Fotovoltaika žəne akkumulyatorly energetikalyq saktau ušin jogyrgysh transformatorlardy dizayn dau: eki bağytta quşqyn aǵysty bасqaru, jylu kergisini bасqaru žəne qorğany bасqaru

Küн электрлік (PV) генерациясы мен аккумуляторлық энергия сақтау жүйелерінің (BESS) өсуі жаңартылатын энергия орталықтарының электрлік тарату желілеріне қосылуын өзгертуде.

Негізінде өндірілген электр энергиясын экспорттайтын дәстүрлі күн электрлік орнатулардан айырмашылығы неде? Гибридті PV-BESS кешендері әртүрлі режімдерде жұмыс істей алады: күн электрлік энергиясын экспорттау, аккумуляторларды желіден немесе күн электрлік генерациядан зарядтау, сақталған энергияны шығару және желіні қолдау қызметтерін көрсету.

Бұл өзгермелі жұмыс жағдайлары kүн электрлік көтергіш қосалқы станциясына және оған байланысты трансформаторларға жаңа инженерлік талаптар қояды.

Дұрыс жобаланған екі бағытты қуат ағысы трансформаторы әртүрлі жүктеме профилдеріне сыйымды болуы, қабылданған жылулық сипаттамаларын сақтауы, белгіленген электрлік ақауларға төзімді болуы және ыңғайлас қорғаныс жүйесінде жұмыс істеуі керек.

Күн энергиясын қондыру бойынша EPC-шарткерлер үшін, BESS интеграторлары үшін, коммуналдық инженерлер үшін және өнеркәсіптік электр энергиясы жүйелерін жобалаушылар үшін трансформаторды таңдау сондықтан жобаның сенімділігі мен тіршілік циклының құнын басқарудың маңызды бөлігі болып табылады.

Бұл нұсқау PV және BESS интеграциясының электрлік, жылулық және қорғанысқа қатысты қиындықтарын қарастырады және заманауи гибридті қайта қалпына келтірілетін энергия жобалары үшін сәйкес көтергіш трансформаторды қалай таңдау керектігін түсіндіреді.

1. PV-BESS гибридті электр энергиясы жүйелерін түсіну

1.1 Күн энергиясы мен сақтау жүйесінің қосылуы электр энергиясын таратуды қалай өзгертеді

Дәстүрлі желіге қосылған фототоктық электр станциясында фотоэлектрлік модульдардан тұратын тұрақты ток (DC) электр энергиясын айнымалы токқа (AC) айналдыратын инверторлар орнатылады.

Көтергіш трансформатор инвертор шығысының кернеуін 10 кВ, 20 кВ немесе 35 кВ сияқты қажетті орта кернеулі тарату деңгейіне дейін көтереді.

Қуат әдетте күн энергиясын өндіретін жабдықтан жинау желісіне немесе электр торабына бағытталады, бірақ көмекші жүктемелер мен кейбір жұмыс режимдері шектеулі кері ағысқа әкелуі мүмкін.

Аккумуляторлық энергия сақтау жүйесі енгізілген кезде электрлік архитектура күрделенеді.

Гибридті КЭС-АЭС орнатуы бірнеше режімде жұмыс істеуі мүмкін:

Жұмыс режимі	Энергия ағысы	Трансформаторға назар аудару
Күн энергиясын өндіру	КЭС инверторы → Трансформатор → Торап	Үздіксіз өндірістік жүктеме
Аккумуляторды тораптан зарядтау	Торап → Трансформатор → АЭС ЖБЖ	Кері белсенді қуат ағысы
Аккумулятор разрядылады	BESS PCS → Трансформатор → Желі	Экспорттық жүктеме және жылулық өнімділік
Күн энергиясы және BESS экспортты	Күн энергиясы + BESS → Трансформатор → Желі	Біріктірілген максималды шығыс
Желіні қолдау	Екі бағытты белсенді/реактивті қуат алмасуы	Кернеуді реттеу және қорғау координациясы
Күту режимі	Минималды белсенді қуат берілуі	Жүктемесіз жоғалтулар және қосымша сұраныс

AC-байланыстырылған жүйелерде фотогальваникалық инверторлар мен аккумуляторлық электр энергиясын түрлендіру жүйелері (PCS) ортақ AC жинау желісіне қосылуы мүмкін.

Жүйенің қуаты мен электрлік архитектурасына байланысты арнайы BESS трансформаторы, бірлескен көтергіш трансформаторы немесе бірнеше трансформатор конфигурациялары қолданылуы мүмкін.

1.2 Екі бағытты қуат ағысы неге маңызды

Дәстүрлі трансформатор әдетте кернеу, ток, изоляция, жылу және қорғау шектері сақталған жағдайда екі бағытта да AC қуатын беруге қабілетті.

Сондықтан екі бағытты қуат ағысы трансформатордың магниттік дизайнын толығымен өзгертуге әдетте қажет етпейді .

Инженерлік қиындық гибридті күн энергиясы мен сақтау жүйелерімен байланысты жұмыс істеу шарттарынан туындайды.

Оларға мыналар кіруі мүмкін:

• Қайталанатын зарядтау мен разрядтау өзгерістері.

• Күн ішінде айнымалы жүктеме.

• Инверторлармен қоздырылатын гармоникалық токтар.

• Реактив қуат алмасуы.

• Потенциалды тұрақты токтың енгізілуі.

• Әртүрлі жұмыс режимдерінде ақаулық тогының әртүрлі үлесі.

• Жинау желісі бойынша кернеу өзгерістері.

• Ұзақ уақытқа созылатын қуатпен қоректендірілетін резервтік жұмыс.

