PV və batareya enerjisi saxlama sistemləri üçün yüksəldici transformatorların dizaynı: İkitərəfli enerji axını, istilik gərginliyi və qorunmanın idarə edilməsi

Fotovoltaik (PV) enerji istehsalı və batareya enerji saxlama sistemləri (BESS) ilə əlaqədar artan inteqrasiya bərpa olunan enerji elektrik paylayıcı şəbəkələrinə qoşulma üsullarını dəyişdirir.

Əsasən istehsal olunan elektrik enerjisini ixrac edən ənənəvi günəş elektrik stansiyalarından fərqli olaraq, hibrid PV-BESS obyektləri bir neçə rejimdə işləyə bilər: günəş enerjisinin ixracı, batareyaların şəbəkədən və ya günəş enerjisi ilə dolması, saxlanan enerjinin buraxılması və şəbəkəyə dəstək xidmətlərinin göstərilməsi.

Bu dəyişən iş rejimləri fotovoltaik yüksəldici substansiyası və onunla əlaqəli transformatorlar üçün yeni mühəndislik tələbləri yaradır.

Düzgün mühəndislik üsulu ilə hazırlanmış i̇ki istiqamətli güc axını transformatoru müxtəlif yük profillərini qəbul etməli, qəbul edilə bilən istilik performansını saxlamalı, müəyyən edilmiş elektrik pozğunluqlarına davam gətirməli və koordinasiyalı qoruma sistemi daxilində işləməlidir.

Güneş enerjisi EPC müqaviləçiləri, BESS inteqratorları, kommunal mühəndisləri və sənaye elektrik sistemləri dizaynerləri üçün transformatorun seçilməsi layihənin etibarlılığı və ömrü boyu xərclərin idarə edilməsinin əsas hissəsidir.

Bu təlimat PV və BESS inteqrasiyasının elektrik, istilik və qoruma çətinliklərini araşdırır və müasir hibrid bərpa olunan enerji layihələri üçün uyğun yüksəldici transformatorun necə seçildiyini izah edir.

1. PV-BESS Hibrid Güc Sistemlərinin Anlaşılması

1.1 Günəş Enerjisi ilə Yaddaş Birliyinin Güc Paylanmasını Necə Dəyişdirdiyi

Adi şəbəkəyə qoşulmuş fotovoltaik elektrik stansiyasında günəş invertorları fotovoltaik modullardan alınan DC elektrik enerjisini AC elektrik enerjisinə çevirir.

Yüksəldici transformator invertor çıxış gərginliyini tələb olunan orta gərginlikli paylanma səviyyəsinə, məsələn, 10 kV, 20 kV və ya 35 kV-ə yüksəldir.

Güc adətən günəş enerjisi generasiya avadanlığından toplama şəbəkəsinə və ya elektrik şəbəkəsinə yönəlir, lakin köməkçi yükler və bəzi iş rejimləri məhdud tərs axını yarada bilər.

Batareya enerjisi saxlama sistemi daxil edildikdə elektrik arxitekturası daha mürəkkəb olur.

Hibrid PV-BESS quraşdırması bir neçə rejimdə işləyə bilər:

Əməliyyat rejimi	Enerji axını	Transformatorun nəzərə alınması
Solar generation	PV inversiyası → Transformator → Şəbəkə	Davamlı generasiya yüklənməsi
Şəbəkədən batareyanın dolması	Şəbəkə → Transformator → BESS PCS	Tərs aktiv güc axını
Batareya boşalır	BESS PCS → Transformator → Şəbəkə	İxrac yüklənməsi və termal performans
Güneş enerjisi və BESS ixracı	PV + BESS → Transformator → Şəbəkə	Birləşdirilmiş maksimum çıxış
Şəbəkə dəstəyi	İkitərəfli aktiv/reaktiv güc mübadiləsi	Gərginlik tənzimlənməsi və qorunma koordinasiyası
Hazırlıq	Minimal aktiv güc ötürülməsi	Yüksüz itkilər və köməkçi tələb

AC-əlaqəli sistemlərdə fotovoltaik invertorlar və batareya enerjisi çevirmə sistemləri (PCS) ümumi bir AC toplama şəbəkəsinə qoşula bilər.

Sistem tutumu və elektrik arxitekturasından asılı olaraq, xüsusi BESS transformatoru, paylaşılan yüksəldici transformator və ya çoxlu transformator konfiqurasiyaları istifadə edilə bilər.

1.2 Niyə iki istiqamətli güc axını vacibdir

Adi transformator ümumiyyətlə gərginlik, cərəyan, izolyasiya, istilik və qoruma həddləri nəzərə alınmaqla AC gücünü hər iki istiqamətdə ötürə bilir.

Buna görə də, i̇ki istiqamətli güc axını tamamilə fərqli bir transformator maqnit dizaynını əlbəttə tələb etmir .

Mühəndislik çətinliyi hibrid günəş və saxlama sistemləri ilə əlaqədar iş şəraitindən yaranır.

Bunlara aşağıdakılar daxil ola bilər:

• Doldurma və boşalma arasında təkrar dəyişikliklər.

• Gündə dəyişən yükləmə.

• Invertor tərəfindən yaradılan harmonik cərəyanlar.

• Reaktiv güc mübadiləsi.

• Potensial dəyişən cərəyanın enjeksiyası.

• Müxtəlif iş rejimlərində fərqli qısa qapanma cərəyanı töhfələri.

• Yığılma şəbəkəsi üzrə gərginlik dəyişiklikləri.

• Uzun müddətli enerjiləndirilmiş gözləmə rejimi.

Fotovoltaik yüksəldici transformator yalnız güc axını istiqaməti ilə deyil, bu faktiki iş şəraitlərinə görə qiymətləndirilməlidir.

