Fotovoltaik va batareya energiya saqlash tizimlari uchun ko'taruvchi transformatorlarni loyihalash: ikki tomonlama quvvat oqimini, issiqlik kuchlanishini va himoyani boshqarish

Fotovoltaik (PV) energiya hosil qilish va batareya energiya saqlash tizimlari (BESS) ning o'sib borayotgan integratsiyasi qayta tiklanadigan energiya elektr taqsimot tarmoqlariga ulanish usulini o'zgartirmoqda.

Asosan hosil qilingan elektr energiyasini tarmoqqa yetkazib beradigan an'anaviy quyosh panellari o'rnatmalardan farqli o'laroq, g'ibrid PV-BESS ob'ektlari bir nechta rejimlarda ishlashi mumkin: quyosh energiyasini tarmoqqa yetkazib berish, batareyalarni tarmoq yoki quyosh energiyasidan zaryadlash, saqlangan energiyani chiqarish va tarmoqqa qo'llab-quvvatlash xizmatlarini ko'rsatish.

Bu o'zgarayotgan ish sharoitlari transformatorlar uchun yangi muhandislik talablari keltirib chiqaradi. fotovoltaik yuqoriga ko'taruvchi podstansiya va ular bilan bog'liq transformatorlar.

To'g'ri muhandislik qilingan ikki tomonlama quvvat oqimi transformatori turli xil yuk profiliga mos kelishi, qabul qilinadigan issiqlik ishlashini saqlashi, belgilangan elektr buzilishlariga chidashi va koordinatsiyalangan himoya tizimi doirasida ishlashi kerak.

Quyosh EPC subyektlari, BESS integratorlari, kommunal tarmoq muhandislari va sanoat elektr tizimlari loyichachilari uchun transformator tanlovi shuning uchun loyiha ishonchliligi va umumiy hayot davri xarajatlarini boshqarishning muhim qismidir.

Ushbu qo'llanma FV va BESS integratsiyasining elektr, issiqlik va himoya muammolarini ko'rib chiqadi hamda zamonaviy gibrid qayta tiklanadigan energiya loyihalarida mos ko'taruvchi transformatorni qanday belgilash kerakligini tushuntiradi.

1. FV-BESS gibrid kuchlanish tizimlarini tushunish

1.1 Quyosh energiyasi bilan birga akkumulyatorli saqlash tizimi kuchlanish taqsimotini qanday o'zgartiradi

Oddiy tarmoqqa ulangan quyosh energiyasi elektr stansiyasida quyosh invertorlari quyosh modullaridan olingan doimiy tokni o'zgartirib, o'zgaruvchan tokga aylantiradi.

Ko'taruvchi transformator invertorning chiquvchi kuchlanishini 10 kV, 20 kV yoki 35 kV kabi talab qilinadigan o'rta kuchlanishli taqsimot darajasiga ko'taradi.

Quvvat odatda quyosh energiyasi hosil qiluvchi jihozlardan to'plam tarmog'iga yoki foydalanuvchi tarmog'iga oqadi, garchi yordamchi yuklar va ba'zi ish sharoitlari cheklangan teskari oqimga sabab bo'lishi mumkin.

Akkumulyatorli energiya saqlash tizimi joriy etilganda elektr arxitekturasi murakkabroq bo'ladi.

Gibrid FV-BESS o'rnatilishi bir nechta rejimda ishlashi mumkin:

Ishlash rejimi	Energiya oqimi	Transformatorni tanlashda e'tibor beriladigan jihatlar
Surxondosh yashiring	Fotovoltaik invertori → Transformator → Tarmoq	Doimiy avtomatik yuklanish
Batareyani tarmoqdan zaryadlash	Tarmoq → Transformator → BESS PCS	Aks aktiv quvvat oqimi
Batareyani razryad qilish	BESS PCS → Transformator → Tarmoq	Eksport yuklanishi va issiqlik ishlash ko'rsatkichi
Quyosh energiyasi va BESS eksporti	PV + BESS → Transformator → Tarmoq	Umumiy maksimal chiqish quvvati
Tarmoq qo'llab-quvvatlashi	Ikki tomonlama faol/reaktiv quvvat almashinuvi	Kuchlanishni tartibga solish va himoya moslashuvi
Tayyor turish	Minimal faol quvvat uzatilishi	Yuklanmagan holatdagi yo'qotishlar va yordamchi talab

AC ulanishli tizimlarda fotovoltayk inverterlar va batareyali quvvat konvertatsiya tizimlari (PCS) umumiy AC to'plam tarmog'iga ulanishi mumkin.

BESSta maxsus transformator, umumiy ko'taruvchi transformator yoki bir nechta transformator konfiguratsiyalari tizim quvvati va elektr arxitekturasiga qarab ishlatilishi mumkin.

1.2 Ikki tomonlama quvvat oqimi nima uchun muhim?

An'anaviy transformator odatda kuchlanish, tok, izolyatsiya, issiqlik va himoya chegaralari saqlansa, ikkala yo'nalishda ham AC quvvatni uzatishga qodir.

Shuning uchun, ikki tomonlama quvvat oqimi aslida butunlay boshqa transformator magnit dizaynini talab qilmaydi .

Muhandislik qiyinchiligi gibrid quyosh va energiya saqlash tizimlari bilan bog'liq ish sharoitlaridan kelib chiqadi.

Bular quyidagilarni o‘z ichiga oladi:

• Zaryadlash va razryadlash o'rtasidagi takroriy o'zgarishlar.

• Kun davomida o'zgaruvchan yuklanish.

• Invertor tomonidan yaratilgan garmonik toklar.

• Reaktiv quvvat almashinuvi.

• Potensial doimiy tok kiritilishi.

• Turli ish rejimlarida turli xil avariya toklari hissasi.