Фотоэлектрлік көтергіш трансформатордың таңдалуында тек қуат ағысы бағытына ғана емес, нақты жұмыс жағдайларына да назар аудару қажет.

2. Жылулық кернеу мен жүктеме қиындықтары BESS көтергіш трансформаторларында

2.1 Зарядтау мен разрядтау кезіндегі жылулық циклдау

Жылулық сипаттама — трансформаторды таңдағанда негізгі қарастырылатын фактор. BESS көтергіш трансформаторы .

Трансформатор орамдары мен изоляциялық сұйықтың температурасы негізінен электрлік жоғалтуларға, салқындату шарттарына, ауа температурасына және алдыңғы жүктеме тарихына тәуелді.

Аккумуляторлық сақтау қондырғысы бір күн ішінде бірнеше рет зарядталу мен разрядталу кезеңдерін бастан өткеруі мүмкін.

Мысалы, аккумуляторлық жүйе күн энергиясының жоғары өндірілу кезінде зарядталады, кешкі пик кезінде разрядталады және орташа кезеңдерде торапқа қосымша қызмет көрсетеді.

Қуат ағысын кері бағытта өзгерту RMS тогының осы деңгейінде қосымша қызуға әкелмейді, бірақ ток шамасында жиі өзгерістер қайталанатын қызу мен салқындату циклдарын туғызады.

Бұл циклдар мыналарға әсер етуі мүмкін:

• Орамдардың ыстық нүктесіндегі температура.

• Изоляцияның старение жылдамдығы.

• Жылулық кеңею мен сығылу.

• Орамдардың ұстағыш құрылымдарына әсер ететін механикалық жүктеме.

• Ұзақ мерзімді май мен изоляцияның күйі.

Нәтижелі температураның өзгеруі жүктеменің ұзақтығына және трансформатордың жылулық уақыт тұрақтыларына байланысты.

Сондықтан трансформатордың өлшемін анықтаған кезде тек номиналды PCS қуатының бағасы емес, толық жұмыс істеу профилі ескерілуі керек.

2.2 Трансформатордың ыстық нүктесіндегі температураны бағалау

Трансформатордың изоляциясының қызмет ету мерзімі орамдардың ыстық нүктесіндегі температураға өте көп әсер етеді.

Маймен суытылатын трансформаторлар үшін жуық ыстық нүктесіндегі температура мына түрде көрсетілуі мүмкін:

θH = θA + ΔθTO + ΔθH

Мұнда:

• θH: Орамдардың ыстық нүктесіндегі температура.

• θA: Қоршаған ортаның температурасы.

• δθTO: Амбиенттік температурадан жоғары май температурасының көтерілуі.

• δθH: Май температурасынан жоғары орамдардың қызу нүктесіндегі градиент.

Нақты температураның көтерілуі жүктемеге, салқындату конструкциясына, трансформатордың геометриясына және жұмыс істеу тарихына байланысты өзгереді.

Инженерлер жүктемені бағалау үшін IEEE C57.91 немесе IEC 60076-7 стандарттарындағы нұсқауларды қолдануы керек, бұл проектінің талаптарына байланысты.

BESS орнатулары үшін типтік уақыт-сериялық жүктеме профилі атаулы қуат есебінде көрінбейтін жылулық қауптарды анықтауға көмектеседі.

2.3 Тұрақты ток инжекциясы және өзекшенің қанығуы

Күштік электрондық түрлендіргіштер белгілі бір жағдайларда өз AC шығысына аз мөлшерде тұрақты ток компоненттерін енгізуі мүмкін.

Тұрақты ток инжекциясының артық болуы трансформатор өзекшесінде магниттік ығысуға әкелуі мүмкін, нәтижесінде:

• Магниттейтін токтың артуы.

• Орталықтың қанығуы.

• Қосымша шашыраңқы жоғалтулар.

• Жергілікті қызу.

• Дыбыстық шу деңгейінің артуы.

• Қалыпсыз тербеліс.

Дегенмен, жақсы жобаланған желіге қосылатын инвертерлер мен PCS құрылғылары тұрақты токтың енгізілуін шектеуге арналған басқару мен қорғау функцияларын қамтиды.

Тұрақты токтың ығысуын қуат сапасы мен жабдықтардың үйлесімділігі талабы ретінде бағалау керек, оны екі бағытты жұмыстың болмауы мүмкін салдары деп қабылдамау керек.

Трансформатор өндірушілері үйлесімділікті бағалаған кезде PCS өндірушісінің белгілеген тұрақты ток енгізу шектерін сұрауы керек.

3. Гармоникалық бұрмалау және Трансформатор Gibridtik PV-BESS jүйелеріндегі жоғалтулар

3.1 Nеге қуат электрондық түрлендіргіштер маңызды

Fotovoltaika инверторлары мен аккумуляторлық PCS құрылғылары электрлік энергияны түрлендіру үшін жартылай өткізгіштік ауыстыру мен басқару алгоритмдерін қолданады.

Бұл түрлендіру процестері гармоникалық ток компоненттерін пайда етуі мүмкін.

Түрлендіргіштің топологиясына, ауыстыру жиілігіне, басқару стратегиясына және сүзгішке байланысты өзекті гармоникалық компоненттерге 5-ші, 7-ші, 11-ші және 13-ші гармоникалар, сондай-ақ жоғары жиілікті компоненттер кіруі мүмкін.

Нақты гармоникалық спектрді құрылғы өндірушісінен немесе сәйкес қуат сапасы зерттеуінен алу керек.

Гармоникалық токтар келесілерді арттыруы мүмкін:

• Орамдардағы эдди ток жоғалтулары.