2. İstilik gərginliyi və yüklənmə çətinlikləri BESS yüksəldici transformatorlarında

2.1 Şarj və boşalma zamanı istilik siklları

İstilik performansı seçilmə zamanı əsas nəzərə alınan amildir. BESS yükseldirici transformator .

Transformator sarımlarının və izolyasiya mayesinin temperaturu əsasən elektrik itki, soyutma şəraiti, ətraf mühit temperaturu və əvvəlki yüklənmə tarixi ilə müəyyən olunur.

Batteriyalı enerji saxlama stansiyası bir gündə bir neçə dəfə yüklənmə və boşalma dövrlərini yaşaya bilər.

Məsələn, bir batteriya sistemi günorta saatlarında yüksək günəş enerjisi hasilatı zamanı yüklənə, axşam saatlarında pik yük dövründə boşalara və orta dövrlərdə əlavə şəbəkə xidmətləri təmin edə bilər.

Güc axını istiqamətini dəyişdirmək özü-özünə eyni RMS cərəyanında əlavə istiləşməyə səbəb olmasa da, cərəyanın qiymətində tez-tez dəyişikliklər təkrarlanan istiləşmə və soyuma dövrlərinə gətirib çıxara bilər.

Bu dövrlər aşağıdakılara təsir göstərə bilər:

• Sarımların isti nöqtəsinin temperaturuna.

• İzolyasiyanın yaşlanma sürətinə.

• Termal genişlənmə və daralmağa.

• Sarımların dayaq strukturlarına təsir edən mexaniki yükləməyə.

• Uzunmüddətli neft və izolyasiya vəziyyəti.

Nəticədə yaranan temperatur dəyişikliyi transformatorun yüklənmə müddətindən və istilik zaman sabitlərindən asılıdır.

Beləliklə, transformatorun ölçüsünü təyin edərkən yalnız nominal PCS güc göstəricisini deyil, tam əməliyyat profilini nəzərə almaq lazımdır.

2.2 Transformatorun isti nöqtə temperaturunun qiymətləndirilməsi

Transformatorun izolyasiya ömrü sarımın isti nöqtə temperaturundan əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənir.

Yağla soyudulan transformatorlar üçün təxmini isti nöqtə temperaturu aşağıdakı kimi ifadə oluna bilər:

θH = θA + ΔθTO + ΔθH

Burada:

• θH: Sarımların isti nöqtəsinin temperaturuna.

• θA: Ətraf mühitin temperaturu.

• δθTO: Yuxarı yağ temperaturunun ətraf mühit temperaturundan artımı.

• δθH: Yuxarı yağ temperaturundan yuxarı sarımın isti nöqtəsinin qradiyenti.

Aktual temperatur artımı yükdən, soyutma dizaynından, transformatorun həndəsi formasından və işləmə tarixindən asılı olaraq dəyişir.

Mühəndislər yükün qiymətləndirilməsini layihə spesifikasiyasına görə IEEE C57.91 və ya IEC 60076-7 kimi müvafiq təlimatlara əsasən aparmalıdırlar.

BESS quraşdırılmaları üçün tipik zaman seriyası yük profili adi nominal tutum hesablamasında görünməyə biləcək termal riskləri müəyyən etməyə kömək edə bilər.

2.3 DC cərəyanının verilməsi və nüvənin doyması

Güc elektronik çeviriciləri müəyyən şərtlərdə AC çıxışlarına kiçik DC komponentlərini daxil edə bilərlər.

Çoxlu DC cərəyanının verilməsi transformator nüvəsində maqnit meyllərinə səbəb ola bilər və bu da aşağıdakılara səbəb ola bilər:

• Maqnitləşdirmə cərəyanında artım.

• Ürəyin doyması.

• Əlavə dağıntı itkiləri.

• Yerli istiləşmə.

• Akustik səs-küyündə artım.

• Qeyri-normal titrəmə.

Lakin yaxşı dizayn edilmiş şəbəkəyə qoşulan invertorlar və PCS avadanlıqları DC enjeksiyanı məhdudlaşdırmaq üçün nəzərdə tutulmuş idarəetmə və qoruma funksiyalarını daxil edir.

DC ofseti enerji keyfiyyəti və avadanlıq uyğunluğuna tələb kimi qiymətləndirilməlidir; iki istiqamətli işləmənin qeyri-mümkün nəticəsi kimi qəbul edilməməlidir.

Transformator istehsalçıları uyğunluğu qiymətləndirərkən PCS istehsalçısının müəyyən etdiyi DC enjeksiya həddini soruşmalıdır.

3. Harmonik distorsiyon və Transformator Hibrid PV-BESS sistemlərində itki

3.1 Güc elektronikası çeviricilərinin əhəmiyyəti nədən irəli gəlir?

Fotovoltaik invertorlar və batareya PCS avadanlıqları elektrik enerjisinin çevrilməsi üçün yarımkeçirici açıq-qapalı işləmə və idarəetmə alqoritmlərindən istifadə edirlər.

Bu çevrilmə prosesləri harmonik cərəyan komponentlərinin yaranmasına səbəb ola bilər.

Çeviricinin topologiyasından, açıq-qapalı işləmə tezliyindən, idarəetmə strategiyasından və süzgəcdən asılı olaraq müvafiq harmonik komponentlər 5-ci, 7-ci, 11-ci və 13-cü harmonikləri, həmçinin daha yüksək tezlikli komponentləri əhatə edə bilər.

Aktual harmonik spektri avadanlığın istehsalçısından və ya uyğun enerji keyfiyyəti tədqiqatından əldə edilməlidir.