• Yig'ilish tarmog'ida kuchlanish o'zgarishlari.

• Uzoq muddatli faol kutish rejimida ishlash.

Fotovoltaik kuchaytiruvchi transformator faqat quvvat oqimi yo'nalishiga emas, balki bu haqiqiy ish sharoitlariga mos ravishda baholanishi kerak.

2. Issiqlik kuchlanishi va yuklash qiyinchiliklari BESS kuchaytiruvchi transformatorlarida

2.1 Zaryadlash va razryadlash paytida issiqlik sikllari

BESS kuchaytiruvchi transformatorini tanlashda issiqlik ishlashi asosiy omil hisoblanadi. BESS kuchaytiruvchi transformator .

Transformator o'ramlari va izolyatsiya suyuqligining harorati asosan elektr yo'qotishlariga, sovutish sharoitlariga, atrof-muhit haroratiga hamda avvalgi yuklanish tarixiga bog'liq.

Batareya saqlash stansiyasi bir kun ichida bir necha marta zaryadlanish va razryadlanish davrlarini boshdan kechirishi mumkin.

Masalan, batareya tizimi yuqori quyosh energiyasi ishlab chiqarish paytida zaryadlanadi, kechki pik vaqtida razryadlanadi va o'rtacha davrlarda qo'shimcha tarmoq xizmatlarini taqdim etadi.

Quvvat oqimini teskari yo'naltirish o'zida bir xil RMS tokda qo'shimcha isishni keltirmasa ham, tok kattaligida tez-tez o'zgarishlar takroriy isish va sovish sikllarini keltirib chiqaradi.

Bu tsikllar quyidagilarga taʼsir qiladi:

• Oʻramning issiq nuqtasining harorati.

• Izolyatsiyaning yoshlanish tezligi.

• Issiqlik kengayishi va torayishi.

• Oʻram tayanch strukturalariga taʼsir etuvchi mexanik yuk.

• Uzoq muddatli moy va izolyatsiya holati.

Natijada hosil boʻlgan harorat oʻzgarishi transformatorning issiqlik vaqt doimiyligi va yuk davomiyligiga bogʻliq.

Shuning uchun transformator oʻlchamlarini belgilashda faqat nominalsiz PCS quvvati darajasiga emas, balki butun ish rejimini hisobga olish kerak.

2.2 Transformatorning issiq nuqtasining haroratini baholash

Transformator izolyatsiyasining umr koʻrish muddati oʻramning issiq nuqtasining haroratidan kuchli taʼsirlanadi.

Moyli transformatorlar uchun taxminiy issiq nuqta harorati quyidagicha ifodalanadi:

θH = θA + ΔθTO + ΔθH

Erga:

• θH: Oʻramning issiq nuqtasining harorati.

• θA: Atmosfera harorati.

• δθTO: Yuxori qismdagi moy haroratining atmosfera haroratidan ortishi.

• δθH: Chulg'am issiq nuqtasining yuxori qismdagi moy haroratidan ortishi.

Haqiqiy harorat ortishi yuk, sovutish dizayni, transformator geometriyasi va ish tarixiga qarab o'zgaradi.

Muhandislar yuklashni loyiha spetsifikatsiyasiga qarab IEEE C57.91 yoki IEC 60076-7 kabi tegishli yo'riqnomalarga amal qilish orqali baholashlari kerak.

BESS o'rnatmalar uchun namunaviy vaqt-seriyali yuk profilidan nominal quvvat hisoblashida ko'rinmasligi mumkin bo'lgan issiqlik xavflarini aniqlashda foydalanish mumkin.

2.3 Doimiy tok kiritilishi va yurakning to'yinishi

Quvvat elektron konvertorlari ba'zi sharoitlarda o'zlarining o'zgaruvchan tok chiqishlariga mayda doimiy tok komponentlarini kiritishi mumkin.

Ortiqcha doimiy tok kiritilishi transformator yuragida magnit siljishga sabab bo'lishi mumkin, bu esa quyidagilarga olib kelishi mumkin:

• O'sgan magnitlanish toklari.

• Yurakning to'yinishi.

• Qo'shimcha tarqoq yo'qotishlar.

• Mahalliy isish.

• O'sgan akustik shovqin.

• Noto'g'ri titrosh.

Biroq, yaxshi loyihalangan tarmoqqa ulanadigan invertorlar va PCS uskunalari doimiy tok (DC) kirishini cheklash uchun mo'ljallangan boshqaruv va himoya funksiyalarini o'z ichiga oladi.

Doimiy tok (DC) siljishini quvvat sifati va uskunalar mosligi talabi sifatida baholash kerak, bu ikki tomonlama ishlashning qilinmaslikka majbur qiluvchi oqibati deb taxmin qilish mumkin emas.

Transformator ishlab chiqaruvchilari moslikni baholayotganda PCS ishlab chiqaruvchisining belgilagan doimiy tok (DC) kirish chegaralarini so'rashlari kerak.

3. Garmonik distorsiyasi va Transformator Gibrid PV-BESS tizimlaridagi yo'qotishlar

3.1 Nima uchun quvvat elektronik konvertorlari muhim?

Fotovoltaik invertorlar va akkumulyatorli PCS uskunalari elektr energiyasini aylantirish uchun yarimo'tkazgichli qo'shimcha qurilmalar va boshqaruv algoritmlaridan foydalanadi.

Bu aylantirish jarayonlari garmonik tok komponentlarini kiritishi mumkin.

Konvertor topologiyasiga, qo'shimcha qurilma chastotasiga, boshqaruv strategiyasiga va filtrlashga qarab, muhim garmonik komponentlar 5-chi, 7-chi, 11-chi va 13-chi garmoniklar hamda yuqori chastotali komponentlar bo'lishi mumkin.

Haqiqiy garmonik spektrni jihoz ishlab chiqaruvchisidan yoki mos quvvat sifati tadqiqotidan olish kerak.

