Solució Integrada: Transformadors a caixa per augmentar l'eficiència i la fiabilitat en sistemes fotovoltaics solars distribuïts

1. El paper central del transformador de plataforma (PMT) en els sistemes fotovoltaics distribuïts​

Un transformador de plataforma (PMT) és un transformador completament tancat, de tipus caixa, instal·lat directament sobre una plataforma de betó a nivell del sol (plataforma). És adequat per a l'augment de tensió i la interconnexió a la xarxa en plantes de generació fotovoltaica (PV) distribuïda. Les seves funcions principals inclouen:

• ​Transformació de tensió:​​Augmenta la baixa tensió produïda pels inversors fotovoltaics (per exemple, 0,8kV) a 10kV o 35kV per complir els requisits d'interconnexió a la xarxa.
• ​Integració del sistema:​​Integra interruptors de alta tensió, dispositius de protecció i equips de mesura, reduint la superfície ocupada i millorant la fiabilitat del sistema.
• ​Aïllament de seguretat:​​El disseny totalment tancat proporciona capacitat anticolors, antihumedat i anticorrosió, permetent el funcionament en entorns exteriors adversos.

2. Paràmetres tècnics clau i orientacions de selecció del transformador de plataforma​

2.1 Principi de correspondència de capacitat​

• ​Càlcul de capacitat:​​Ha de ser lleugerament superior a la potència màxima de sortida del sistema PV (normalment configurat entre 1,1 i 1,2 vegades la potència nominal).

• Exemple: Un projecte PV de 19,9MW equipat amb 8 unitats de PMT de 2,5MVA (capacitat total de 20MVA).
• ​Nivell de tensió:​​Seleccioneu 10kV o 35kV en funció de la tensió del punt de connexió a la xarxa (per exemple, un projecte de 8,3MW a Xangai utilitza una connexió a la xarxa de 10kV).

​2.2 Paràmetres de selecció clau​

2.3 Disseny de compatibilitat​

• ​Compatibilitat amb inversors:​​L'interval de tensió d'entrada ha de cobrir la tensió de sortida dels inversors (per exemple, 0,8kV → 10kV).
• ​Integració de dispositius de protecció:​​Fusibles integrats, para-raigs (parafulminants) i sensors de temperatura; interfícies per a dispositius externs de protecció contra illes i isolació de faltes.

3. Esquemes d'integració del sistema de transformadors de plataforma​

​Integració de monitorització intel·ligent​

• ​Configuració de sensors:​​Monitorització en temps real de la temperatura, corrent i tensió.
• ​Interfície de comunicació:​​Suporta protocol Modbus o IEC 61850 per a la integració en sistemes de monitorització PV (per exemple, Acrel-1000DP).
• ​Protecció de seguretat:​​

Dispositiu anti-illes:Desconnecta en menys de 0,5 segons després de detectar la pèrdua de potència de la xarxa.

Detecció d'arc:Intel·ligent detecció de falla d'arc habilitada per IA (per exemple, solució Huawei).

4. Estudis de casos d'aplicació típica del transformador de plataforma​

4.1 Projecte PV distribuït de 19,9MW​

• ​Configuració de PMT:​​8 unitats de transformadors de plataforma de 2,5MVA, desplegats prop de 4 subestacions per a una connexió propera a sales de distribució de 10kV.
• ​Resultats:​​Generació anual de 14,95 milions de kWh, eficiència del sistema >80%, reducció de la longitud del cablal en un 30%.

4.2 Projecte PV en terrassa de 8,3MW a Xangai​

• ​Característiques de la solució:​​
  • 5 PMT (2 unitats de 2,5MVA + 2 unitats de 1,6MVA + 1 unitat de 0,8MVA) adaptats a grups d'inversors amb diferents capacitats.
  • Xarxa en anell de fibra òptica per a la transmissió de dades, permetent la previsió remota de potència i la resposta a la programació.

4.3 Disseny de resistència a interferències ambientals​

• ​Zones de vents forts:​​Fixacions de suports reforçats (per exemple, components resistent a càrrecs de vent).
• ​Entorns d'alta humitat:​​Utilització de revestiments antisalobre (per projectes costaners) i inversors amb funció de recuperació de la degradació induïda pel potencial (PID).

5. Beneficis econòmics i optimització de l'operació i manteniment​

5.1 Retorn de la inversió (ROI):​​

• Projecte de 500kW a Changchun:Generació anual de 584.000 kWh, taxa de retorn de consum pròpi del 12,2%, període de retorn ≈5,3 anys.

5.2 Estratègia d'operació i manteniment (O&M):​​

• Diagnòstic intel·ligent:Escaneig de la corba IV per a la localització en temps real de components defectuosos.
• Manteniment preventiu:Alertes de risc de sobrecàrrega per a transformadors basades en dades de temperatura.