Harmonik cərəyanlar aşağıdakıları artırmağa ola bilər:

• Sarğılarda vorteks cərəyan itkiləri.

• Konstruktiv komponentlərdə qeyri-müəyyən itkilər.

• Əlavə keçirici isinməsi.

• Ümumi transformatorun istilik yüklənməsi.

• Geniş sistemdə rezonansla əlaqəli potensial elektrik gərginliyi.

Harmoniklərlə əlaqəli örtük cərəyanı itkiləri tezlikdən asılı olduğu üçün yalnız əsas tezlikdəki RMS cərəyanının qiymətləndirilməsi bəzi itki töhfələrini aşağı qiymətləndirə bilər.

3.2 BESS transformatorlarının K-faktor reytinqlərinə ehtiyacı varmı?

K-faktor, xüsusilə bəzi quru tip transformator tətbiqlərində, müəyyən qeyri-xətti yük xüsusiyyətlərini yerinə yetirmək qabiliyyətini təsvir etmək üçün geniş istifadə olunur.

Lakin ixtiyari K-4, K-9 və ya K-13 reytinqinin seçilməsi maye-doldurulmuş günəş enerjisi və enerji saxlama addım-yuxarı transformatorları üçün universal tələb deyil.

Orta gərginlikli maye-doldurulmuş transformatorlar üçün daha uyğun mühəndislik yanaşması gözlənilən harmonik spektri və nəticədə əlavə itkiləri qiymətləndirməkdir.

IEEE C57.110 standartı öz təyin olunmuş miqyası daxilində qeyri-sinusoidal yük cərəyanı şəraitində transformator qabiliyyətinin qiymətləndirilməsi ilə əlaqəli üsullar təqdim edir.

Tövsiyə olunan mühəndislik addımları aşağıdakılardır:

1. PV invertoru və BESS PCS harmonik cərəyan məlumatlarını əldə edin.

2. Şarj və boşalma rejimlərində gözlənilən iş şəraitini qiymətləndirin.

3. Lazım gələn hallarda əlavə sarğı və saçılmalı itki hesablamalarını aparın.

4. Sarğının temperaturunun yüksəlməsini və izolyasiya yüklənməsini təsdiqləyin.

5. Xüsusi sarğı konstruksiyasının, əlavə soyutmanın və ya gücün azaldılmasının tələb olunub-olmadığını müəyyən edin.

Bu tətbiqə xas yanaşma, uzunmüddətli performansı qoruyarkən transformatorun lazım olmayan şəkildə böyüdülməsindən çəkinməyə kömək edir.

3.3 Harmoniklə bağlı istilik gərginliyinin azaldılması

Invertor xüsusiyyətlərinə və layihə tələblərinə görə transformator mühəndisliyi üçün variantlar aşağıdakıları ola bilər:

• Optimal sarğı keçirici dizaynı.

• Uyğun keçirici transpozisiyası və ya sarğı düzülüşü.

• Əlavə istilik marjası.

• Soyutma qabiliyyətinin yaxşılaşdırılması.

• Müəyyən edilmiş harmonik yüklənmə şəraitində itki qiymətləndirilməsi.

• İnvertor və ya sistem səviyyəsində koordinasiyalı süzgəcləmə.

Harmonik süzgəcləmə ümumiyyətlə PCS təchizatçısı, EPC müqaviləçisi və şəbəkəyə qoşulma dizayneri tərəfindən aparılan sistem səviyyəli mühəndislik qərarıdır.

Transformatorun dizaynı yalnız hybrid enerji stansiyasında mövcud olan bütün harmonik problemləri həll edə bilməz.

4. İkitərəfli güc axını üçün gərginlik tənzimlənməsi və tap çeynjerinin seçimi

4.1 Hibrid sistemlərdə gərginlik artımı və gərginlik düşməsi

Transformatorun terminal gərginliyi aktiv və reaktiv gücün istiqamətindən və miqdarından, transformatorun impendansından və qoşulmuş şəbəkənin xarakteristikalarından asılıdır.

PV generasiyası və ya BESS boşalması zamanı güc ixracı bəzi qoşulma nöqtələrində gərginlik artımına səbəb ola bilər.

Şəbəkədən yüklənmə zamanı idxal edilən enerji gərginlik düşməsinə səbəb ola bilər.

Lakin, real gərginlik reaksiyası həmçinin reaktiv güc idarəetməsindən, sistemin impendansından, yuxarı istiqamətdə gərginlik tənzimlənməsindən və şəbəkənin iş rejimindən asılıdır.

Hibrid PV-BESS quraşdırmalarında gərginlik tənzimlənməsi buna görə inverter, transformator və şəbəkəyə qoşulma sistemi üzrə koordinasiya olunmalıdır.

4.2 Söndürülən dövrəli tap dəyişdiricilər və yüklənmiş dövrəli tap dəyişdiricilər

Güc transformatorlarında iki ümumi tap dəyişdirici düzülüşündən istifadə olunur.

Söndürülən dövrəli tap dəyişdirici (DETC)

Söndürülən dövrəli tap dəyişdirici yalnız transformator istehsalçının təlimatlarına uyğun olaraq təhlükəsiz şəkildə söndürüləndə transformatorun sarım nisbətinin tənzimlənməsinə imkan verir.

Əlaverilər:

• Nisbətən sadə konstruksiya.

• Daha aşağı başlanğıc maliyyə xərcləri.

• Mexaniki mürəkkəbliyin azalması.

• İşləmə gərginliyi dəyişikliklərinin digər avadanlıqlar tərəfindən idarə edilə biləcəyi şərtlərdə uyğunluq.

