Gegeweëde Oplossing vir Eenfase Verspreidingstransformers in Hernubare Energie-scenario's: Tegniese Innovasie en Multi-Scenario Toepassing

1. Agtergrond en Uitdagings​

Die verspreide integrasie van hernubare energiebronne (fotovoltaïese (PV), windkrag, energieopslag) stel nuwe eise aan verdeeltransformatore:

• ​Versuimbehandeling:​​ Hernubare energie-uitset is weerafhanklik, wat vereis dat transformatore hoë oorlaadvermoë en dinamiese reguleringsvermoëns besit.
• ​Harmonieke Drukking:​​ Krag-elektroniese toestelle (invertere, laaistasies) voer harmonieke in, wat lei tot verhoogde verliese en toestel-veroudering.
• ​Multi-Situasie Aanpasbaarheid:​​ Moet met 'n verskeidenheid situasies soos woonstig PV, EV-laai-stasies, en mikrogroepies kompatibel wees, en ondersteun aangepaste spanning/kapasiteit.
• ​​​ Streng wêreldwye doeltreffendheidstandaarde (bv. EU IE4, China Klasse 1 Doeltreffendheid) vraag meer as 40% vermindering in leeglaai-verlies.

2. Oplossingontwerp​

​2.1 Hoëbetroubare Ontwerp​

• ​Materiaal Innovasie:​​
  • Kern: Amorfus legging (leeglaai-verlies ≤ 0.3 kW/1000 kVA) of hoë-permeabiliteit silikon-staal om vloedstroom-verlies te verminder.
  • Windinge: Sauerstofvry koperdraad (puurheid ≥ 99.99%) om belaai-verlies te verminder.
• ​Isolasietegnologie:​​ Vakuumdruk Impregnasie (VPI) proses, wat 'n IP65 beskermingsgraad bereik, bestand teen vochtigheid >95% en lae temperature tot -40°C.
• ​Strukturele Optimering:​​ Ovaal/rond kern-ontwerp, wat ruimtebenutting met 20% verbeter, geskik vir kompakte installasies (bv. dak-PV).

​2.2 Intelligente Beheer en Beskerming​

• ​Dinamiese Spanningsregulering:​​
  • Gebruik AI-algoritmes om belaai-fluktuasies te voorspel, en pas outomaties tap-posisies (±10% spanningsbereik) aan om uitvoerspanning te stabiliseer.
  • Ondersteun afstandbediening en foutdiagnose (bv. gedeeltelike ontlading-opsporing), met reaksietyd <100ms.
• ​Harmonieke Vermindering:​​
  • Ingeboude LC-filters of aktiewe dempingstegnologie druk THD (Totale Harmoniese Verstoring) na <3%.
• ​Oorlaadbekerming:​​
  • 150% korttydige oorlaadvermoë gedurende 2 ure, wat hernubare energie-uitsetpieke akkommodeer.

2.3 ​Multi-Situasie Toepassingsoplossings​

2.4 ​Doeltreffendheid en Omgewingsoptimering​

• ​Lae-verliesontwerp:​​
  • Leeglaai-verlies vermindert met 40% ten opsigte van tradisionele silikon-staal transformatore; Volle-belaaideffektiwiteit ≥98.5%.
• ​​​
  • Elimineer epoxyhars/fluoridaat; gebruik biodegradeerbare isolerende olie (in ooreenstemming met IEC 61039).
• ​Termiese Bestuur:​​
  • Geforceerde lugkoeling + temperatuurbeheersisteem, temperatuurstyg ≤100K, leeftyd verleng tot 25 jaar.

3. Opsomming van Innovasies​

• ​Multi-doelwit Samewerkende Beheer:​​
  Maak gebruik van 'n Gaussian Mixture Model (GMM) fusiestrategie om spanningsstabiliteit met verliesminimisering te balanseer.
• ​​​
  Ondersteun modulaire aanpassing van spanning, kapasiteit, beskermingsgraad (IP00–IP65), en koppelvlak-protokolle.
• ​​​

PV-situasies: Anti-rugstroom en eiland-beskerming.

Windkrag-situasies: Anti-trillingsontwerp (amplitude ≤0.1mm).

4. Toepassingsgevalle​

• ​​​
  Geïnstalleer 500 eenhede van 20kVA enkelfasige transformatore met geïntegreerde intelligente spanningsregulering. PV-beperkingkoers verlaag met 12%; terugbetalingstyding verkort tot 5 jaar.
• ​​​
  Aangepaste 100kVA transformatore (Invoer: 480V AC, Uitvoer: 240V DC). Laaieffektiwiteit verhoog met 15%; harmonieke gedruk tot 2%.

5. Toekomstige Rigtings​

• ​​​
  Adopsie van SiC/GaN toestelle om swaartempo te verhoog, volume vermindering met 30%.
• ​​​
  IoT-gebaseerde leeftydsvoorspellingsmodelle om O&M-koste te verlaag met 25%.
• ​​​
  Wêreldwye hernubare energie-transformator-mark groei met 15% CAGR, voorspel om $10 miljard USD te oorskry by 2030.