O‘zgaruvchan tok transformatorining yuklanmagan holatdagi quvvat sarfi: Nima uchun bu muhim?

Oftop PV va energiya saqlash loyihalarida ko'pchilik odamlar PV modullari va energiya saqlash batareyalarini tanlashga e'tibor beradi, lekin bu “yashirin qora tuynuk ”har doim 24 soat davomida quvvat iste'mol qiladi —oʻzgaruvchan ’bo'sh yurish yo'qotishi. Tarmoqqa ulangan loyihalarda transformatorlar odatda faqat kunduzgi soatlarda ishlaydi, shuning uchun bo'sh yurish yo'qotishi cheklangan ta'sir ko'rsatadi. Lekin oftod loyihalarda transformator 24 soat davomida avtomatik boshqaruv paneliga ulanib turishi kerak va bo'sh yurish yo'qotishining “butun kunlik yig'ilish effekti ”keskin kuchayadi. Bu har bir oftod loyiha ishlab chiqaruvchisi ehtiyotkorlik bilan hisoblab chiqishi kerakadigan xarajatdir.

1. Nima uchun bo'sh yurish yo'qotishi tarmoqqa ulangan tizimlarga qaraganda oftod tizimlarda “halokatliroq ”?

1.1 Ishlash sharoitlaridagi asosiy farq

Tarmoqqa ulangan FV: Transformator quyosh nuri bilan birga ishga tushadi va to'xtaydi, kuniga taxminan 10 –12 soat ishlaydi. U kechasi avtobusdan uzilishi mumkin.

Tarmoqdan mustaqil FV/saxovat: Transformator tizimga 24 soat davomida ulanib turadi, kuchlanishni o'zgartirish va izolyatsiya qilish vazifasini bajaradi. Uni o'chirib bo'lmaydi. Tarmoqdan mustaqil tizimlarda yengil yuk va yuklanmagan holatlarda ortiqcha yo'qotishlar tizim iqtisodiyotini cheklovchi asosiy to'siqqa aylangan.

1.2 “Vaqt kuchaytirgichi ”Yuklanmagan holatdagi yo'qotish ta'siri

Yuklanmagan holatdagi yo'qotish uchun formula juda sodda: Yillik yuklanmagan holatdagi yo'qotish elektr energiyasi = P ₀ (yuklanmagan holatdagi yo'qotishlar, kW) ×8760 soat .

Tarmoqqa ulangan holatlarda yuklanmagan holatdagi yo'qotishlar umumiy yo'qotishlarning faqat kichik qismini tashkil qiladi. Lekin tarmoqdan ajratilgan holatlarda yuk ko'rsatkichi keng doirada o'zgaradi va yuklanmagan vaqt uzunroq bo'ladi, shu sababli yuklanmagan holatdagi yo'qotishlar umumiy yo'qotishlarning ancha katta qismini tashkil qiladi. Sanoat ma'lumotlariga ko'ra, transformatorning yuklanmagan holatdagi yo'qotishlari umumiy reytingdagi yo'qotishlarning taxminan 20% ni tashkil qiladi. –30% ni tashkil qiladi. Transformator hajmi ortiqcha katta bo'lib, u uzun muddat yuqori yuklanishda ishlamasa, yuklanmagan holatdagi yo'qotishlar umumiy yo'qotishlarning 60% dan ortiq bo'lishi mumkin.

1.3 “Quvvat manbalarining ”tarmoqdan ajratilgan holatlarda yetishmasligi

Tarmoqdan ajratilgan loyihalarda har bir kilovatt-soat quyosh panellari yoki dizel generatorlardan keladi. Uzoq masofadagi hududlarda dizel elektr energiyasining har bir kilovatt-soatiga hisoblangan xarajati osongina 3 yuanni oshib ketadi va umumiy xarajat har bir kilovatt-soatga 4,1 yuan gacha ko'tariladi. Xorijiy uzoq masofadagi konlarda dizel elektr energiyasining xarajati 0,4 –1,0 AQSH dollari/kilovatt-soat, bu tarmoq elektr energiyasidan 4 –5 marta qimmat. Yuklanmagan holatdagi yo'qotishlar “qimmat quvvat, ”yoʻq “arzon quvvat, ”shuning uchun uning iqtisodiy xarajatlari yanada ko'payadi.