Yükləmə altında tap dəyişdirici (OLTC)

Yüklənmə altında işləyən və enerjiləndirilmiş qalır transformator üçün OLTC tap dəyişikliklərinə imkan verir, lakin bu, onun dizaynı və işləmə məhdudiyyətlərinə tabedir.

Şəbəkə gərginliyi şəraitləri aktiv transformator nisbətinin tənzimlənməsini tələb etdikdə OLTC sistemləri uyğun ola bilər.

Lakin BESS tez-tez yüklənib boşaldığı üçün avtomatik olaraq OLTC tələb olunmur.

Müasir invertor əsaslı resurslar öz qabiliyyətləri və şəbəkə qaydaları tələbləri çərçivəsində gərginlik və reaktiv güc idarəetməsi təmin edə bilər.

Tez-tez tap əməliyyatları həmçinin əlavə texniki xidmət tələblərini yarada bilər.

Mühəndislik tövsiyəsi: OLTC avadanlığı seçilməzdən əvvəl invertorun Volt-VAR qabiliyyətlərini, orta gərginlikli şəbəkənin tənzimlənməsini, şəbəkəyə qoşulma tələblərini və gözlənilən tap əməliyyat tezliyini qiymətləndirin.

5. Doğru Fotovoltaik Qaldırıcı Substansiyasının Arxitekturasının Seçilməsi

5.1 İnteqrasiya Olunmuş PV-BESS Qaldırıcı Substansiyaları

Afotovoltaik yüksəldici substansiyası aşağı voltajlı bərpa olunan enerji avadanlığını orta voltajlı toplama şəbəkəsinə qoşmaq üçün tələb olunan elektrik avadanlığını birləşdirir.

Dizaynına görə inteqrasiya olunmuş transformator stansiyası aşağıdakıları daxil edə bilər:

• Yuxarı voltajlı paylayıcı transformator.

• Orta voltajlı açar aparatı və ya halqa əsaslı qurğu (RMU).

• Aşağı voltajlı gələn açar aparatı.

• Mühafizə və idarəetmə cihazları.

• Ölçmə avadanlığı.

• Zirvə qorunması.

• Köməkçi elektrik sistemləri.

• Nəzarət və rabitə interfeysləri.

İnteqrasiya olunmuş həll sahədə ayrı-ayrılıqda quraşdırılan komponentlərin sayını azalda bilər və avadanlığın yerləşdirilməsini sadələşdirə bilər.

Potensial layihə faydaları, sahənin daha kiçik ölçüsünü təmin etmək, zavodda inteqrasiya olunmuş qoşulmaları, avadanlıqların koordinasiyasının yaxşılaşdırılmasını və quraşdırma planlaşdırmasının sadələşdirilməsini əhatə edir.

Bununla belə, son quraşdırma cədvəli torpaq işlərinə, kommunal xidmətlərin təsdiqinə, sahədə testlərə və ümumi tikinti proqramına bağlıdır.

5.2 İnteqrasiya olunmuş transformator stansiyası və modullu avadanlıq düzülüşü

Seçim amili	İnteqrasiya olunmuş yüksəldici transformator stansiyası	Modullu avadanlıq düzülüşü
Texnikaların yerləşdirilməsi	Zavodda inteqrasiya olunmuş paket	Ayrı-ayrı transformator və açar aparat blokları
Sahənin ölçüsü	Potensial olaraq kompakt	Avadanlıqlar arasındakı məsafəyə görə dəyişir
Fabrik inteqrasiyası	Daha yüksək dərəcədə əvvəlcədən montaj	Sahədə daha çox koordinasiya tələb oluna bilər
Dayanıqlıq Girişi	Qoruyucu konstruksiyaya daxil edilməlidir	Cihazların daha yaxşı ayrılması təmin edilə bilər
Gələcəkdə genişlənmə	Paket dizaynından asılıdır	Tez-tez daha böyük planlaşdırma esnekliyi təklif edir
Tipik tətbiq	Günəş/BESS blokları və kompakt sahələr	Böyük və ya mürəkkəb transformator stansiyaları

İstifadəçi miqyaslı hibrid elektrik stansiyaları üçün avadanlıq arxitekturası texniki xidmət ediləbilərliliyə, genişləndirmə tələblərinə, elektrik təmizliklərinə, təhlükəsizliyə və ümumi quraşdırılmış məsrəflərə əsaslanaraq seçilməlidir.

5.3 İkidəfə aşağı gərginlikli sarım transformator dizaynı

Bəzi PV-BESS elektrik stansiyaları fotovoltaik invertor və batareya PCS üçün ayrı aşağı gərginlikli sarğılarla transformatorlardan istifadə edir.

Bu konfiqurasiya iki çevirici sistemi üçün ayrı elektrik interfeysləri təmin edə bilər, lakin ortaq orta gərginlikli qoşulmadan istifadə edir.

Potensial üstünlüklər aşağıdakılardır:

• Ayrı aşağı gərginlikli qoşulma düzülüşləri.

• Sarğı gərginliklərinin seçilməsində daha böyük çeviklik.

• Bəzi xarici AC birləşdirici avadanlıqların tələbatının azalması.

• Tətbiqə xas impedans və torpaqlama dizaynı.

Lakin ayrı sarğılar bütün iş rejimlərində qoşulmuş sistemlər arasındakı tam elektrik izolyasiyasını təmin etmir.

Qısa qapanma cərəyanları, sarğılar arasında əlaqə, gərginlik keçidləri və qorunma koordinasiyası transformatorun çoxsarğı ekvivalent sxeması ilə qiymətləndirilməlidir.

Beləliklə, iki ikincil sarğılı dizayn tələb olunan güclər, sarğı gərginlikləri, vektor qrupu, impedanslar və qısa qapanma xüsusiyyətləri əsasında müəyyən edilməlidir.