• Құрылымдық компоненттердегі шашыраңқы жоғалтулар.

• Қосымша өткізгіштің қызуы.

• Жалпы трансформатордың жылулық жүктемесі.

• Кеңейтілген жүйедегі резонанстық құбылыстарға байланысты электрлік кернеу.

Гармоникалық эдди-токтың шығындары жиілікке тәуелді болғандықтан, негізгі жиіліктегі RMS тогын бағалау кейбір шығындардың әсерін аз бағалауға әкелуі мүмкін.

3.2 БАЖ трансформаторларына K-коэффициентті бағалау қажет пе?

K-коэффициенті жиі құрамдас (сызықты емес) жүктемелердің белгілі сипаттамаларын қабылдау қабілетін сипаттау үшін қолданылады, әсіресе кейбір құрғақ типті трансформаторлардың қолданылуында.

Дегенмен, кез келген K-4, K-9 немесе K-13 бағалауын таңдау көп жағдайда күнделікті сұйықтықпен толтырылған күн энергиясы мен энергия сақтау үшін қолданылатын көтергіш трансформаторлар үшін универсалды талап емес.

Орта кернеулі сұйықтықпен толтырылған трансформаторлар үшін тиімдірек инженерлік тәсіл — күтілетін гармоникалық спектрді және оның нәтижесіндегі қосымша шығындарды бағалау.

IEEE C57.110 стандарты өзінің анықталған қолданыс аясында синусоидалды емес жүктеме тогы шарттарында трансформатордың қабілетін бағалауға қатысты әдістерді ұсынады.

Ұсынылатын инженерлік қадамдар:

1. PV inverteri men BESS PCS harmonikalyq toky mälımattaryn alu.

2. Zaryadtau men razryadtau rezhımlerında küteldı ketetın jumys sharttaryn baғalaу.

3. Qosımsha ortaqa men qaytarılmań jylymaldardy esepke alǵanda eseplew.

4. Ortaqa temperaturasynyń kөterılıwı men izolyatsiyanyń jukteluını tekseru.

5. Arnalǵan ortaqalardyn qurılysyna, qosımsha sularıwǵa ya da jukteludı azaytuga ehtiyaç bar maǵyndasyn anyqtau.

Bul arnalǵan türdegi tәsıl transformatordıń keremsız ulkeytuinen saqtaydy, sondai-aq uzak merzımdy jumys sapatyn qorǵaydy.

3.3 Harmonikalardan kaynaklanatyn jylmyqtyq kergeyisini azaytu

Inverterlerdıń sypatlary men jumys talaptaryna qaray transformator inzhenerlik sheshımlerı tomendegıler boluyı muḿkıń:

• Optimal ortaqalardyn өtkızgısh dizayny.

• Kerekli өtkızgısh transpozitsiyasy ya da ortaqalardyn ornalasuı.

• Қосымша жылулық шегі.

• Суыту қабілетінің жақсартылуы.

• Анықталған гармоникалық жүктеме кезіндегі жоғалтуларды бағалау.

• Инвертер немесе жүйе деңгейінде үйлесімді сүзгілеу.

Гармоникалық сүзгілеу әдетте PCS тәmin етушісі, EPC контракторы және желіге қосылу дизайнері қатысатын жүйе деңгейіндегі инженерлік шешім.

Трансформатордың жобасы ғана гибридті электр станциясындағы барлық гармоникалық мәселелерді шеше алмайды.

4. Кернеу реттеуі және екі бағытты қуат ағысы үшін реттеуші орамдарды таңдау

4.1 Гибридті жүйелердегі кернеу көтерілуі мен кернеу төмендеуі

Трансформатордың шығыс кернеуі белсенді және реактивті қуаттың бағыты мен шамасына, трансформатордың импедансына және қосылған желінің сипаттамаларына тәуелді.

Фотоэлектрлік генерация кезінде немесе BESS разрядталған кезде қуатты шығару кейбір қосылу нүктелерінде кернеудің көтерілуіне әкелуі мүмкін.

Torapta zaryadtalghan kozde, importtalghan quattyn koldyrylyp qaluyi kergis tusemderine sebeptes bolady.

Birak, naqty kergis reaktsiyasy soyletyn quattyn basqarulyshyna, zhuyenin impedansyna, zhogarydagi kergis retteluyine zhane torabyzdyng ishlep turysynda jaygysyp qaluyina da baylanysty.

Gibrid PV-BESS ornatalarynda kergis retteluyi inverter, transformator zhane torabyzga qosyluysynda koordinatsiyalany dyrys bolady.

4.2 Zhogaryda ishtemegen tap changeryler men ishtep turysan tap changeryler

Quattyn transformatorylarynda eki zhayyly tap ozygertushiler qoldanylady.

Zhogaryda ishtemegen tap ozygertushiler (DETC)

Zhogaryda ishtemegen tap ozygertushiler transformatordy onyn istaytyn talaptaryna saylysyp, ony tolyq toktatqan kozde gana transformatordyn aynalym sanyny ozygertuge mumkindik beredi.

Артықшылықтары:

• Salystyrma turynda qarapayym konstruksiyaly.

• Bashtapyq qymyty tomen.

• Mekhanikalyq karmashtylyq azayady.

• Жұмыс кернеуінің ауытқуларын басқа жабдықтар арқылы реттеуге болатын жағдайларда қолдануға ыңғайлы.

Жүктемелі тап өзгерткіш (ЖТӨ)

Кернеу реттегіші (OLTC) трансформатордың қосылған күйінде және жүктеме тасымалдайтын кезде оның конструкциясы мен жұмыс шектеулеріне сәйкес реттеу таптарын өзгертуге мүмкіндік береді.