2. Yuki yo'q holatdagi yo'qotishlarni nima tashkil qiladi —Qanday ishlaydi “Yeyish ”Elektr toki?

2.1 Yuki yo'q holatdagi yo'qotishning mohiyati

Yuki yo'q holatdagi yo'qotish (temir yo'qotishi) asosan temir yurak materialiga bog'liq. U ishlatilayotgan yukdan mustaqil va transformator elektr tokiga ulangan paytda darhol vujudga keladi. Bu gisterizis yo'qotishi va vortik tok yo'qotishini o'z ichiga oladi. Siz buni transformatorning ’s“asosiy metabolizmi deb hisoblashingiz mumkin — siz telefon bilan qo'ng'iroq qilmasangiz ham u quvvat iste'mol qiladi, shunday qilib, transformator elektr tokiga ulangan paytda doim yuki yo'q holatdagi yo'qotishni hosil qiladi.

2.2 Temir yadrosi materiali — hal qiluvchi omil

Anʼanaviy transformatorlar oddiy silikonli poʻlat varaqdan foydalanadi, shu sababli yuklanmagan holdagi yoʻqotishlar yuqori darajada saqlanib qoladi. Amorf qotishma transformatorlarining temir yoʻqotishlari silikonli poʻlat yadrosidan foydalangan anʼanaviy transformatorlarga nisbatan 70% –80% pasaytirilgan. Eng yangi avlod 1-darajali silikonli poʻlat quruq turdagi transformatorlar bilan solishtirganda, eng soʻnggi ultra-yuqori samarali amorf qotishma transformatorlar yuklanmagan holdagi yoʻqotishlarni 65,2% ga kamaytiradi.

2.3 Oʻtkazgichsiz tarmoqlarda maxsus qiyinchiliklar

Oʻtkazgichsiz tizimlar tez-tez yuqori-past yuk aylanishlariga duch keladi, bu esa transformatorning magnit zanjiri barqarorligiga yuqori talablarni qoʻyadi. Yuklanmagan holdagi yoʻqotishlar yengil yuklanish va yuklanmagan davrlar davomida elektr energiyasini isteʼmol qilaveradi va aynan shu vaqt davrida oʻtkazgichsiz tizimlarning energiya saqlash imkoniyatlari eng koʻp “taranglikka uchraydi. ”Ekstremal vaziyatlarda oʻtkazgichsiz tizimlarda yuklanmagan holdagi yoʻqotishlar PV va energiya saqlash quvvatini taʼminot yetishmasligini kompensatsiya qilish uchun oshirishni majbur qilishi mumkin “yoʻqotishlar tomonidan isteʼmol qilingan ”energiya miqdorini.

3. Siz eʼtibor bermaslikningiz mumkin boʻlmaydigan iqtisodiy hisob-kitob

3.1 Yillik quvvat iste’moli hisoblash modeli

1000 kVA transformatorni misol sifatida olamiz. Yoqilg’isiz ishlashda yo’qotiladigan quvvat energiya samaradorligi darajasiga qarab sezilarli darajada o’zgaradi:

Eslatma: Yillik yoqilg’isiz ishlash quvvati = yoqilg’isiz ishlashda yo’qotiladigan quvvat ×8760 soat. Haqiqiy ma’lumotlar mahsulot modeli va yuklanish darajasiga qarab o’zgaradi.

3-darajadan 1-darajaga o’tish taxminan yiliga 15 000 yuans faqat yuklanmagan holatdagi yo'qotishlardan kelib chiqqan dizel rezerv quvvat xarajatlari.

3.2 Aylanma hayot davri xarajatlari (LCOE) nuqtai nazaridan

1-darajali transformatorlarning boshlang'ich narxi yuqori bo'lsa ham, ularning yuklanmagan holatdagi yo'qotishlari 30% –pastroq, bu esa 25 yillik foydalanish muddati davomida elektr energiyasi xarajatlarini katta miqdorda tejash imkonini beradi. Masalan, SCB14 (1-darajali) va SCB11 (2-darajali) transformatorlarni solishtirganda, yillik elektr energiyasi tejash hajmi 20 000 kWh ga yetadi. 1-darajali qutili transformator uchun boshlang'ich investitsiya yuqori, lekin off-grid sharoitda elektr energiyasi xarajatlaridan tejash sotib olish narxidagi farqdan ancha ortiq bo'ladi.

3.3 “Ko'paytirish omili ”tarmoqdan ajratilgan holatlarda yetishmasligi

Off-grid loyihalardagi elektr energiyasi narxlari (yoki dizel rezerv quvvat xarajatlari) tarmoqqa ulangan elektr energiyasi narxlaridan ancha yuqori. Dizel rezerv quvvat xarajati 3 yuans/kWh bo'lganda, 1000 kVA lik 1-darajali transformator 3-darajali transformator bilan solishtirganda, yuklanmagan holatdagi yo'qotishlar tufayli 5 yil ichida taxminan 75 000 yuans elektr energiyasi xarajatlarini tejash imkonini beradi. Transformator va simlarning yo'qotishlarini hisobga olganda, off-grid tizimining energiya chiqishi 2,3% pasayadi. –4,6%. Bu yo'qotishlar natijasida qo'shimcha FQ yoki dizel quvvati talab qilinadi.