6. Transformator İki istiqamətli PV-BESS işi üçün qorunma

6.1 İstiqamətli artıq cərəyan qorunması

Ənənəvi paylayıcı qorunma, qısa qapanma cərəyanının əsasən istifadəçi təchizatından qoşulmuş yüklərə doğru axdığı fərzinə əsaslanıb.

Hibrid PV-BESS sistemləri iş rejimi, invertor idarəetməsi və şəbəkə konfiqurasiyasından asılı olaraq müxtəlif qısa qapanma cərəyanı verən yollar təqdim edə bilər.

Qısa qapanma istiqamətini fərqləndirmək lazım olduqda ANSI 67 və 67N kimi istiqamətli artıq cərəyan funksiyaları uyğun ola bilər.

Digər qorunma funksiyaları aşağıdakıları daxil edə bilər:

ANSI funksiyası	Mühafizə funksiyası	Tətbiq Üstünlüyü
50/51	Ani/zamanlı artıq cərəyan	Faza qısa qapanma qorunması
50N/51N	Torpaqlanma üzərindən artıq cərəyan	Yer qısa qapanma aşkarlaması
67/67N	İstiqamətli artıq cərəyan	Çoxsaylı mənbələrin mövcud olduğu zaman qüsurların fərqləndirilməsi
87T	Transformatorun diferensial mühafizəsi	Transformatorun daxili qüsurlarının aşkar edilməsi
49	Termal qoruma	İstilik yükü monitorinqi
27/59	Aşağı/yüksək gərginlik	Qeyri-normal gərginlik şəraiti
81U/81O	Aşağı/yüksək tezlik	Şəbəkə tezliyi pozuntuları

Qoruma seçimi transformatorun ölçüsündən, qoşulma konfiqurasiyasından, şəbəkə kodu tələblərindən və elektrik stansiyasının arxitekturasından asılıdır.

İstiqamətli qorumalar yalnız aktiv gücün istiqamətini dəyişə biləcəyi üçün təyin edilməməlidir; onların zəruriliyi qoruma koordinasiyası tədqiqatı ilə müəyyən edilməlidir.

6.2 Gərginlik zirvəsi qoruması və izolyasiya koordinasiyası

Fotovoltaik və BESS quraşdırmaları şimşək səbəbli gərginlik zirvələri, keçid keçidləri və gərginlik pozuntuları ilə üzləşə bilər.

Transformatorun izolyasiya sistemi gözlənilən elektrik mühitinə uyğunlaşdırılmalıdır.

Mühüm parametrlər aşağıdakılardır:

• Cihazlar üçün ən yüksək gərginlik.

• Şimşək impulslu dayanıqlılıq səviyyəsi.

• Güc tezliyində dielektrik dayanıqlılıq.

• Gərginlik zirvəsi məhduddurucularının qiymətləndirilməsi.

• Quruluşun torpaqlanma təşkili.

• Kabel izolyasiyasının xüsusiyyətləri.

• Köməkçi keçid şəraitləri.

Metal-oksidli qısaqapanma arıqlayıcılar sistem izolyasiyasının koordinasiya tələblərinə uyğun olaraq daxil edilə bilər.

Onların seçimi quruluşun torpaqlanma sistemi, ən yüksək davamlı iş gərginliyi, müvəqqəti artıq gərginlik şəraitləri və gözlənilən qısaqapanma mühiti nəzərə alınmaqla aparılmalıdır.

6.3 Transformatorun monitorinqi və SCADA inteqrasiyası

Böyük FV-BESS elektrik stansiyaları tez-tez mərkəzləşdirilmiş nəzarət və məlumat toplama (SCADA) sistemlərini daxil edirlər.

Transformatorun dizaynı və layihə tələblərindən asılı olaraq, monitorinq aşağıdakıları əhatə edə bilər:

• Yuxarı yağ temperaturu.

• Sarğı temperaturunun göstərilməsi və ya qiymətləndirilməsi.

• Maye səviyyəsi.

• Təzyiqin azaldılması qurğusunun vəziyyəti.

• Lazım gəldikdə qazın toplanmasının qarşısını almaq.

• Soyutma sisteminin vəziyyəti.

• Sinyal və avtomatik dayandırma kontaktları.

Buxholz releləri adətən bütün qapalı paylayıcı transformatorlar deyil, uyğun konserver tipli maye ilə batırılmış transformatorlarla əlaqəli olur.

Monitoring məlumatları uyğun idarəetmə interfeysi vasitəsilə zavod səviyyəsində SCADA və ya enerji idarəetmə sistemlərinə qoşula bilər.

Belə inteqrasiya vəziyyətin monitorinqini, texniki xidmət planlaşdırılmasını və operativ görünüşlüyü dəstəkləyə bilər.

7. IEEE və IEC standartları üçün PV-BESS yüksəldici transformatorlar

Beynəlxalq bərpa olunan enerji layihələri tətbiq olunan transformator standartlarını və yerli şəbəkəyə qoşulma tələblərini ödəməlidir.

Aşağıdakı standartlar müvafiq texniki istinadları təmin edir.

