრირებისთვის. შედეგებით შეეხებოდა ექსტრემალურ ზედიზედ ტემპერატურებს (-40°C), რაც ტრადიციულ ტრანსფორმატორებს იზოლაციის დეგრადაციას, ცივი სტარტის უწყვეტობას და დაზიანებებს გამოიწვევდა. კანადელი უსაფრთხოების სტანდარტების, კონკრეტულად CSA C22.2 No.47-ის შესასრულებლობა იყო საჭირო საოპერაციო უსაფრთხოების და გრიდის კომპატიბილობის დასარწმუნებლად. პროექტი მოითხოვდა ასევე ANSI/IEEE C57.12.00-ის შესასრულებლობას პერფორმანსის ბენჩმარკებისთვის და DOE ეფექტურობის სტანდარტებს ენერგიის დაკარგვის მინიმიზაციისთვის.

2. VZIMAN-ის გამოსახულება​

VZIMAN-მა განვითარა კუთხით შესასრულებელი ამერიკული სტანდარტის დისტრიბუციის ტრანსფორმატორის სისტემა დაvanced ინჟინერინგისა და სმარტ ტექნოლოგიების ინტეგრაციით:

2.1 ბუნებრივი დიზაინი და ეფექტურობის ოპტიმიზაცია​

• დუალური გარდაქმნის კონფიგურაცია: 3150kVA ტრანსფორმატორი სილიკონ სტალის/ნანოკრისტალური ბუნებრივით აღწერდა 98% ეფექტურობას ვოლტაჟის გარდაქმნაში და შეამცირებდა უტვირთო დაკარგვებს 15%-ით ტრადიციული მოდელების შედარებით. მოდულური სკელაბილიტეტი შესაძლებლობას მისცა მომავალში კაპაციტეტის გაფართოება ზრდის ფოტოვოლტაიკური გენერაციისთვის.
• DOE-ის შესასრულებლობა: უკეთესი ბუნებრივი გეომეტრია და მასალის შერჩევა შესასრულებლობას უზრუნველყო DOE Tier 3-ის სტრიქონიანი ეფექტურობის მოთხოვნების შესასრულებლობა, რამაც შეამცირებდა ციკლურ დახარჯებს.

2.2 ექსტრემალური ცივის ადაპტირება​

• პრეჰეიტინგი და ტერმიკი მენეჯმენტი: ჩართული ელექტრო გამათბობელები და რეალური ტემპერატურის სენსორები უზრუნველყო -40°C-ზე უსაფრთხო სტარტი, რამაც შეამატა სტარტის წარმატების პროცენტი 99%-მდე.
• კრიოგენური მასალები: რუსტავის სტალის დაფერდები და ეპოქსი-რეზინის იზოლაცია დაუშვებელი იყო თიხის ინდუქტირებული იზოლაციის დარღვევა.

​2.3 სმარტ მონიტორინგი და დაცვა​

• IoT-ის დამხმარე დიაგნოსტიკა: ინტეგრირებული სმარტ ტერმინალები უზრუნველყო რეალური დროში ვოლტაჟის, ქსელის და ტემპერატურის მონიტორინგი, რამაც ამოწმებდა ავტომატური ფაზის ბალანსირებას და რეაქტიული ძალის კომპენსაციას.
• პრედიქტიული მექანიკა: მანქანური სწავლა ანალიზირებდა მონაცემებს MEC (მრავალფუნქციონალური ენერგიის კონტროლერი) მოწყობილობებიდან, რამაც პრედიქტირებდა ხარვეზებს 30 დღით წინ, რამაც შეამცირებდა უგეგმილ გათიშვებს 70%-ით.

​2.4 სერტიფიკაცია და კომპატიბილობა​

• UL/CUL სერტიფიკაცია: სრული შესასრულებლობა UL 506 და CSA C22.2 No.47 სტანდარტების მიერ უზრუნველყო უსაფრთხოება და ინტეროპერაბილობა ჩრდილოეთ ამერიკის გრიდებში.
• ANSI/IEEE C57.12.00-ის დასასრული: სტანდარტიზებული ბუშინგის დიზაინი და გრაუნდინგის პროტოკოლები უზრუნველყო სილამაზე ინტეგრაცია არსებულ გრიდის ინფრასტრუქტურასთან.

​3. მიღებული შედეგები​

​3.1 გრიდის სტაბილურობის გაუმჯობესება​

• ვოლტაჟის კვალიფიკაცია მიაღწია 100%, ჰარმონიული დეფორმაცია შეამცირებდა <2%, რამაც ელიმინირებდა PV-ის გამოწვეულ გადატვირთვას.
• ენერგიის ტრანსპორტირების დაკარგვები შეამცირებდა 12% ბუნებრივი დიზაინის გაუმჯობესებით.

​3.2 სიმართლე სუსტ პირობებში​

• ცივი სტარტის უწყვეტობის რატიო შეამცირებდა 70%-ით, მექანიკური ინტერვალები გაიზრდა 40%-ით დურაბლივი მასალების და ტერმიკ კონტროლის გამო.

3.3 რეგულატიული და ეკონომიკური სარგებელები​

• UL/CUL სერტიფიკაცია უზრუნველყო ბაზარში შესასვლელი გზა, რამაც აცილებდა $2M/წელს კომპლიანსის დაკარგვების გამო.
• მოდულურობა და DOE-ის შესასრულებლობა შეამცირებდა საკუთრების სრული დახარჯების 18% 20 წლის განმავლობაში.

​3.4 ოპერაციული ინტელექტი​

• დისტანციური მონიტორინგი შეამცირებდა ხელით ინსპექციებს 30%-ით, ხოლო პრედიქტიული მექანიკა შეამცირებდა უგეგმილ გათიშვებს 70%-ით.