Желі кернеуінің шарттары белсенді трансформатор қатынасын реттеуді талап еткен жағдайларда OLTC жүйелері қолданысқа лайықты болуы мүмкін.

Бірақ BESS жиі зарядталып және разрядталып тұрса да, OLTC-ті автоматты түрде қажет етпейді.

Қазіргі заманғы инверторлық негізделген ресурстар өз мүмкіндіктері мен желі коды талаптарына сәйкес кернеу мен реактивті қуатты реттеуі мүмкін.

Жиі тап операциялары қосымша техникалық қызмет көрсету талаптарын да туғызуы мүмкін.

Инженерлік ұсыныс: OLTC жабдығын таңдау алдында инвертордың кернеу–қуат (Volt-VAR) мүмкіндіктерін, орта кернеулі желі реттеуін, желіге қосылу талаптарын және күтілетін тап операцияларының жиілігін бағалаңыз.

5. Дұрыс фотожарықтық көтергіш подстанция архитектурасын таңдау

5.1 Біріктірілген ФЖ–BESS көтергіш подстанциялары

Akүн электрлік көтергіш қосалқы станциясына төмен кернеуі бар жаңартылатын энергия жабдығын орташа кернеуі бар жинау желісіне қосу үшін қажетті электр жабдығын біріктіреді.

Оның конструкциясына қарай интеграцияланған трансформаторлық подстанция мыналарды қамтуы мүмкін:

• Кернеуді көтеретін тарату трансформаторы.

• Орташа кернеуі бар қосқыш құрылғысы немесе сақиналы негізгі құрылғы (RMU).

• Төмен кернеуі бар кіріс қосқыш құрылғысы.

• Қорғану мен басқару құрылғылары.

• Есептеу жабдығы.

• Кернеу шығынынан қорғау.

• Қосымша электр жүйелері.

• Бақылау мен байланыс интерфейстері.

Біріктірілген шешім аймақта орнатылатын бөлек компоненттердің санын азайтып, жабдықтардың орналасуын ыңғайландырады.

Жобаның мүмкін болатын пайдасына аумақтың кішірек болуы, зауытта біріктірілген қосылулар, жабдықтардың ықпалдастығының жақсаруы және орнату жоспарының жеңілдетілуі кіреді.

Дегенмен, соңғы орнату кестесі цивильдық жұмыстарға, коммуналдық қызметтердің рұқсатына, аймақтағы сынақтарға және жалпы құрылыс бағдарламасына тәуелді.

5.2 Біріктірілген трансформаторлық подстанция мен модульді жабдықтар орналасуы

Таңдау факторы	Біріктірілген кернеуді көтеретін подстанция	Модульді жабдықтар орналасуы
Жабдықтардың орналасуы	Зауытта біріктірілген жинақ	Бөлек трансформатор мен қосқыш құрылғылары
Аймақтағы аумақ	Мүмкін болатын тартылған	Жабдықтардың орналасу қашықтығына байланысты
Зауытта интеграцияланған	Алдын ала жинақталу дәрежесі жоғары	Салада көбірек координация қажет болуы мүмкін
Қызметкерлерге қол жетімділігі	Қорғағыш конструкцияның дизайнына енгізілуі тиіс	Жабдықтардың кеңістіктегі ажыратылуын арттыруы мүмкін
Болашақта кеңею	Пакеттің дизайнына байланысты	Жиірек жерлердің орналасуында көбірек икемділік ұсынады
Типтік қолдану	Күн энергиясы/BESS блоктары мен компакт аумақтар	Үлкен немесе күрделі трансформаторлық подстанциялар

Коммунальдық деңгейдегі гибридтік электр станциялары үшін жабдықтардың архитектурасын сақтауға ыңғайлылығы, кеңейту талаптары, электрлік аралықтар, қауіпсіздік және жалпы орнатылған құны негізінде таңдау керек.

5.3 Екі төменгі кернеу орамды трансформатордың жобасы

Кейбір ФЭ-АЖБЖ электр станцияларында фотогальваникалық инвертор мен аккумуляторлық PCS үшін бөлек төменгі кернеу орамдары бар трансформаторлар қолданылады.

Бұл конфигурация екі түрлендіргіш жүйесі үшін бөлек электрлік интерфейстерді қамтамасыз етеді, бірақ орташа кернеу қосылуы ортақ болады.

Мүмкін болатын артықшылықтар:

• Тәуелсіз төменгі кернеу қосылу орналасуы.

• Орам кернеуін таңдауда көбірек икемділік.

• Кейбір сыртқы айнымалы токты біріктіру жабдықтарына деген қажеттіліктің азаюы.

• Қолданысқа арналған импеданстің және жерге қосудың жобасы.

Дегенмен, бөлек орамдар барлық жұмыс режимдерінде қосылған жүйелер арасында толық электрлік изоляцияны қамтамасыз етпейді.

Авариялық токтар, орамдардың байланысуы, кернеу импульстері және қорғанудың координациясы трансформатордың көп орамды эквиваленттік схемасын пайдаланып бағалануы керек.

Сондықтан екі екіншілік дизайн қажетті қуат рейтингтеріне, орам кернеулеріне, векторлық топқа, импеданстарға және қысқа тұйықталу сипаттамаларына негізделіп анықталуы керек.

6. Трансформатор Екі бағытты ФЭЖ-БАЖЖ жұмысы үшін қорғау

6.1 Бағытты артық тоқ қорғауы

Дәстүрлі тарату қорғауы қателік тоғының негізінен пайдаланушы қоректендіруінен қосылған жүктемелерге қарай ағатынын болжауға негізделуі мүмкін.