Standart	Müraciət sahəsi	PV-BESS layihələrinə uyğunluq
IEEE C57.159	Paylanmış fotovoltaik enerji istehsal sistemlərində transformatorlar üçün təlimat	PV invertoru transformatoru tətbiqi üzrə təlimat
IEEE C57.12.00	Maye ilə soyudulan transformatorlar üçün ümumi tələblər	Transformatorların quruluşu və performansı
IEEE C57.110	Qeyri-sinusoidal yük cərəyanlarında transformatorların imkanları	Garmonik itki və yüklənmə qiymətləndirilməsi
IEEE C57.91	Mineral yağla batırılmış transformatorların yüklənməsi	Termal performans və izolyasiyanın yaşlanması
IEC 60076-1	Güc transformatorları üçün ümumi tələblər	Bərpa olunan dəyərlər və ümumi spesifikasiyalar
IEC 60076-2	Maye ilə soyudulan transformatorlar üçün temperatur artımı	Termal sınaq və həddi qiymətlər
IEC 60076-5	Qısa qapanmaya davam gətirmə qabiliyyəti	Qısa qapanmaya davam gətirmə tələbləri
IEC 60076-7	Mineral yağla batırılmış transformatorlar üçün yükləmə təlimatı	Yüklənmə dövrü qiymətləndirilməsi
IEC 60076-16	Külək turbinləri üçün transformatorlar	Əsasən külək turbinləri üçün yüksəldici transformatorlara aiddir
IEEE 1547	Paylanmış enerji resurslarının şəbəkəyə qoşulması	Onun təqdir dairəsindəki paylanmış enerji resursları üçün şəbəkə interfeysi tələbləri

IEC/IEEE 60076-16 xüsusi olaraq külək turbinləri üçün yüksəldici transformator tətbiqləri üçün nəzərdə tutulub. Onu xüsusi PV-BESS transformator standartı kimi təqdim etmək olmaz.

Eyni şəkildə IEEE C57.159 paylanmış fotovoltaik transformator tətbiqləri üçün yönüm verir, lakin ümumi transformator dizaynı, sınaq və şəbəkəyə qoşulma standartlarının əvəzinə keçmir.

Hibrid quraşdırmalar üçün mühəndislər tətbiq oluna bilən tələbləri ayrıca göstərməlidirlər və müəyyən müddəaların seçilmiş transformator konfiqurasiyasına uyğun olub olmadığını təsdiqləməlidirlər.

8. Günəş və BESS transformatorları üçün izolyasiya mayelərinin seçilməsi

İzolyasiya mayesinin seçimi dielektrik performansına, istilik keçirilməsinə, yanğın təhlükəsizliyinə və ətraf mühitə təsir göstərir.

8.1 Minerallı yağ transformatorları

Minerallı yağ hələ də maye batırılmış transformatorlar üçün ümumi izolyasiya və soyutma maddəsidir.

Onun üstünlükləri arasında möhkəmlənmiş istehsal üsulları, geniş yaygınlığı, sübut edilmiş işləmə təcrübəsi və ümumiyyətlə rəqabətli başlanğıc dəyəri daxildir.

8.2 Təbii ester izolyasiya mayeləri

Təbii ester mayeləri yanğın təhlükəsizliyi və ətraf mühitə təsiri vacib olan quraşdırmalar üçün artan ölçüdə nəzərdə tutulur.

Ənənəvi minerallı izolyasiya yağı ilə müqayisədə uyğun təbii ester mayeləri ümumiyyətlə aşağıdakıları təklif edir:

• Daha yüksək yanma nöqtələri.

• Əlverişli biodeqradasiya xüsusiyyətləri.

• Fərqli nəm idarəetmə xüsusiyyətləri.

• Seçilmiş yanma həssas tətbiqlərdə potensial üstünlüklər.

Bəzi kommersiya təbii efir mayelərinin alov nöqtəsi 300 °C-dən yuxarıdır.

Lakin seçilmiş maye transformator izolyasiya sistemi, möhürlər, soyutma düzəlmişi və texniki xidmət prosedurları ilə uyğun olmalıdır.

Maye seçimi həmçinin tətbiq olunan yanğın qorunması qaydalarını, saxlama tələblərini və layihənin ekoloji spesifikasiyalarını nəzərə almalıdır.

Heç təbii efir mayesi, heç də mineral yağ tək bir performans xüsusiyyətinə əsaslanaraq seçilməməlidir.

9. Hibrid PV-BESS layihəsi üçün praktik transformator ölçüsü

Aşağıdakı dizayn parametrləri ilə illustrativ hibrid quraşdırmanı nəzərdə tutun:

• PV invertoru tutumu: 3 MW.

• BESS PCS çıxış tutumu: 2 MW.

• BESS PCS giriş tutumu: 2 MW.

• Orta gərginlikli toplama sistemi: 35 kV.

• Ümumi dəyişən cərəyan toplama düzülüşü.

Əgər idarəetmə sistemi FES və BESS-in eyni zamanda maksimum aktiv güc göstəricilərində ixrac etməsinə imkan verirsə, birləşmiş çıxış belə olar:

3 MW + 2 MW = 5 MW

0,95 gücləndirici faktoru ilə təxminən görünən güc tələbi belədir:

S = P / PF

S = 5000 kW / 0,95 = 5263 kVA

Beləliklə, əvvəlcədən mühəndislik qiymətləndirməsi hesablanan görünən gücdən yuxarı transformator reytinqlərini nəzərdə tutmaq olar; lakin bu, tələb olunan iş rejimi, soyutma şəraiti və tətbiq olunan standartlara müvafiq olmalıdır.

Ancaq faktiki seçimin aparılması üçün əlavə amillər də araşdırılmalıdır.

Məsələn, əgər elektrik stansiyasının idarəetmə qurğusu ümumi ixracı 4 MW ilə məhdudlaşdırırsa, uyğun transformator yüklənmə tələbi fərqli ola bilər.

Eyni şəkildə, batareya doldurulması günəş enerjisi generasiyasından, şəbəkədən və ya hər ikisindən enerji təchizatına görə əlavə güc axını senariləri yarada bilər.

Son transformatorun nominal qiyməti aşağıdakıları əhatə edən tam işləmə matrisindən müəyyən edilməlidir:

1. Maksimum eyni zamanda PV və BESS ixracı.

2. İcazə verilən maksimum şəbəkə idxalı.