4. Jiansu Unita ’o'z avtonom tizimlari uchun yuklanmagan holatdagi yo'qotishlarni optimallashtirish yechimlari

4.1 Temir yurak materialini yangilash

Jiansu Unita Elektrik ’fQga mos maxsus qutili transformatorlar to'liq mis o'ramlarga ega va 1-darajali energiya samaradorligi standartlariga amal qiladi. SCB13/S20 seriyali modellar milliy standartga nisbatan yuklanmagan holatdagi yo'qotishlarni 25% dan ortiq kamaytiradi va 2500 kVA li model yiliga 30 000 kWh dan ortiq elektr energiyasini tejab beradi. Katta quvvatli qutili transformatorlar uchun amorfin allyul temir yuraklar ixtiyoriydir va yuklanmagan holatdagi yo'qotishlarni yana 50% gacha kamaytiradi. S20 seriyasi yuqori o'tkazuvchanlikdagi sovutilgan silikonli po'latdan yasalgan temir yuraklarga va yuqori tozalikdagi kislorodsiz mis o'ramlarga ega bo'lib, yuklanmagan holatdagi yo'qotishlarni 15% ga kamaytiradi. –s13 ga nisbatan 20% ga kamroq, odatdagi yuklanish oralig'ida samaradorlik 99% dan oshadi.

4.2 O'ram jarayonini optimallashtirish

Jiansu Unita Elektrik to'liq mis o'ramli dizaynga qat'iy amal qiladi. Yuk yo'qotishi 25% –aluminiy o'ramlardan 30% pastroq, issiqlik tarqalishi yaxshiroq va foydalanish muddati uzunroq. SCB13 seriyasi 220°C issiqlikga chidamli, kislorodsiz mis + poliimid palyadali o'ramlardan foydalanadi va oddiy o'tkazgichlarga nisbatan yuqori harorat ta'siriga 10 yil qo'shimcha chidamli. °Ishlab chiqarishda gisterizis yo'qotilishini samarali ravishda kamaytirish uchun dona tuzilishini yaxshilash maqsadida bitta bo'lakli 5 yoki 7 qadamli qoplam usuli qo'llaniladi. “bitta bo'lakli 5 yoki 7 qadamli qoplam ”yuklanmagan holatdagi yo'qotish 30% ga, yuklangan holatdagi yo'qotish esa 10% dan ortiq kamaytirilgan.

4.3 Holatlarga asoslangan moslashtirish va ekstremal muhitga moslashish

O'z-o'zidan ishlaydigan loyihalar ko'pincha qattiq atrof-muhit sharoitlari bilan ajralib turuvchi uzoq masofali hududlarga o'rnatiladi. Zhongmeng Electric tog'lar, sohil tuzli changi va cho'ldagi chang bo'ronlari kabi murakkab sharoitlar uchun IP54/IP65 himoya darajasi va C5-M korroziyaga chidamli yechimlarni moslashtiradi, bu esa -40 dan boshlab barqaror ishlashni ta'minlaydi. °C dan +55 gacha bo'lgan keng ish harorat oralig'ida ishonarli ishlaydi °C. Balandlikdagi sharoitlar uchun Zhongmeng kuchaytirilgan izolyatsiya + ikki qatlamli kondensatsiyaga qarshi tuzilma + aqlli harorat nazorati tizimini moslashtiradi. Qinghayda 3800 metrdan yuqori balandlikda joylashgan 200 MW lik balandlikdagi FV loyihasi ikki yil davomida hech qanday jihoz nosozligisiz ishlayapti.

4.4 Maydonda sinovdan o'tkazilgan ma'lumotlar

Jiangsu Unita tomonidan 2013-yilda G'arbiy Xitoydagi elektr stansiyasiga yetkazib berilgan qutili transformatorning po'lat yurak yo'qotishi boshlang'ich qiymatining 95% da barqaror qolmoqda, boshqa brendlarning shu joydagi po'lat yuraklari esa ikki marta almashtirilgan. Tibettagi 4500 metr balandlikdagi plato elektr stansiyasida Jiangsu Unita jihozlari sakkiz yil davomida hech qanday nosozliksiz ishlayapti, boshqa bir qo'shni stansiya ’ning brendi past haroratda qutining shishishi tufayli qutini uch marta almashtirgan. Bu holatlar Zhongmeng jihozlarining ekstremal muhitlardagi uzoq muddatli ishonchliligini tasdiqlaydi. ’ning uzoq muddatli ishonchliligini tasdiqlaydi.