Гибридті ФЭЖ-БАЖЖ жүйелері әртүрлі қателік тоғының қосылу жолдарын енгізуі мүмкін, бұл жұмыс режиміне, инвертордың басқаруына және желі конфигурациясына байланысты.

Қателік бағытын ажырату қажет болған жағдайда ANSI 67 және 67N сияқты бағытты артық тоқ функциялары қолданысқа лайықты болуы мүмкін.

Басқа қорғау функцияларына мыналар кіруі мүмкін:

ANSI функциясы	Қорғау функциясы	Қолдану ескертуі
50/51	Лездік/уақытты артық тоқ	Фазалық қателік қорғауы
50N/51N	Жерге қосылған токтың артуы	Жерге қосылу ақауын анықтау
67/67N	Бағытталған токтың артуы	Бірнеше көздер бар жағдайда ақаулықты анықтау
87T	Трансформатордың дифференциалды қорғанысы	Трансформатордың ішкі ақаулығын анықтау
49	Жылу қорғау	Жылулық асыра жүктеу бақылауы
27/59	Кернеудің төмендеуі/жоғарылауы	Қалыпты емес кернеу жағдайлары
81U/81O	Жиіліктің төмендеуі/жоғарылауы	Желі жиілігінің бұзылуы

Қорғаныс таңдауы трансформатордың өлшеміне, жерге қосылу конфигурациясына, желі коды талаптарына және өндірістің архитектурасына байланысты.

Бағытты қорғанысты тек белсенді қуаттың бағыты өзгеруі себебінен ғана көрсетпеуге болады; оның қажеттілігі қорғаныс координациясының зерттеуі арқылы анықталуы тиіс.

6.2 Кернеу шабуылынан қорғаныс пен изоляцияның координациясы

Фотоэлектрлік және BESS орнатулары күнделікті шабуылдардан, қосу ауысу процестерінен және кернеу бұзылуларынан пострадуы мүмкін.

Трансформатордың изоляциялық жүйелері күтілетін электрлік ортамен координациялануы тиіс.

Маңызды параметрлерге мыналар жатады:

• Жабдық үшін ең жоғары кернеу.

• Күнделікті импульсқа төзімділік деңгейі.

• Қуат жиілігіндегі диэлектрлік төзімділік.

• Импульстық шашыратқыштардың сипаттамалары.

• Жерлендіру орналасымдары.

• Кабельдің изоляциялық сипаттамалары.

• Қосу-ажырату кезіндегі өтпелі жағдайлар.

Металл-оксидті импульстық шашыратқыштар жүйенің изоляциялық ықпалдастыру талаптарына сәйкес қолданылуы мүмкін.

Оларды таңдаған кезде жерлендіру жүйесі, ең жоғары үздіксіз жұмыс кернеуі, уақытша ашық кернеу жағдайлары мен күтілетін импульстық орта ескерілуі тиіс.

6.3 Трансформаторды бақылау және SCADA интеграциясы

Үлкен ФЭ-АЖЖ электр станциялары жиі орталықтандырылған бақылау және деректерді жинау (SCADA) жүйелерін қолданады.

Трансформатордың конструкциясы мен жобалау талаптарына байланысты бақылау мыналарды қамтуы мүмкін:

• Жоғарғы май температурасы.

• Орамдардың температурасын көрсету немесе бағалау.

• Сұйық деңгейі.

• Қысымды босату құрылғысының жағдайы.

• Қолданылған жағдайда газ жиналуын қорғау.

• Салқындату жүйесінің жағдайы.

• Қауіп белгісі және өшіру контактілері.

Бухгольц релелері әдетте сақтандырғыш типтегі сұйыққа батырылған трансформаторлармен, әрбір герметикті тарату трансформаторымен емес, байланыстырылады.

Бақылау деректері сәйкес басқару интерфейсі арқылы өндірістік деңгейдегі SCADA немесе энергия басқару жүйелеріне қосылуы мүмкін.

Мұндай интеграция жағдай бақылауын, жөндеу жоспарлауын және операциялық көріністі қолдай алады.

7. IEEE және IEC стандарттары Күн энергиясы мен аккумуляторлық энергия сақтау жүйелері (PV-BESS) үшін көтергіш трансформаторлар

Халықаралық қайта қалпына келтірілетін энергия жобалары трансформаторларға қойылатын қолданыстағы стандарттар мен жергілікті желіге қосылу талаптарын қанағаттандыруы керек.

Келесі стандарттар қажетті техникалық сілтемелерді береді.

Стандартты	Облысы	Күн энергиясы мен аккумуляторлық энергия сақтау жүйелері (PV-BESS) жобаларына қатыстылығы
IEEE C57.159	Таратылған күн энергиясы генерациясы жүйелеріндегі трансформаторлар үшін бағыттауыш	Күн энергиясы инверторына арналған трансформатордың қолданылуы бойынша нұсқаулық
IEEE C57.12.00	Сұйықпен суытылатын трансформаторларға қойылатын жалпы талаптар	Трансформатордың құрылысы және орындау сапасы
IEEE C57.110	Синусоидалдық емес жүктеме токтарындағы трансформатор қабілеттілігі	Гармоникалық шығындар мен жүктеу бағалауы
IEEE C57.91	Минералды майға батырылған трансформаторлардың жүктелуі	Жылулық сипаттамасы және изоляцияның қартайуы
IEC 60076-1	Күштік трансформаторларға қойылатын жалпы талаптар	Номинал мәндер мен жалпы сипаттамалар
IEC 60076-2	Сұйыққа батырылған трансформаторлар үшін температураның көтерілуі	Жылулық сынақтар мен шектер
IEC 60076-5	Қысқа тұйықталуға төзімділік қабілеті	Қысқа тұйықталуға төзімділік талаптары
IEC 60076-7	Минералды майда батырылған трансформаторлар үшін жүктеу бағдарламасы	Жүк циклын бағалау
IEC 60076-16	Жел турбиналарына арналған трансформаторлар	Негізінен жел турбиналарының көтергіш трансформаторларына қатысты
IEEE 1547	Таратылған энергия ресурстарының желіге қосылуы	Оның қолданылу аясындағы DER желісіне қосылу талаптары

IEC/IEEE 60076-16 стандарты нақты жел турбиналарының көтергіш трансформаторларына арналған. Оны PV-BESS трансформаторы үшін арналған жеке стандарт ретінде көрсетуге болмайды.