3. Reaktiv güc işləmə hədləri.

4. Harmonik yüklənmə.

5. Transformatorun köməkçi yükü.

6. Ətraf mühitin temperaturu.

7. Gələcəkdə tutum genişləndirməsi.

8. İcazə verilən aşırı yüklənmə şərtləri.

Çox sarımlı transformatorlar üçün hər bir sarımın da fərdi nominal qiyməti və cari hədlərinə uyğun olub-olmadığı qiymətləndirilməlidir.

Əsas prinsip — transformatorun ölçüsünü quraşdırılmış avadanlıqların nominal qiymətlərinin cəmi deyil, ən böyük ehtimal olunan elektrik və istilik iş şəraitinə uyğun seçməkdir.

10. Czan-su Din-sin Elektrik şirkətinin xüsusi PV-BESS yüksəldici transformator həlləri

Czan-su Din-sin Elektrik — beynəlxalq elektrik infrastruktur bazarlarına xidmət edən paylayıcı transformatorlar, güc transformatorları və hazır quruluşlu transformator stansiyaları istehsal edən şirkətdir.

Transformator sənayesində 30 il üzərində təcrübəyə malik olan Din-sin, bərpa olunan enerji, sənaye paylanması və enerji təchizatı layihələri üçün istehsal və tətbiqi mühəndislik dəstəyi təmin edir.

10.1 Günəş enerjisi və akkumulyator saxlama layihələri üçün xüsusi transformatorlar

PV və BESS tətbiqləri tez-tez ənənəvi kommersiya paylanma layihələrindən fərqli elektrik konfiqurasiyaları tələb edir.

Din-sin müştərilərlə aşağıdakı layihəyə xas tələbləri nəzərdən keçirmək üçün əməkdaşlıq edir:

• Orta gərginlikli transformatorların qiymətləndirilməsi.

• PV invertorlarının və BESS PCS-lərin qoşulma düzümü.

• Birincil və ikincil gərginlik birləşmələri.

• Tək və ya çoxsaylı aşağı gərginlikli sarğılar.

• Transformator vektor qrupları.

• İmpedans tələbləri.

• İzolyasiya mayesinin seçimi.

• Soyutma təchizatı.

• Açık hava üçün qablaşdırma konfiqurasiyaları.

• Mühafizə və monitorinq aksesuarları.

35 kV sinifli toplama sistemləri ilə əlaqədar layihələrdə tələb olunan gərginlik, tutum, açar aparatı düzülüşü və quraşdırma şəraiti əsasında fərdiləşdirilmiş inteqrasiya olunmuş transformator stansiyası dizaynları qiymətləndirilə bilər.

10.2 İkitərəfli enerji axını üçün mühəndislik dəstəyi

Etibarlı PV-BESS inteqrasiyası transformator dizaynı ilə sistem səviyyəsində elektrik mühəndisliyi arasındakı əlaqəni tələb edir.

Texniki spesifikasiya nəzərdən keçirilməsi zamanı vacib nəzərə alınacaq məqamlar aşağıdakılardır:

İstilik qiymətləndirməsi: Yükləmə dövrlərini, ətraf mühit temperaturunu və sarım temperaturunun artmasını qiymətləndirin.

Harmonik qiymətləndirməsi: Əlavə itki hesablamaları və ya dizayn tədbirləri tələb olunub-olunmadığını müəyyən etmək üçün invertor və PCS harmonik məlumatlarını nəzərdən keçirin.

Elektrik Konfiqurasiyası: Sarım gərginliyini, impendansı, vektor qrupunu və torpaqlama təşkilatını hibrid enerji sistemi ilə uyğunlaşdırın.

Mühafizə uyğunluğu: Transformatorun mühafizə tələblərini sistem relye və açma-qapama təşkilatı ilə koordinasiya edin.

Sınaq və sənədləşdirmə: İstehsaldan əvvəl tətbiq oluna bilən IEEE/IEC tələbləri, zavod qəbulu meyarları və texniki sənədləşdirmə müəyyən edilməlidir.

Dingxin günəş enerjisi EPC müştəriləri, bərpa olunan enerji inkişaf etdiriciləri və BESS inteqrasiya partnyorları üçün fərdiləşdirilmiş transformator spesifikasiyaları üzrə müzakirələri dəstəkləyə bilər.

Həqiqi məhsul xüsusiyyətləri, uyğunluq statusu, sınaq miqyası və mövcud konfiqurasiyalar layihəyə xas texniki sənədlərə əsasən təsdiqlənməlidir.

11. PV-BESS yüksəldici transformatorlarla bağlı tez-tez verilən suallar

İki istiqamətli güc axını transformatoru nədir?

İki istiqamətli güc axını transformatoru aktiv gücün hər iki istiqamətdə axa biləcəyi elektrik sisteminə tətbiq olunan transformatordur.

Ənənəvi AC transformatorlar ümumiyyətlə gücün hər iki istiqamətdə ötürülməsinə imkan verir, lakin qarışıq bərpa olunan enerji tətbiqləri yük dövrlərinin, harmoniklərin, gərginlik tənzimlənməsinin və qorunmanın əlavə qiymətləndirilməsini tələb edə bilər.

BESS yüksəldici transformatoru ənənəvi günəş transformatorundan necə fərqlənir?

BESS addım-yuxarı transformatoru yüklənmə, boşalma, gözləmə və reaktiv güc dəstəyi şəraitində işləyə bilər.

Ənənəvi günəş enerjisi generasiya tətbiqi ilə müqayisədə onun iş rejimi fərqli yüklənmə dövrlərini və enerji keyfiyyəti tələblərini əhatə edə bilər.

