
1. पारितोषिक आणि चुनौती
स्वच्छ उर्जा स्रोतांचे (प्रकाश-विद्युत, पवन उर्जा, ऊर्जा संचय) वितरित एकीकरण वितरण ट्रान्सफारमर्सवर नवीन मागें लावते:
- अस्थिरतेचे संभालण:स्वच्छ उर्जेचा उत्पादन मौसमवर अवलंबून आहे, ट्रान्सफारमर्सला उच्च ओवरलोड क्षमता आणि गतिशील नियंत्रण क्षमता असणे आवश्यक आहे.
- हार्मोनिक संभालण:विद्युत इलेक्ट्रॉनिक डिव्हाइस (इन्वर्टर, चार्जिंग पायल) हार्मोनिक्स घेऊन येतात, जे नुकसान वाढवतात आणि उपकरणांचे वाढ झालेले बदल घटवतात.
- मल्टी-स्केनेरिओ अनुकूलता:आरोग्यकर फोटोवोल्टेई, इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग पायल, आणि माइक्रोग्रिड्स यांसारख्या विविध स्केनेरिओंशी संगत असणे आणि कस्टमाइज्ड वोल्टेज/क्षमता समर्थन करणे आवश्यक आहे.
- कार्यक्षमता आवश्यकता:संसारभर तपासण्याच्या कठोर कार्यक्षमता मानक (उदा. EU IE4, चीन वर्ग 1 कार्यक्षमता) निर्भर वोल्टेज नुकसान यांचे 40% वर्धन आवश्यक आहे.
2. उपाय डिझाइन
2.1 उच्च-विश्वासार्ह डिझाइन
- सामग्री नवीनता:
- कोर: अमोर्फस गट (निर्भर वोल्टेज नुकसान ≤ 0.3 kW/1000 kVA) किंवा उच्च प्रवाहशीलतेचे सिलिकॉन स्टील वापरून इडी विद्युत नुकसान घटविणे.
- वायंदे: ऑक्सिजन-मुक्त तांबे तार (शुद्धता ≥ 99.99%) वापरून लोड नुकसान घटविणे.
- इन्सुलेशन तंत्रज्ञान:वॅक्युम प्रेशर इम्प्रेग्नेशन (VPI) प्रक्रिया, IP65 संरक्षण रेटिंग प्राप्त करणे, 95% वर आद्रता आणि -40°C ते निम्न तापमान तटस्थता.
- संरचनात्मक अनुकूलन:अंडाकार/गोल कोर डिझाइन, बाहेरील वापरासाठी 20% विस्तार (उदा. रूफटॉप PV).
2.2 बुद्धिमत्तेचे नियंत्रण आणि संरक्षण
- गतिशील वोल्टेज नियंत्रण:
- AI अल्गोरिथम वापरून लोड फ्लक्चुएशन आणि टॅप स्थिती (±10% वोल्टेज रेंज) नियंत्रण आणि निर्गम वोल्टेज स्थिरीकरण.
- दूरी निगराण आणि दोष निदान (उदा. पार्श्विक डिस्चार्ज डिटेक्शन), प्रतिसाद समय <100ms.
- हार्मोनिक संभालण:
- बिल्ट-इन LC फिल्टर किंवा सक्रिय डॅम्पिंग तंत्रज्ञान THD (टोटल हार्मोनिक डिस्टोर्शन) घटविणे <3%.
- ओवरलोड संरक्षण:
- 150% छोट्या काळात ओवरलोड क्षमता 2 तास, स्वच्छ उर्जा उत्पादन शिखरांसाठी.