Garmonik toklar oshishi mumkin:

• Chulg'amda vorteks toklari yo'nalishidagi yo'qotishlar.

• Tuzilma komponentlaridagi tarqoq yo'qotishlar.

• Qo'shimcha o'tkazgichning isish jarayoni.

• Transformatorning umumiy issiqlik yuklanishi.

• Kengroq tizimda garmoniklar bilan bog'liq rezonansga oid elektrik kuchlanishi.

Chunki garmoniklar bilan bog'liq vorteks toklari yo'nalishidagi yo'qotishlar chastotaga bog'liq, shuning uchun faqat asosiy chastota bo'yicha RMS toki baholanishi ayrim yo'qotish hissalarini past baholashiga sabab bo'ladi.

3.2 BESS transformatorlari K-faktor reytinglarini talab qiladimi?

K-faktor odatda transformatorning belgilangan nochiziqli yuk xususiyatlarini qabul qilish qobiliyatini, ayniqsa ba'zi quruq turdagi transformatorlar qo'llanilishida, ifodalash uchun ishlatiladi.

Biroq, suyuqlikda botirilgan quyosh energiyasi va energiya saqlash uchun ko'taruvchi transformatorlar uchun ixtiyoriy K-4, K-9 yoki K-13 darajasini tanlash universal talab emas.

O'rta kuchlanishli suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar uchun mosroq muhandislik yondashuvi — kutilayotgan garmonik spektrini va natijada paydo bo'ladigan qo'shimcha yo'qotishlarni baholashdir.

IEEE C57.110 standarti o'z aniqlangan doirasida nosinusoidal yuk tok sharoitlarida transformator qobiliyatini baholashga oid usullarni taqdim etadi.

Tavsiya etiladigan muhandislik qadamlari quyidagilardan iborat:

1. FV invertor va BESS PCS ning garmonik tok ma'lumotlarini oling.

2. Zaryadlash va razryadlash rejimlarida kutilayotgan ish sharoitlarini baholang.

3. Qo'llaniladigan hollarda qo'shimcha chulg'am va tarqoq yo'qotishlarni hisoblang.

4. Chulg'amning issiqlik ko'tarilishini va izolyatsiya yuklanishini tekshiring.

5. Maxsus chulg'am konstruksiyasi, qo'shimcha sovutish yoki quvvatni pasaytirish kerakligini aniqlang.

Bu dasturga xos yondashuv, uzun muddatli ishlashni himoya qilish bilan birga, keraksiz transformatorlarning oshiq o'lchamli qilinishini oldini oladi.

3.3 Garmonikaga oid issiqlik kuchlanishini kamaytirish

Invertor xususiyatlari va loyiha talablarga qarab transformator muhandislik variantlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Optimal chulg'am o'tkazgich dizayni.

• Mos keladigan o'tkazgich o'rin almashinuvi yoki chulg'am joylashuvi.

• Qo'shimcha issiqlik chegarasi.

• Yaxshilangan sovutish qobiliyati.

• Belgilangan garmonik yuk ostidagi yo'qotishlarni baholash.

• Invertor yoki tizim darajasida moslashtirilgan filtratsiya.

Garmoniklarni filtrlash odatda PCS yetkazib beruvchisi, EPC subyekti va tarmoq ulanish loyihalovchisi ishtirokidagi tizim darajasidagi muhandislik qaroridir.

Transformator dizayni g'ibrid elektr stansiyasidagi barcha garmonik muammolarni hal qila olmaydi.

4. Ikki tomonlama quvvat oqimi uchun kuchlanishni tartibga solish va tarmoqni ulash uchun moslamalarni tanlash

4.1 Gibriddagi kuchlanishning ko'tarilishi va pasayishi

Transformatorning chiqish kuchlanishi faol va reaktiv quvvatning yo'nalishiga va miqdoriga, transformator qarshiligidir hamda ulangan tarmoq xususiyatlariga bog'liq.

Fotovoltaik (PV) energiya ishlab chiqarilganda yoki batareyali energiya saqlash tizimlari (BESS) quvvatni chiqarayotganda, quvvatni tarmoqqa yetkazish ma'lum ulanish nuqtalarida kuchlanishni ko'tarishiga sabab bo'lishi mumkin.

Tarmoqdan quvvatni zaxira qilish paytida, tashqi quvvatni olmoq kuchlanishni pasaytirishiga sabab bo'lishi mumkin.

Biroq, haqiqiy kuchlanish javobi shuningdek, reaktiv quvvatni boshqarish, tizim qarshiligi, yuqori darajadagi kuchlanishni tartibga solish hamda tarmoq ishlash sharoitlariga bog'liq.

Gibrid PV-BESS o'rnatmalarda kuchlanishni tartibga solish shuning uchun invertor, transformator va tarmoq ulanish tizimi bo'ylab muvofiqlashtirilishi kerak.

4.2 Tarmoqdan uzilgan holatdagi ulanish moslamalari va yuk ostidagi ulanish moslamalari

Quvvat transformatorlarida ikkita keng tarqalgan ulanish moslamalari ishlatiladi.

Qo'shimcha quvvatsiz ulanish moslamasi (DETC)

Energiyasi uzilgan tapperga ega transformator faqat ishlab chiqaruvchi ko'rsatmalariga muvofiq transformator xavfsiz energetik tarzda uzilganda g'ildiraklar nisbatini sozlash imkonini beradi.

Afzalliklari:

• Nisbatan oddiy qurilish.

• Dastlabki xarajatlarning pastligi.

• Mexanik murakkablikning kamayishi.

• Ishlab chiqarish kuchlanishining o'zgarishlarini boshqa jihozlar bilan boshqarish mumkin bo'lgan joylarda mos kelishlik.