Сол сияқты, IEEE C57.159 стандарты таратылған фотожарық трансформаторларына арналған нұсқаулар береді, бірақ жалпы трансформаторлардың жобалауы, сынақтары мен желіге қосылуы бойынша жалпы стандарттарды алмастырмайды.

Гибридті орнатулар үшін инженерлер қолданылатын талаптарды жеке көрсетуі және белгіленген трансформатор конфигурациясына белгілі баптардың қолданылуын растауы қажет.

8. Күн энергиясы мен BESS трансформаторлары үшін изоляциялаушы сұйықтықтарды таңдау

Изоляциялаушы сұйықтықты таңдау диэлектрлік сипаттамаларға, жылу берілуіне, өрт қауіпсіздігіне және экологиялық факторларға әсер етеді.

8.1 Минералдық май трансформаторлары

Минералдық май сұйықтықпен батырылған трансформаторлар үшін кеңінен қолданылатын изоляциялық және суыту ортасы болып табылады.

Оның артықшылықтарына қалыптасқан өндірістік әдістер, кеңінен таралған қолжетімділігі, дәлелденген пайдалану тәжірибесі және әдетте бәсекеге қабілетті бастапқы құны жатады.

8.2 Табиғи эфирлі изоляциялық сұйықтықтар

Табиғи эфирлі сұйықтықтар өрт қауіпсіздігі мен экологиялық сипаттамалар маңызды болатын орнатулар үшін барынша көп қарастырылады.

Дәстүрлі минералдық изоляциялық маймен салыстырғанда, сәйкес табиғи эфирлі сұйықтықтар әдетте мыналарды ұсынады:

• Жоғары өрт нүктелері.

• Қолайлы биологиялық ыдырау қасиеттері.

• Әртүрлі ылғал басқару қасиеттері.

• Кейбір өртке сезімтал қолданбаларда потенциалды артықшылықтар.

Кейбір коммерциялық табиғи эфир сұйықтықтарының от алу температурасы 300°C-тан жоғары.

Дегенмен, таңдалған сұйықтық трансформатордың оқшаулану жүйесімен, сақтап ұстағыштармен, суыту орналасуымен және жөндеу процедураларымен сәйкес келуі керек.

Сұйықтықты таңдау кезінде қолданылатын өрттен қорғау ережелері, сақтау талаптары мен жобаның экологиялық сипаттамалары да ескерілуі керек.

Табиғи эфир сұйықтығын немесе минералды майды жалғыз өнімділік сипаттамасы бойынша таңдауға болмайды.

9. Гибридті Күн энергиясы – Аккумуляторлық Энергия Сақтау Жүйесі (АЭСЖ) жобасы үшін практикалық трансформатор өлшемі

Келесі конструкциялық параметрлері бар көрнекі гибридті орнату мысалын қарастырайық:

• Күн энергиясы инверторының қуаты: 3 МВт.

• АЭСЖ-нің қуат қондырғысының разрядтау қуаты: 2 МВт.

• АЭСЖ-нің қуат қондырғысының зарядтау қуаты: 2 МВт.

• Орташа кернеу жинау жүйесі: 35 кВ.

• Жиі кездесетін айнымалы ток жинақтау орналасуы.

Егер басқару жүйесі ФЭЖ және АЖЖ-тің бір уақытта ең жоғары белгіленген белсенді қуат деңгейлерінде шығаруына рұқсат етсе, онда жалпы шығыс мынаған тең болады:

3 МВт + 2 МВт = 5 МВт

Қабылданған қуат коэффициенті 0,95 болса, жуықтап алғандағы көрінерлік қуат талабы:

S = P / PF

S = 5 000 кВт / 0,95 = 5 263 кВА

Сондықтан алғашқы инженерлік бағалау қажетті жұмыс режиміне, салқындату жағдайларына және қолданыстағы стандарттарға сәйкес есептелген көрінерлік қуаттан жоғары трансформаторлардың номиналдық мәндерін қарастыруы мүмкін.

Бірақ нақты таңдау қосымша факторларды зерттеуді талап етеді.

Мысалы, электр станциясының басқарушысы жалпы шығысты 4 МВт-қа дейін шектеген жағдайда, сәйкес трансформатордың жүктемелік талабы өзгеруі мүмкін.

Сондай-ақ аккумуляторды зарядтау энергия соларлық генерациядан, желіден немесе екеуінен де тұратын кезде қосымша қуат ағысы сценарийлерін туғызуы мүмкін.

Соңғы трансформатордың номиналдық көрсеткішін толық жұмыс істеу матрицасы бойынша анықтау керек, оған мыналар кіреді:

1. Максималды бір уақытта PV және BESS экспорттық қуаты.

2. Максималды рұқсат етілген желілік импорт.

3. Реактивті қуаттың жұмыс істеу шектері.

4. Гармоникалық жүктеме.

5. Трансформатордың көмекші жүктемелері.