5. O'zgaruvchan tok tarmog'iga ulanmagan FV kuchaytiruvchi transformatorlarni tanlashda asosiy jihatlari

5.1 Avvalo energiya samaradorligi darajasi

GB 20052-2024 standartlariga mos keladigan, 1-daraja yoki 2-daraja energiya samaradorligiga ega mahsulotlarga ustuvorlik berish kerak. Yoqilmasdan ishlashdagi energiya yo'qotish 30% ga kamaytirilishi mumkin –50%. Ikkalasi bilan ham tekshirish kerak “energiya samaradorligi etiketkalari + o'lchangan ma'lumotlar ”караш учун “soxta yuqori samaradorlik ”noto'g'ri reytingli mahsulotlar.

5.2 Quvvat mosligi —Qochish “Katta ot kichik aravani tortmoqda ”

Quvvatning ortiqcha o'rnatilishi uzun muddatli past yuk ostida ishlashga olib keladi va yoqilmasdan ishlashdagi energiya yo'qotish ulushi keskin o'sadi. Quvvatning yetishmay qo'yilishi esa pik yukda ortiqcha yuk ostida ishlashga va nosozliklarni tuzatish xarajatlariga sabab bo'ladi 3–boshlang'ich jihozlar uchun tejalgan mablag'ning 5 baravariga teng sanoatda standart amaliyot — qutili transformatorlar quvvatini quyidagicha sozlash: 1.1–fV o'rnatilgan quvvatining 1,3 barobariga teng . Bu modullarning degradatsiyasi uchun joy ajratadi va yengil yuklar tufayli noyob yo'qotishning cho'ntaklanishini oldini oladi. Masalan, 10 MW FV loyihasi 11 –13 MVA qutichali transformator stansiyasining quvvatidan foydalanishi mumkin.

5.3 Temir yurak materialini tanlash qaror qabul qilish daraxti

5.4 Vaziyatga asoslangan tanlash tavsiyalari

Uzoq masofali aloqa bazaviy stansiyalari: Yuklanmagan holatdagi yo'qotishlar va himoya darajasiga e'tibor qaratish kerak. Off-grid bazaviy stansiyalar odatda yuqori elektr energiyasi narxlari bilan duch keladi va yuklanmagan holatdagi yo'qotishlarni optimallashtirish bevosita ishlab chiqarish iqtisodiyotiga ta'sir qiladi.

Off-grid mikrotarmoqlar: Ikki tomonlama aylantirish va saqlash interfeyslarini qo'llab-quvvatlash kerak. Tizim loyihalash bosqichida saqlash quvvatini hisoblashga transformatorning yuklanmagan holatdagi yo'qotishlarini kiritish tavsiya etiladi, chunki yo'qotishlar tufayli saqlash quvvati yetishmasligini oldini olish mumkin.

Yuqori balandlik/ekstremal iqlim: Haroratga moslashuvchanlik va korroziyaga qarshi himoya darajasiga e'tibor qaratish kerak. Zhongmeng jihozlari -40 °C dan +55 gacha bo'lgan keng ish harorat oralig'ida ishonarli ishlaydi °C da barqaror ishlashi mumkin, IP54/IP65 himoya darajalari ixtiyoriy.

Xulosa

O'z avtonom tizimlarida transformatorning yuklanmagan holatdagi yo'qotishi “kichik o'zgarish emas deb hisoblashingiz mumkin — bu kuniga 24 soat ishlaydigan doimiy xarajatdir. Masalan, 1000 kVA lik transformatorni olamiz. Agar dizel yordamchi quvvat narxi 3 yuanch/kVt·soat bo'lsa, 1-darajali transformator 3-darajali transformator bilan solishtirganda faqat yuklanmagan holatdagi yo'qotishda 5 yil davomida 75 000 yuans shunchalik ko'p tejab ketadi —bunda 1-darajali transformatorning sotib olish narxidagi farq to'liq qoplanadi va hatto ortiqcha ham qoladi.

O'z avtonom loyiha ishlab chiquvchilari transformatorlarni tanlash bosqichida ularning hayotiy tsikl xarajatlarini baholashda faqat sotib olish narxiga emas, balki yuklanmagan holatdagi yo'qotishga ham e'tibor berishlari kerak. Ishga tushirilgan o'z avtonom loyihalar uchun ham transformatorlarni almashtirish iqtisodiyotini baholash maqsadga muvofiqdir —ayniqsa, dizel yordamchi quvvat narxi yuqori bo'lgan vaziyatlarda, past yo'qotishli transformatorlarga almashtirish muddati kutilganidan qisqa bo'lishi mumkin.