Yuk ostida ishlaydigan ulanish o'zgartirgich (OLTC)

Yuqori kuchlanishli tapperga ega transformator (OLTC) transformator hali ham energiya olmoqda va yukni o'tkazmoqda bo'lganda, uning loyihasi va ishlash cheklovlari doirasida tapperni sozlash imkonini beradi.

OLTC tizimlari tarmoq kuchlanish sharoitlari aktiv transformator nisbatini sozlashni talab qilganda mos keladi.

Biroq OLTC BESS tez-tez zaryadlanib va razryadlanib turishi sababli avtomatik ravishda talab qilinmaydi.

Zamonaviy invertor asosidagi manbalar o'z imkoniyatlari va tarmoq qoidalariga mos ravishda kuchlanish va reaktiv quvvatni boshqarishni ta'minlay oladi.

Tez-tez tapperni boshqarish shuningdek qo'shimcha texnik xizmat ko'rsatish talablarini keltirib chiqarishi mumkin.

Muhandislik tavsiyasi: OLTC uskunalarini belgilashdan oldin invertorning Volt-VAR imkoniyatlarini, o'rta kuchlanish tarmog'ining boshqarilishini, tarmoqqa ulanish talablarini va kutilayotgan chavqin ishlash chastotasini baholang.

5. To'g'ri fotovoltaik ko'taruvchi podstantsiya arxitekturasini tanlash

5.1 Integratsiyalangan FV-BESS ko'taruvchi podstantsiyalari

Afotovoltaik yuqoriga ko'taruvchi podstansiya past kuchlanishli qayta tiklanadigan energiya uskunalarni o'rta kuchlanishli yig'ilish tarmog'iga ulash uchun kerak bo'ladigan elektr uskunalarni birlashtiradi.

Uning dizayniga qarab integratsiyalangan podstantsiya quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Ko'taruvchi taqsimot transformatori.

• O'rta kuchlanishli qo'shimcha uskunalar yoki halqa asosidagi boshqaruv birliklari (RMU).

• Past kuchlanishli kirish qo'shimcha uskunalari.

• Himoya va boshqaruv qurilmalari.

• O'lchov uskunalari.

• Surgiya himoyasi.

• Yordamchi elektr tizimlari.

• Monitoring va aloqa interfeyslari.

Birlashtirilgan yechim maydonda alohida o'rnatiladigan komponentlar sonini kamaytirib, jihozlarning joylashuvini soddalashtirishi mumkin.

Ehtimoliy loyiha afzalliklari orasida maydonning kichrayish, zavodda birlashtirilgan ulanishlar, jihozlarning koordinatsiyasining yaxshilanishi va o'rnatishni rejalashtirishning soddalashishi kiradi.

Biroq, yakuniy o'rnatish jadvali fuqarolik ishlari, foydalanishga ruxsat berish, maydon sinovlari va umumiy qurilish dasturiga bog'liq.

5.2 Birlashtirilgan transformatorlik podstansiyasi va modulli jihozlar tartibi

Tanlov omili	Birlashtirilgan kuchlanishni oshiruvchi podstansiya	Modulli jihozlar tartibi
Texnika joylashtirishi	Zavodda birlashtirilgan paket	Alohida transformator va elektr taqsimlash qurilmalari
Maydon maydoni	Ehtimol, ixcham	Jihozlar orasidagi masofaga bog'liq
Zavodda integratsiya	Oldindan yig'ilish darajasi yuqori	Maydonda ko'proq koordinatsiya talab qilinishi mumkin
Xizmatlashishga kirish imkoniyati	Qopqoq dizayniga kiritilishi kerak	Jihozlar orasidagi masofani kengaytirish imkonini beradi
Keldi-ketti davom etish	Paket dizayniga bog'liq	Tezda joylashish mosligini kengaytirish imkonini beradi
Odatdagi ilova	Quyosh energiyasi/BESS bloklari va maydonchalarining siqilgan joylashuvi	Katta yoki murakkab transformatorlar stansiyalari

Foydalanuvchi miqyosidagi gibrid elektr stansiyalari uchun jihoz arxitekturasi texnik xizmat ko'rsatish qulayligi, kengaytirish talablari, elektr masofalari, xavfsizlik va umumiy o'rnatilgan narxga asoslanib tanlanadi.

5.3 Ikki past kuchlanishli chulg'amli transformator loyihasi

Ba'zi quyosh energiyasi-BESS elektr stansiyalari quyosh energiyasi invertori va batareya PCS uchun alohida past kuchlanishli chulg'amlarga ega transformatorlardan foydalanadi.

Bu konfiguratsiya ikkita aynan o'zgartiruvchi tizimlari uchun alohida elektr interfeyslarini ta'minlashi mumkin, lekin o'rtacha kuchlanishli ulanishni umumiy qiladi.

Ehtimoliy afzalliklar quyidagilardir:

• Mustaqil past kuchlanishli ulanish tartiblari.

• Chulg'am kuchlanishini tanlashda kengroq moslik.

• Ayrim tashqi AC birlashtirish jihozlariga bo'lgan ehtiyoj kamayadi.

• Dasturga xos qarshilik va yerlashuv loyihasi.

Biroq, alohida chulg'amlar ulangan tizimlar o'rtasida barcha ish rejimlarida to'liq elektr izolyatsiyasini ta'minlamaydi.

Avariya toklari, chulg'am bog'lanishi, kuchlanish o'tishlari va himoya mosligi transformatorning ko'p chulg'am ekvivalent sxemasidan foydalanib baholanishi kerak.

Shuning uchun ikkita ikkinchi darajali chulg'amli dizayn talab qilinadigan quvvat reytinglari, chulg'am kuchlanishlari, vektor guruh, qarshiliklar va qisqa tutashuv xususiyatlari asosida belgilanishi kerak.