2.3 मल्टी-स्केनेरिओ अनुप्रयोग उपाय
स्केनेरिओ
|
कस्टमाइज्ड उपाय
|
तंत्रज्ञानी पॅरामीटर
|
आरोग्यकर PV
|
डुअल-वायंदा अलगाव डिझाइन, अन्तर्गत प्रवाह संरक्षण
|
इनपुट वोल्टेज: 0.4kV DC; निर्गम वोल्टेज: 220V AC
|
EV चार्जिंग
|
विस्तृत वोल्टेज इनपुट (300V–500V), तेज चार्जिंग मोड समर्थन
|
कार्यक्षमता ≥98.5%, संरक्षण रेटिंग IP54
|
माइक्रोग्रिड
|
अनेक युनिट्सचे समान्तर वापर, अनुकूल विद्युत वितरण
|
क्षमता कस्टमाइजेशन: 0.5–800kVA
|
औद्योगिक ऊर्जा संचय
|
उच्च आवृत्ती अलगाव (3kV इन्सुलेशन), DC घटकांचे संभालण
|
आवृत्ती संगतता: 50/60Hz द्विमोड
|
2.4 कार्यक्षमता आणि पर्यावरणीय अनुकूलन
- कमी नुकसान डिझाइन:
- पारंपारिक सिलिकॉन स्टील ट्रान्सफारमर्सपेक्षा 40% कमी निर्भर वोल्टेज नुकसान; पूर्ण लोड कार्यक्षमता ≥98.5%.
- पर्यावरणीय प्रक्रिया:
- एपोक्सी रेझिन/फ्लोराइड्स निरस्त करणे; बायोडिग्रेडेबल इन्सुलेटिंग तेल (IEC 61039 अनुसार).
- तापीय नियंत्रण:
- बलपूर्वक वायु शीतलन + तापमान नियंत्रण प्रणाली, तापमान वाढ ≤100K, जीवनकाल 25 वर्ष.
3. नवीनतेंचा सारांश
- मल्टी-ऑब्जेक्टिव सहकारी नियंत्रण:
गाउसियन मिश्रण मॉडेल (GMM) फ्यूझन रणनीती वापरून वोल्टेज स्थिरता आणि नुकसान न्यूनतमीकरण दोन्ही बळावर ताळमül.
- कस्टमाइजेशन लोच:
वोल्टेज, क्षमता, संरक्षण रेटिंग (IP00–IP65), आणि इंटरफेस प्रोटोकॉल्स यांचे मॉड्यूलर कस्टमाइजेशन समर्थन.
- स्वच्छ उर्जा अनुकूलता:
PV स्केनेरिओ: अन्तर्गत प्रवाह आणि द्वीपकरण संरक्षण.
पवन उर्जा स्केनेरिओ: अन्तर्गत विस्तार डिझाइन (अन्तर ≤0.1mm).
4. अनुप्रयोग स्थिती
- चीन वितरित PV प्रकल्प:
500 युनिट्सचे 20kVA एकल-फेज ट्रान्सफारमर्स इंटीग्रेटेड बुद्धिमत्तेचे वोल्टेज नियंत्रण साथ. PV नियंत्रण दर 12% कमी; परत वेळ 5 वर्ष.
- कॅलिफोर्निया तेज चार्जिंग स्टेशन:
कस्टम 100kVA ट्रान्सफारमर्स (इनपुट: 480V AC, निर्गम: 240V DC). चार्जिंग कार्यक्षमता 15% वाढ; हार्मोनिक्स 2% ते संभालण.
5. भविष्यातील दिशा
- विस्तृत बैंडगॅप सेमिकंडक्टर इंटीग्रेशन:
SiC/GaN डिव्हाइस वापरून स्विचिंग आवृत्ती वाढ, आकार 30% कमी.
- डिजिटल ट्विन O&M:
आयोटी-आधारित जीवनकाल अंदाज निर्माण यामुळे O&M खर्च 25% कमी.
- नीतिगत बाजार:
संसारभर स्वच्छ उर्जा ट्रान्सफारमर बाजार 15% CAGR ने वाढत आहे, 2030 पर्यंत $10 बिलियन USD अतिक्रमण अपेक्षित आहे.