Transformatorun dizaynı faktiki PCS xüsusiyyətlərinə və sistem iş şəraitinə uyğun olmalıdır.

Bir transformator həm PV invertorlarını, həm də BESS PCS avadanlığını birləşdirə bilərmi?

Bəli. Elektrik arxitekturası, sarım qiymətləndirmələri, gərginlik səviyyələri, qoruma koordinasiyası və istilik tutumu düzgün mühəndislik üsulları ilə hazırlanarsa, ortaq transformator tərtibi mümkündür.

Seçimlərə ümumi aşağı gərginlikli avtobus və ya çoxsarım transformator dizaynı daxildir.

İkitərəfli güc axını transformatorun doymasına səbəb olurmu?

Öz-özünə yox.

Nüvə doyması, gərginlik-tezlik nisbətinin artması, DC meyl və ya müəyyən keçici şərait kimi maqnit iş şəraitləri ilə əlaqədardır.

Normal AC aktiv gücün axını istiqaməti yalnız öz-özünə transformator nüvəsinin doymasına səbəb olmur.

BESS quraşdırmaları üçün K-faktorlu transformatorlar mütləqdirmi?

Xarici yükləmə harmonikləri faktiki PCS cərəyan spektri və tətbiq olunan transformator dizayn metodologiyası əsasında qiymətləndirilməlidir.

Hər bir maye-dolğulu BESS transformatoru üçün xüsusi K-faktor işarəsi mütləq kimi qəbul edilməməlidir.

PV-BESS yüksəldici substansiyasında OLTC tələb olunurmu?

Əlbəttə ki, belə deyil.

OLTC tələbləri şəbəkə gərginliyi şəraitinə, invertorun reaktiv güc imkanlarına, şəbəkə tənzimləmə strategiyasına və layihə spesifikasiyalarına əsaslanır.

Bir çox quraşdırma invertor və şəbəkə səviyyəsində gərginlik tənzimləməsi ilə birləşdirilmiş enerjisiz tap düzülüşündən istifadə edir.

PV-BESS transformatorlarına hansı standartlar tətbiq olunur?

Müvafiq istinadlar IEEE C57.159, IEEE C57.12.00, IEEE C57.110, IEC 60076-1, IEC 60076-2, IEC 60076-5 və tətbiq olunan yükləmə təlimatlarını əhatə edə bilər.

Şəbəkəyə qoşulma tələbləri ayrıca nəzərdə tutulmalıdır.

Transformator istehsalçısı hibrid PV-BESS layihələrini necə dəstəkləyə bilər?

İstehsalçı layihəyə xas transformator seçimi, sarım konfiqurasiyası, itki qiymətləndirilməsi, izolyasiya dizaynı, termal performans qiymətləndirilməsi, aksesuar seçimi və zavodda sınaq sənədlərinin tərtib edilməsini dəstəkləyə bilər.

Son avadanlıq spesifikasiyası EPC müştərisi, PCS təchizatçısı, şəbəkə mühəndisi və transformator istehsalçısı arasında koordinasiya edilməlidir.

12. Nəticə: Etibarlı Mühəndislik PV-BESS Güc İnfratamili

Günəş enerjisi generasiyası və batareyalı enerji saxlama sistemləri daha çox inteqrasiya olunduqca, transformator seçimi ənənəvi nominal gücü və gərginlik uyğunluğundan artıq inkişaf edir.

Etibarlı fotovoltaik yüksəldici substansiyası hibrid bərpa olunan enerji sistemlərinin iş rejim xüsusiyyətlərini dəstəkləməli və eyni zamanda uyğun termal, dielektrik və elektrik performansını qorumaq lazımdır.

Əhəmiyyətli mühəndislik nəzərdə tutulmaları aşağıdakılardır:

• İki istiqamətli aktiv və reaktiv güc axını.

• Dəyişən yükləmə və boşaldma profilləri.

• Garmonik cərəyan xüsusiyyətləri.

• Transformatorun istilik yüklənməsi və izolyasiyanın yaşlanması.

• Gərginlik tənzimlənməsi və tap seçimi.

• Çoxmənbəli qısa qapanma cərəyanı və qoruyucu koordinasiyası.

• Tətbiq oluna bilən IEEE/IEC standartları.

• Uzunmüddətli etibarlılıq və texniki xidmət tələbləri.

Böyükmiqyaslı bərpa olunan enerji layihələri üçün transformator istehsalçıları, EPC müqaviləçiləri, PCS təchizatçıları və enerji şəbəkəsi mühəndisləri arasında erkən koordinasiya inteqrasiya risklərini azalda və avadanlığın uyğunluğunu yaxşılaşdıra bilər.

Fərdiləşdirilmiş PV-BESS yüksəldici transformatoru sifariş edin

Hibrid günəş+enerji saxlama layihəsi hazırlayırsınız ya da mövcud bərpa olunan enerji substantsiyasını yeniləyirsiniz?

Jiangsu Dingxin Electric günəş enerjisi generasiyası, batareya enerjisi saxlaması və orta gərginlikli enerji paylanması üçün fərdiləşdirilmiş transformator və inteqrasiya olunmuş substantsiya həlləri təqdim edir.

Bizim komandamız transformatorun tutumunu, sistem gərginliyini, sarım konfiqurasiyasını, qoruyucu aksesuarları və tətbiq olunan mühəndislik standartlarını daxil olmaqla elektrik tələblərinizi yoxlaya bilər.

Layihəyə xas transformator spesifikasiyasının yoxlanılması və ya texniki RFQ tələbi üçün Dingxin Electric ilə əlaqə saxlayın.

Veb-sayt: https://www.dishinelectric.com/