6. Transformator Ikki tomonlama FV-BESS ishlash uchun himoya

6.1 Yo'nalishli ortiqcha tok himoyasi

An'anaviy tarqatish himoyasi avariya tokining asosan foydalanuvchi ta'minotidan ulangan yuklarga tomon oqishiga asoslangan bo'lishi mumkin.

Gibrid FV-BESS tizimlari ish rejimi, invertor boshqaruvi va tarmoq konfiguratsiyasiga qarab turli xil avariya toklari ta'minlash yo'llarini kiritishi mumkin.

Avariyani yo'nalishini aniqlash kerak bo'lganda ANSI 67 va 67N kabi yo'nalishli oshiq tok funksiyalari mos keladi.

Boshqa himoya funksiyalari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

ANSI funksiyasi	Химоя функсияси	Dastur hisobga olinadi
50/51	Darhol/vaqtli oshiq tok	Faza avariyasini himoya qilish
50N/51N	Yer orqali oshiq tok	Yerlanish xatosini aniqlash
67/67N	Yo'nalishli oshiq tok	Ko'p manbalar mavjud bo'lganda avariyani farqlash
87T	Transformator farqi	Ichki transformator xatosini aniqlash
49	Termal himoya	Issiqlik yuklanishini kuzatish
27/59	Past/yuqori kuchlanish	Nozik kuchlanish sharoitlari
81U/81O	Past/yuqori chastotali himoya	Tarmoq chastotasi buzilishlari

Himoyani tanlash transformator hajmi, ulanish konfiguratsiyasi, tarmoq kod talablari va korxona arxitekturasi asosida amalga oshiriladi.

Yo'nalishli himoya faqatgina faol quvvatning teskari yo'nalishda o'tishi sababli belgilanmasligi kerak; uning zarurligi himoya koordinatsiyasi bo'yicha tadqiqot natijalariga asoslanib aniqlanadi.

6.2 Sursatlar himoyasi va izolyatsiya moslamasi

Fotovoltayik va BESS o'rnatmalarida chaqmoq tufayli kuchlanish zudlikda oshishi, ulanish o'tish holatlari va kuchlanish buzilishlari yuzaga kelishi mumkin.

Transformator izolyatsiya tizimlari kutilayotgan elektr muhitiga moslashtirilishi kerak.

Muhim parametrlar quyidagilardir:

• Jihozlar uchun eng yuqori kuchlanish.

• Chaqmoq impulsi bardoshlik darajasi.

• Quvvat chastotali dielektrik bardoshlik.

• Zudlikda kuchlanishni cheklash apparatlari reytinglari.

• Yerlangan joylar.

• Kabel izolyatsiyasining xususiyatlari.

• Ulanish o'tish sharoitlari.

Metall-oksidli zudlikda kuchlanishni cheklash apparatlari tizim izolyatsiyasini moslashtirish talablari asosida qo'llanilishi mumkin.

Ular tanlovini yerlash tizimi, maksimal doimiy ishlab chiqarish kuchlanishi, vaqtinchalik ortiqcha kuchlanish sharoitlari va kutilayotgan zudlik bilan oshib ketish muhitini hisobga olishi kerak.

6.3 Transformatorni nazorat qilish va SCADA integratsiyasi

Katta FV-BESS elektr stansiyalari ko'pincha markazlashtirilgan nazorat va ma'lumotlarni yig'ish (SCADA) tizimlarini o'z ichiga oladi.

Transformator dizayni va loyiha talablarga qarab, nazorat quyidagilarni o'z ichiga olishi mumkin:

• Yuqori neft harorati.

• O'ram harorati ko'rsatkichi yoki baholash.

• Suyuqlik darajasi.

• Bosimni chiqarish qurilmasi holati.

• Mavjud bo'lganda gaz to'planishini himoya qilish.

• Sovutish tizimi holati.

• Sinyal va avtomatik uzilish kontaktlari.

Buxholts relélar odatda mos konservatorli suyuqlikda botirilgan transformatorlar bilan bogʻlanadi, lekin har bir germetik taqsimot transformatori bilan emas.

Monitoring maʼlumotlari mos nazorat interfeysi orqali zavod darajasidagi SCADA yoki energiya boshqaruvi tizimlariga ulanishi mumkin.

Bunday integratsiya holatni monitoring qilish, texnik xizmat koʻrsatishni rejalashtirish va operatsion koʻrinadiganlikni qoʻllab-quvvatlashi mumkin.

7. IEEE va IEC standartlari FV-BESS kuchaytiruvchi transformatorlar uchun

Xalqaro qayta tiklanadigan energiya loyihalari qoʻllaniladigan transformator standartlarini va mahalliy elektr tarmogʻiga ulanish talablarini qondirishi kerak.

Quyidagi standartlar tegishli texnik havolalarni beradi.

Standart	Muhim qism	FV-BESS loyihalariga mosligi
IEEE C57.159	Tarqatilgan fotovoltayk energiya ishlab chiqarish tizimlaridagi transformatorlar uchun qo'llanma	Fotovoltayk invertor transformatorlarining qo'llanilishi bo'yicha qo'llanma
IEEE C57.12.00	Suyuqlikda botirilgan transformatorlar uchun umumiy talablar	Transformatorning qurilishi va ishlash ko'rsatkichlari
IEEE C57.110	Nog'ir sinusoidal yuk toklarida transformatorning imkoniyatlari	Garmonik yo'qotishlar va yuklashni baholash
IEEE C57.91	Mineral moyda botirilgan transformatorlarning yuklanishi	Issiqlik ishlashi va izolyatsiyaning eskirishi
IEC 60076-1	Kuch transformatorlari uchun umumiy talablar	Baho berish va umumiy texnik xususiyatlar
IEC 60076-2	Suyuq muhitda joylashgan transformatorlarning harorat ko'tarilishi	Issiqlik sinovlari va chegaralari
IEC 60076-5	Qisqa tutashuvga chidash qobiliyati	Qisqa tutashuvga chidash talablari
IEC 60076-7	Mineral moy bilan to'ldirilgan transformatorlar uchun yuklash qo'llanmasi	Yuklanish tsikli baholash
IEC 60076-16	Shamol turbinalari uchun mo'ljallangan transformatorlar	Asosan shamol turbinalari uchun kuchaytiruvchi transformatorlarga tegishli
IEEE 1547	Tarqoq energiya manbalarining tarmoqqa ulanishi	Uning doirasidagi tarqoq energiya manbalari (DER) tarmoq interfeysi talablari