6. Қоршаған ортаның температурасы.

7. Болашақтағы қуаттың кеңейтуі.

8. Рұқсат етілген асыра жүктеу жағдайлары.

Көп орамды трансформаторлар үшін әрбір орамды да оның жеке номиналдық көрсеткіші мен ток шектері бойынша бағалау керек.

Негізгі принцип — трансформаторды орнатылған жабдықтардың номиналдық көрсеткіштерінің қосындысы емес, электрлік және жылулық жағынан максималды дәлелденген жұмыс істеу жағдайларына сәйкес өлшемдеу.

10. Цзянсу Динсин Электрик компаниясының PV-BESS үшін арнайы жасалған көтергіш трансформатор шешімдері

Цзянсу Динсин Электрик — халықаралық электр инфрақұрылым нарығына арналған тарату трансформаторларын, күштік трансформаторларды және дайын қосалқы станцияларды шығаратын өндіруші.

Трансформатор саласында 30 жылдан астам тәжірибеге ие болған Динсин қайта өндірілетін энергия, өнеркәсіптік тарату және коммуналдық жобалар үшін өндірістік және қолданбалы инженерлік қолдау көрсетеді.

10.1 Күн энергиясы мен аккумуляторлық сақтау жобалары үшін арнайы трансформаторлар

PV және BESS қолданбалары жиі дәстүрлі коммерциялық тарату жобаларынан өзге электрлік конфигурацияларды талап етеді.

Динсин клиенттермен жобаға тән талаптарды қарастыру бойынша ынтымақтастыққа кіріседі, оларға мыналар кіреді:

• Орта кернеулі трансформаторлардың номиналды мәндері.

• PV инверторлары мен BESS PCS-ке қосылу орналасуы.

• Біріншілік және екіншілік кернеулердің комбинациялары.

• Жеке немесе бірнеше төмен кернеулі орамдар.

• Трансформатордың векторлық топтары.

• Импеданстың талаптары.

• Изоляциялық сұйықтың таңдалуы.

• Салқындату орналасымдары.

• Ашық алаңдағы қорғағыш құрылғылардың конфигурациялары.

• Қорғаныс пен бақылау қосымша құрылғылары.

35 кВ-тік жинау жүйелері бар жобалар үшін керекті кернеу, қуат, қосқыш қондырғыларының орналасуы мен орнату шарттарына сәйкес қолданысқа ие болатын интеграцияланған трансформаторлық подстанциялардың жобаларын бағалауға болады.

10.2 Екі бағыттағы қуат ағысы үшін инженерлік қолдау

Сенімді ФЭМ-АЖЖ интеграциясы трансформатордың жобалануы мен жүйелік деңгейдегі электрлік инженерлік арасындағы ынтымақтастықты талап етеді.

Техникалық спецификацияларды қараған кезде маңызды қарастырылатын мәселелерге мыналар жатады:

Жылулық бағалау: Жүктеме циклдарын, айналадағы температураларды және орамдардың температуралық көтерілуін бағалау.

Гармоникалық бағалау: Қосымша шығын есептеулері немесе конструкциялық шаралар қажет пе, соны анықтау үшін инвертор мен PCS гармоникалық деректерін қарау.

Электр конфигурация: Орам кернеуін, импедансын, векторлық тобын және жерге қосу орналасуын гибридтік электр энергиясы жүйесіне сәйкестендіру.

Қорғаныс үйлесімділігі: Трансформатордың қорғаныс талаптарын жүйелік реле құрылғылары мен қосқыш орналасуымен үйлестіру.

Сынақтар мен құжаттама: Өндіріс басталғаннан бұрын қолданылатын IEEE/IEC талаптарын, зауыттық қабылдау критерийлерін және техникалық құжаттаманы белгілеу.

Dingxin күн энергиясының EPC мекемелері, қайта қалпына келтірілетін энергия дамытушылары және BESS интеграция серіктестері үшін қосымша трансформатор сипаттамалары бойынша талқылауларға қолдау көрсетуге дайын.

Нақты өнімнің бағалары, сәйкестік жағдайы, сынақ аясы және қолжетімді конфигурацияларды жобаға тән техникалық құжаттама бойынша растау керек.

11. Фотоэлектрлік-аккумуляторлық энергия жинағыш жүйесі (PV-BESS) үшін көтергіш трансформаторлар туралы жиі қойылатын сұрақтар

Екі бағытта қуат ағысы бар трансформатор дегеніміз не?

Екі бағытта қуат ағысы бар трансформатор — белсенді қуат екі бағытта да ағуы мүмкін электр жүйесінде қолданылатын трансформатор.

Дәстүрлі айнымалы ток (AC) трансформаторлары әдетте қуатты екі бағытта да беруге қабілетті, бірақ гибридті жаңартылатын энергия қолданыстарында жүктеме циклдары, гармоникалар, кернеу реттеуі мен қорғаныс талаптарын қосымша бағалау қажет болуы мүмкін.

BESS көтергіш трансформаторы дәстүрлі күн энергиясынан қуат алу трансформаторынан қалай ерекшеленеді?

BESS көтергіш трансформаторы зарядталу, разрядталу, күтудің және реактивті қуатты қолдау режимдерінде жұмыс істеуі мүмкін.

Дәстүрлі күн энергиясынан қуат алу қолданысымен салыстырғанда, оның жұмыс режимі әртүрлі жүктеме циклдары мен қуат сапасы талаптарын қамтуы мүмкін.

Трансформатордың конструкциясы нақты PCS сипаттамалары мен жүйенің жұмыс істеу шарттарына сәйкес келуі тиіс.

