راهکار یکپارچه: ترانسفورماتورهای نصب شده بر روی پد بهبود دهنده کارایی و قابلیت اطمینان در سیستم های فتوولتائیک پخش شده

1. نقش اصلی ترانسفورماتور پاد مونت (PMT) در سیستم‌های فتوولتائیک پخش‌شده​

ترانسفورماتور پاد مونت (PMT) یک ترانسفورماتور کاملاً بسته‌بندی شده و جعبه‌ای است که مستقیماً روی یک پلکان بتونی در سطح زمین نصب می‌شود (پاد). این ترانسفورماتور برای بالا بردن ولتاژ و اتصال به شبکه در نیروگاه‌های فتوولتائیک پخش‌شده مناسب است. عملکردهای اصلی آن شامل موارد زیر است:

• ​تبدیل ولتاژ:​​بالا بردن ولتاژ خروجی پایین از مبدل‌های فتوولتائیک (مثلاً 0.8kV) به 10kV یا 35kV برای رعایت الزامات اتصال به شبکه.
• ​یکپارچه‌سازی سیستم:​​یکپارچه‌سازی دستکش‌های ولتاژ بالا، دستگاه‌های محافظت و تجهیزات اندازه‌گیری، کاهش مساحت مورد نیاز و افزایش قابلیت اطمینان سیستم.
• ​ایزولاسیون ایمنی:​​طراحی کاملاً بسته‌بندی شده که قابلیت مقاومت در برابر گرد و غبار، رطوبت و فرسایش را فراهم می‌کند و امکان عملکرد در محیط‌های خارجی سخت را می‌دهد.

2. پارامترهای فنی کلیدی و دستورالعمل‌های انتخاب ترانسفورماتور پاد مونت​

2.1 اصول تطابق ظرفیت​

• ​محاسبه ظرفیت:​​باید کمی بزرگتر از حداکثر توان خروجی سیستم فتوولتائیک (معمولاً در حدود 1.1~1.2 برابر با ظرفیت اسمی) باشد.

• مثال: پروژه 19.9MW فتوولتائیک با 8 واحد 2.5MVA PMT (ظرفیت کل 20MVA).
• ​سطح ولتاژ:​​انتخاب 10kV یا 35kV بر اساس ولتاژ نقطه اتصال به شبکه (مثلاً پروژه 8.3MW در شانگهای با اتصال به شبکه 10kV).

​2.2 پارامترهای انتخابی اصلی​

2.3 طراحی سازگاری​

• ​تطابق با مبدل:​​محدوده ولتاژ ورودی باید شامل ولتاژ خروجی مبدل (مثلاً 0.8kV → 10kV) باشد.
• ​یکپارچه‌سازی دستگاه‌های محافظت:​​فیوز‌های داخلی، دستگاه‌های محافظت از سرخرگ (آرام‌سازهای بلندی)، و سنسورهای دما؛ رابط‌های برای دستگاه‌های محافظت خارجی از جزیره‌سازی و جداکننده‌های خطا.

3. طرح‌های یکپارچه‌سازی سیستم ترانسفورماتور پاد مونت​

​یکپارچه‌سازی نظارت هوشمند​

• ​پیکربندی سنسورها:​​نظارت زنده بر دما، جریان و ولتاژ.
• ​رابط ارتباطی:​​پشتیبانی از پروتکل Modbus یا IEC 61850 برای یکپارچه‌سازی در سیستم‌های نظارت فتوولتائیک (مثلاً Acrel-1000DP).
• ​محافظت ایمنی:​​

دستگاه ضد جزیره‌سازی:قطع در 0.5 ثانیه پس از تشخیص قطع برق شبکه.

تشخیص قوس الکتریکی:تشخیص هوشمند خطا با هوش مصنوعی (مثلاً راه‌حل هواوی).

4. مطالعات موردی کاربردی معمول ترانسفورماتور پاد مونت​

4.1 پروژه فتوولتائیک پخش‌شده 19.9MW​

• ​پیکربندی PMT:​​8 واحد ترانسفورماتور پاد مونت 2.5MVA، نصب شده در نزدیکی 4 زیرстанسیون برای اتصال نزدیک به اتاق‌های توزیع 10kV.
• ​نتایج:​​تولید برق سالانه 14.95 میلیون کیلووات ساعت، کارایی سیستم >80%，电缆长度减少30%。

4.2 上海8.3兆瓦屋顶光伏项目​

• ​解决方案特点：​​
  • 5个PMT（2台2.5MVA + 2台1.6MVA + 1台0.8MVA）与不同容量的逆变器组匹配。
  • 光纤环网数据传输，实现远程功率预测和调度响应。

4.3 抗环境干扰设计​

• ​高风区：​​加强安装支架固定件（例如抗风载组件）。
• ​高湿度环境：​​使用防盐雾涂层（沿海项目）和具有PID恢复功能的逆变器。

5. 经济效益与运维优化​

5.1 投资回报率 (ROI)：​​

• 长春500千瓦项目：年发电量584,000千瓦时，自用回报率12.2%，回收期约5.3年。

5.2 运维策略：​​

• 智能诊断：IV曲线扫描实现实时故障组件定位。
• 预防性维护：基于温度数据的变压器过载风险警报。

4.1 پروژه فتوولتائیک پخش‌شده 19.9 MW​

• ​پیکربندی PMT:​​8 واحد ترانسفورماتور پاد مونت 2.5 MVA، نصب شده در نزدیکی 4 زیرستانسیون برای اتصال نزدیک به اتاق‌های توزیع 10 kV.
• ​نتایج:​​تولید برق سالانه 14.95 میلیون کیلووات ساعت، کارایی سیستم >80٪، کاهش طول کابل 30٪.

4.2 پروژه فتوولتائیک روی سقف شانگهای 8.3 MW​

• ​ویژگی‌های راه‌حل:​​
  • 5 واحد PMT (2 واحد 2.5 MVA + 2 واحد 1.6 MVA + 1 واحد 0.8 MVA) مطابق با گروه‌های مبدل با ظرفیت‌های مختلف.
  • شبکه حلقه نوری برای انتقال داده، امکان پیش‌بینی توان از راه دور و پاسخ به تنظیم.

4.3 طراحی مقاومت در برابر تداخلات محیطی​

• ​مناطق باددار:​​تجهیزات پایداری قوی (مانند اجزای مقاوم در برابر بار باد).
• ​محیط‌های رطوبتی بالا:​​استفاده از پوشش‌های مقاوم در برابر نمک (برای پروژه‌های ساحلی) و مبدل‌های با قابلیت بازیابی PID.

5. مزایای اقتصادی و بهینه‌سازی O&M​

5.1 بازگشت سرمایه (ROI):​​

• پروژه 500 kW چانگچون: تولید سالانه 584,000 kWh، نرخ بازگشت سرمایه خودمصرف 12.2٪، دوره بازگشت سرمایه ≈5.3 سال.

5.2 استراتژی عملیات و نگهداری (O&M):​​

• تشخیص هوشمند: اسکن منحنی IV برای محل‌یابی مؤلفه‌های خراب شده در زمان واقعی.
• نگهداری پیشگیرانه: هشدارهای خطر بیش‌باری برای ترانسفورماتورها بر اساس داده‌های دما.