IEC/IEEE 60076-16 standarti aniq shamol turbinalari uchun kuchaytiruvchi transformatorlar qo'llanilishiga mo'ljallangan. Uni maxsus PV-BESS transformatori standarti sifatida taqdim etish mumkin emas.

Shuningdek, IEEE C57.159 tarqoq fotovoltayk transformatorlar qo‘llanilishlari uchun yo‘riqnoma beradi, lekin umumiy transformatorlar loyihasi, sinovlari va elektr tarmog‘iga ulanish standartlarini almashtirmaydi.

Gibrid o‘rnatmalar uchun muhandislar tegishli talablarni alohida ko‘rsatib, ayniqsa tanlangan transformator konfiguratsiyasiga mos keladigan ayrim qoidalar mavjudligini tasdiqlashlari kerak.

8. Quyosh energiyasi va BESS transformatorlari uchun izolyatsion suyuqliklarni tanlash

Izolyatsion suyuqlikni tanlash dielektrik xususiyatlarga, issiqlik uzatishga, yong‘in xavfisizligiga hamda ekologik jihatlariga ta’sir qiladi.

8.1 Mineral moyli transformatorlar

Mineral moy hozirda suyuqlik bilan sovutiladigan transformatorlar uchun keng tarqoq izolyatsion va sovitish vositasidir.

Uning afzalliklari orasida ishlab chiqarish bo‘yicha qo‘llaniladigan amaliyotlar, keng tarqoqlik, ishlash bo‘yicha isbotlangan tajriba hamda odatda raqobatbardosh boshlang‘ich narxlari sanaladi.

8.2 Tabiiy efir izolyatsion suyuqliklari

Tabiiy efir suyuqliklari o‘t xavfsizligi va atrof-muhitga ta’siri muhim ahamiyat kasb etadigan o‘rnatishlarda barcha davomida qo‘llanilmoqda.

Anʼanaviy mineral izolyatsiya moylariga nisbatan mos keladigan tabiiy efir suyuqliklari umumiy holda quyidagilarga ega:

• Yuqori o‘t nuqtalari.

• Qulay biyodasturlanuvchanlik xususiyatlari.

• Namlikni boshqarish bo‘yicha boshqa xususiyatlar.

• Ayrim o‘tga sezgir qo‘llanishlarda potensial afzalliklar.

Baʼzi tijorat tabiiy efir suyuqliklarining o‘t nuqtalari 300°C dan yuqori.

Biroq, tanlangan suyuqlik transformator izolyatsiya tizimi, g‘ishtlar, sovutish tizimi va texnik xizmat ko‘rsatish protseduralari bilan mos kelishi kerak.

Suyuqlik tanlovi shuningdek, amal qilayotgan o‘t himoya qoidalarini, saqlash talablarini va loyiha atrof-muhit spetsifikatsiyalarini hisobga olishi kerak.

Tabiiy efir suyuqlik ham, mineral moy ham bitta ishlash xususiyati asosida tanlanmasligi kerak.

9. Gibrid PV-BESS loyihasi uchun amaliy transformator o'lchamlari

Quyidagi dizayn parametrlariga ega namunaviy gibrid o'rnatma misolini ko'rib chiqing:

• PV invertori quvvati: 3 MW.

• BESS PCS chiqish quvvati: 2 MW.

• BESS PCS kirish quvvati: 2 MW.

• O'rta kuchlanishli to'plangan tizim: 35 kV.

• Umumiy AC to'plangan tartib.

Agar boshqaruv tizimi PV va BESS ni maksimal faol quvvat darajalarida bir vaqtda eksport qilishga imkon bersa, umumiy chiqish quyidagicha bo'ladi:

3 MW + 2 MW = 5 MW

Faraz qilingan quvvat omili 0.95 da taxminiy ko'rinadigan quvvat talabi:

S = P / PF

S = 5 000 kVt / 0,95 = 5 263 kVA

Shunday qilib, dastlabki muhandislik baholash ushbu hisoblangan ko‘rinishdagi quvvatdan yuqori transformator quvvatini, talab qilinadigan ish rejimi, sovutish sharoitlari va amal qiladigan standartlar doirasida ko‘rib chiqishi mumkin.

Biroq, haqiqiy tanlov qo‘shimcha omillarni ham tekshirishni talab qiladi.

Masalan, agar zavod boshqaruvchisi umumiy eksportni 4 MW ga cheklasa, mos keladigan transformator yuklanish talabi boshqa bo‘lishi mumkin.

Xuddi shunday, akkumulyatorlarni zaryadlash quyosh energiyasi, tarmoq yoki ikkalasidan ham energiya ta’minlanishiga qarab qo‘shimcha quvvat oqimi vaziyatlarini yaratishi mumkin.