Бір трансформаторға фотожарық инверторлары мен BESS PCS құрылғыларын қосуға бола ма?

Иә. Электрлік архитектурасы, орамдардың номиналды токтары, кернеу деңгейлері, қорғаныс координациясы және жылулық қуаты дұрыс есептелген жағдайда ортақ трансформаторды пайдалану мүмкін.

Нұсқаларға ортақ төмен кернеулі шина немесе көп орамды трансформатор конструкциясы кіреді.

Екі бағытты қуат ағысы трансформатордың қанығуына әкеледі ме?

Жоқ, өзі бойынша.

Орталықтың қанығуы — кернеудің жиілікке қатынасының артуы, тұрақты токтың әсері немесе белгілі бір өтпелі режимдер сияқты магниттік жұмыс шарттарымен байланысты.

Қалыпты айнымалы токтың белсенді қуат ағысының бағыты өзі бойынша трансформатордың өзегінің қанығуына әкелмейді.

BESS орнатылулары үшін K-коэффициентті трансформаторлар міндетті ме?

Жоқ. Гармоникалық жүктемені PCS-тің нақты ток спектрі мен қолданылатын трансформатордың конструкциялау әдістемесі бойынша бағалау керек.

BEES trafoylyry ušin suylaǵan sıyqylıq BESS trafoylyrynda belgilengen K-koeffitsiyentyń barlıǵy kerek dep oylamaw kerek.

PV-BESS kөterushı podstantsıyada OLTC kerek pe?

Міндетті емес.

OLTC kereklikteri tor kergisiniń kusyty, inverterlerdiń reaktiv quwat mümkindikteri, tor regulyatsiyasy strategiyasy jäne jol berilgen proyekt tiykarlaryna baylanysty.

Köpshilik ornatulardar toǵanysız tap ornastyrulary menen qaytadan inverter jäne tor deńgeyindegi kergi regulyatsiyasyndy qoldanady.

PV-BESS trafoylyryna qanday standarttar qollanylady?

Säykes kezdegi salystyrma referensialar IEEE C57.159, IEEE C57.12.00, IEEE C57.110, IEC 60076-1, IEC 60076-2, IEC 60076-5 jäne qollanysly quwatlanu körsetkishteri bolyp tabylady.

Torǵa qosylu talaptary jekel-qaraq kerek.

Trafoylyr ishlep shıǵarushy PV-BESS gibriddı proyektlere qalay kömek etedi?

Ishep shıǵarushy proyektke tän trafoylyrdy tańdaw, ortaq oramdar konfiguratsiyasy, zhyalymlar baǵalaw, izolyatsiya dizayny, jylu ötkizgishtiq baǵalaw, qosymsha jabyklar tańdaw jäne zavodta sınaq dokumentatsiyasy boyınsha kömek etedi.

Sońğı jabyşylyq spetsifikatsiyasy EPC podryadşysy, PCS tıñ tııgыzushysy, tor inženery menen transformator óndirushisine kóre keltiriluı kerek.

12. Qorytyndy: Inženerlik senimdiligi Kúntaý energetikasy – akkumulyatorlıq energiya saqtalyw sistemasy (PV-BESS) quvvat infrastrukturasysy

Kúntaý energetikasy menen akkumulyatorlıq energiya saqtalyw sistemalarynyń barlyqqa kiritiluı ósіp barğanda, transformatorlardy tańdaу dásturlyq quvvat menen kergіsіn tiyisli týrde saýlaudan artyp ketedi.

Сенімді kүн электрлік көтергіш қосалқы станциясына gibrid jańa energiya sistemalarynyń islew sypatyndagy qasietterin qoldaw kerek, sónbir menen jyluy, dielektrikaliq menen elektrlik islew sypatyndagy kórseltkishterdi saqtaw kerek.

Mańyzdy inženerlik eскерістерge tomendegi jerler kirgedi:

• Eki bağyttaǵy belsенді men reaktivtik quvvat aǵymy.

• Ayynysyp otiratuşy zaryadtau menen razryadtau profilderi.

• Garmonikalıq tok qasietteri.

• Transformator jyluyynyń jüktemesi menen izolyatsiyanyń staruı.

• Кернеуді реттеу және таптарды таңдау.

• Көп көзден ақытқыш тогы мен қорғаныс координациясы.

• Қолданылатын IEEE/IEC стандарттары.

• Ұзақ мерзімді сенімділік пен жөндеу талаптары.

Ірі көлемді жаңартылатын энергия жобалары үшін трансформатор өндірушілері, EPC контракторлары, PCS жеткізушілері мен коммуналдық инженерлер арасындағы ерте келісім-шарттар интеграциялық қаупін азайтып, жабдықтардың үйлесімділігін жақсартады.

Таңдаулы Күн энергиясы–АЖБС көтергіш трансформаторын сұраңыз

Гибридті күн энергиясы + сақтау жобасын жобалау немесе бар жаңартылатын энергия подстанциясын жаңарту мақсатында?

Цзянсу Динсин Электрик компаниясы күн энергиясын өндіру, аккумуляторлық энергия сақтау және орта кернеулі электр тарату үшін таңдаулы трансформаторлар мен интеграцияланған подстанция шешімдерін ұсынады.

Біздің мамандар трансформатор қуаты, жүйе кернеуі, орам конфигурациясы, қорғаныс қосымшалары және қолданылатын инженерлік стандарттар сияқты электрлік талаптарыңызды қарастыра алады.

Жобаға арналған трансформатордың техникалық сипаттамасын қарау немесе техникалық RFQ-ны сұрау үшін Dingxin Electric компаниясымен байланысыңыз.

Веб-сайт: https://www.dishinelectric.com/