Yakuniy transformator quvvati quyidagilarni o‘z ichiga olgan to‘liq ish rejasi matritsasidan aniqlanishi kerak:

1. Maksimal bir vaqtda quyosh panellari va BESS eksporti.

2. Maksimal ruxsat etilgan tarmoqdan import.

3. Reaktiv quvvat ishlash chegaralari.

4. Garmomik yuklanish.

5. Transformator yordamchi yuklari.

6. Atmosfera harorati.

7. Kelajakdagi quvvat kengaytirish.

8. Ruxsat etilgan ortiqcha yuklanish sharoitlari.

Ko'p chulg'amli transformatorlar uchun har bir chulg'am alohida reytingi va tok chegaralariga mos kelishini ham baholash kerak.

Asosiy tamoyil — transformatorni o'rnatilgan jihozlarning nominal reytinglarining yig'indisiga emas, balki maksimal ehtimoliy elektr va issiqlik ish sharoitlariga mos ravishda tanlashdir.

10. Jiangsu Dingxin Electricning maxsus PV-BESS yuqoriga ko'taruvchi transformator yechimlari

Jiangsu Dingxin Electric — xalqaro elektr infratuzilmasi bozorlariga taqdim etiladigan tarqatish transformatorlari, kuch transformatorlari va oldindan tayyorlangan transformatorlar stansiyalarini ishlab chiqaruvchi korxona.

Transformator sohasida 30 yildan ortiq tajriba ega bo'lgan Dingxin, qayta tiklanadigan energiya, sanoat tarqatishi va kommunal loyihalar uchun ishlab chiqarish hamda qo'llashga yo'naltirilgan muhandislik qo'llab-quvvatlashini taqdim etadi.

10.1 Quyosh energiyasi va batareya saqlash loyihalari uchun maxsus transformatorlar

Fotovoltayk (PV) va batareyali energiya saqlash tizimlari (BESS) qo'llanilishlari ko'pincha an'anaviy tijorat tarqatish loyihalaridan farqli elektr konfiguratsiyalarga ehtiyoj sezadi.

Dingxin mijozlar bilan quyidagilarni o'z ichiga olgan loyiha-ga xos talablarni ko'rib chiqishda hamkorlik qiladi:

• O'rta kuchlanishli transformatorlarning quvvat reytinglari.

• PV invertorlari va BESS PCS ulanish tartiblari.

• Birinchi va ikkinchi darajali kuchlanish kombinatsiyalari.

• Yagona yoki bir nechta past kuchlanishli chulg'amlar.

• Transformator vektor guruhlari.

• Qarshilik talablari.

• Izolyatsiya suyuqligini tanlash.

• Sovutish tartiblari.

• Tashqi qopqoq konfiguratsiyalari.

• Himoya va nazorat akssessuarlari.

35 kV sinfidagi to'plam tizimlarini o'z ichiga olgan loyihalar uchun talab qilinadigan kuchlanish, quvvat, elektr uzatish uskunalari joylashuvi va o'rnatish sharoitlariga qarab maxsus integratsiyalangan transformatorlik stansiyalari loyihalari baholanishi mumkin.

10.2 Ikki tomonlama quvvat oqimi uchun muhandislik qo'llab-quvvatlash

Ishonchli FQ-BESS integratsiyasi transformator loyihasi va tizim darajasidagi elektr muhandisligi o'rtasidagi hamkorlikni talab qiladi.

Texnik spetsifikatsiya ko'rib chiqilayotganda muhim hisobga olinadigan jihatlar:

Issiqlik baholash: Yuklanish sikllarini, atrof-muhit haroratini va chulg'amning harorat ko'tarilishini baholang.

Garmonik baholash: Qo'shimcha yo'qotishlarni hisoblash yoki loyihalash choralarini aniqlash uchun invertor va PCS garmonik ma'lumotlarini ko'rib chiqing.

Elektr konfiguratsiya: Gibrid kuchlanish tizimiga mos keladigan chulg'am kuchlanishi, qarshilik, vektor guruh va ulanish tartiblarini tanlang.

Himoya mosligi: Transformator himoyasining talablari bilan tizim relelari va ulanish tartiblarini muvofiqlashtiring.

Sinov va hujjatlar: Ishlab chiqarishdan oldin qo'llaniladigan IEEE/IEC talablari, zavodda qabul qilish me'yori va texnik hujjatlar belgilansin.

Dingxin quyosh EPC kontraktorlari, qayta tiklanadigan energiya ishlab chiqaruvchilari va BESS integratsiya hamkorlari uchun maxsus transformator spetsifikatsiyalari bo'yicha munozaralarga yordam beradi.

Haqiqiy mahsulot reytinglari, moslik holati, sinov doirasi va mavjud konfiguratsiyalar loyiha xususiyatiga mos keladigan texnik hujjatlarga mos kelishini tasdiqlang.

11. PV-BESS yuqoriga ko'taruvchi transformatorlar haqida tez-tez beriladigan savollar

Ikki tomonlama quvvat oqimi transformatori nima?

Ikki tomonlama quvvat oqimi transformatori — faol quvvat ikkala yo'nalishda ham oqishi mumkin bo'lgan elektr tizimida qo'llaniladigan transformator.

Anʼanaviy AC transformatorlar umumiy holda quvvatni ikkala yoʻnalishda ham uzatishi mumkin, lekin gibrid qayta tiklanadigan energiya ilovalari uchun yuk sikllari, garmoniklar, kuchlanishni tartibga solish va himoya tizimlari qoʻshimcha baholanishi talab qilinishi mumkin.

BESS yuqoriga koʻtaruvchi transformator anʼanaviy quyosh transformatoridan qanday farq qiladi?

BESS yuqoriga koʻtaruvchi transformator zaryadlash, razryadlash, kutish va reaktiv quvvatni qoʻllab-quvvatlash sharoitlarida ishlashi mumkin.

Anʼanaviy quyosh energiyasi hosil qilish ilovasiga nisbatan uning ishlash profilida boshqa yuk sikllari va quvvat sifati talablari boʻlishi mumkin.

Transformator loyihasi haqiqiy PCS xususiyatlari va tizimning ishlash sharoitlariga mos kelishi kerak.

Bitta transformator PV invertorlari va BESS PCS uskunalarga ulanishi mumkinmi?

Ha. Agar elektr arxitekturasi, chulgʻam reytinglari, kuchlanish darajalari, himoya koordinatsiyasi va issiqlik quvvati toʻgʻri loyihalangan boʻlsa, umumiy transformator sxemasi mumkin.

Variantlar umumiy past kuchlanishli avtobus yoki ko'p chulg'amli transformator dizaynini o'z ichiga oladi.

Ikki tomonlama quvvat oqimi transformatorning to'yinganligiga sabab bo'ladi?

Yo'q, buning uchun o'zi yetarli emas.

Yurakning to'yinganligi ortiqcha kuchlanish-tezlik nisbati, doimiy tok siljishi yoki ayrim o'tish holatlari kabi magnit ish sharoitlari bilan bog'liq.

Oddiy o'zgaruvchan tok faol quvvat oqimining yo'nalishi o'zidan transformator yuragining to'yinganligiga sabab bo'lmasa kerak.

BESS o'rnatmalarida K-faktorli transformatorlar majburiy miqdordami?

Yo'q. Garmonik yuklamalarni baholashda faktik PCS tok spektri va qo'llaniladigan transformator dizayni metodologiyasi ishlatilishi kerak.

Har bir suyuq sovutiladigan BESS transformatori uchun maxsus K-faktor belgilashini majburiy deb hisoblash kerak emas.

PV-BESS bosqichli ko'tarish podstantsiyasida OLTC talab qilinadimi?

Shunday emas.

OLTC talablari tarmoq kuchlanish sharoitlariga, invertorning reaktiv quvvat imkoniyatlariga, tarmoq boshqaruvi strategiyasiga va loyiha spetsifikatsiyalariga bog'liq.

Ko'pchilik o'rnatmalar de-energizatsiya qilingan tarmoq tartiblaridan, shuningdek, mos invertor va tarmoq darajadagi kuchlanishni tartibga solishdan foydalanadi.

PV-BESS transformatorlariga qanday standartlar qo'llaniladi?

Muvofiqlikka oid havolalar orasida IEEE C57.159, IEEE C57.12.00, IEEE C57.110, IEC 60076-1, IEC 60076-2, IEC 60076-5 va qo'llaniladigan yuklash yo'riqnomalari bo'lishi mumkin.

Tarmoqqa ulanish talablari alohida hisobga olinishi kerak.

Transformator ishlab chiqaruvchisi gibrid PV-BESS loyihalarini qanday qilib qo'llab-quvvatlay oladi?

Ishlab chiqaruvchi loyiha-ga mos transformator tanlovi, chulg'am konfiguratsiyasi, yo'qotishlarni baholash, izolyatsiya dizayni, issiqlik ishlashini baholash, qo'shimcha jihozlarni tanlash va zavodda sinov hujjatlari bilan loyihani qo'llab-quvvatlay oladi.

Yakuniy jihoz spetsifikatsiyasi EPC subyekti, PCS ta'minotchisi, tarmoq muhandisi va transformator ishlab chiqaruvchisi tomonidan hamkorlikda koordinatsiya qilinishi kerak.

12. Xulosa: Ishonchli muhandislik PV-BESS elektr energiyasi infratuzilmasi

Quyosh energiyasi va batareyali energiya saqlash tizimlari birgalikda qo'llanila boshlaganda, transformatorlarni tanlash anʼanaviy nominal quvvat va kuchlanish mosligidan tashqari rivojlanmoqda.

Isrohli fotovoltaik yuqoriga ko'taruvchi podstansiya gibrid qayta tiklanadigan energiya tizimlarining ishlash xususiyatlarini qo'llab-quvvatlashi kerak, shu bilan birga mos termal, dielektrik va elektr ishlashni saqlab turishi lozim.

Muhim muhandislik hisob-kitoblari quyidagilardir:

• Ikki tomonlama faol va reaktiv quvvat oqimi.

• O'zgaruvchan zaryadlash va razryadlash profilari.

• Garmonik tok xususiyatlari.

• Transformatorning termal yuklanishi va izolyatsiya yoshi.

• Kuchlanishni tartibga solish va chavqin tanlovi.

• Ko'p manbali avoriya toklari va himoya koordinatsiyasi.

• Qo'llaniladigan IEEE/IEC standartlari.

• Uzoq muddatli ishonchlilik va texnik xizmat ko'rsatish talablari.

Katta hajmli qayta tiklanadigan energiya loyihalarida transformator ishlab chiqaruvchilari, EPC kontraktorlari, PCS yetkazib beruvchilari va elektr tarmog'i muhandislari o'rtasidagi dastlabki hamkorlik integratsiya xavfini kamaytirish va jihozlarning mosligini yaxshilashga yordam beradi.

Maxsus PV-BESS kuchaytiruvchi transformator so'rang

Gibrid quyosh energiyasi + zaxira energiyasi loyihasini loyihalashtiryapsizmi yoki mavjud qayta tiklanadigan energiya podstansiyasini yangilamoqchimisiz?

Jiangsu Dingxin Electric quyosh energiyasi generatsiyasi, batareya energiya saqlash va o'rta kuchlanishli elektr taqsimot uchun maxsus transformator va integratsiyalangan podstantsiya yechimlarini taklif etadi.

Bizning jamoamiz sizning elektr talablaringizni, jumladan, transformator quvvati, tizim kuchlanishi, g'ildirak konfiguratsiyasi, himoya qo'shimcha jihozlari va qo'llaniladigan muhandislik standartlarini ko'rib chiqishi mumkin.

Dingxin Electric bilan bog'lanib, loyiha-ga mos transformator spetsifikatsiyasini ko'rib chiqish yoki texnik RFQ so'rang.

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