مطالعه موردی تصحیح ضریب توان PV توزیع شده: چگونه یک ارتقاء SVG جریمه های فاکتور قدرت را در یک پروژه خورشیدی صنعتی حل کرد
به تعداد کارخانه های بیشتر, پارک های صنعتی, مناطق پیوند خورده, و تأسیسات لجستیکی فتوولتائیک توزیع شده را نصب می کنند (PV) سیستم, بسیاری از اپراتورها پس از اتصال به شبکه یک مشکل غیرمنتظره را کشف می کنند: ضریب توان آنها شروع به شکست الزامات ارزیابی ابزار می کند.
در نگاه اول, این می تواند گیج کننده باشد. به نظر می رسد منظومه شمسی به طور عادی کار می کند. این مرکز در حال تولید برق است, کاهش مصرف آب و برق, و کاهش هزینه های انرژی. در بسیاری از موارد, بانک خازن اصلی یا کابین جبران توان راکتیو هنوز در حال کار است. با این حال با وجود همه اینها, سایت شروع به دریافت جریمه های ضریب توان یا جریمه های توان راکتیو از شرکت برق می کند.
این مورد نشان می دهد که چگونه یک سایت صنعتی در شیان, چین, دقیقاً این مشکل را از طریق ارتقاء کامل جبران توان راکتیو SVG حل کرد, همراه با انعکاس داده های متر, شبکه بی سیم, و نظارت از راه دور.
نتیجه بهبود قابل توجهی در عملکرد سیستم بود, با رسیدن ضریب توان بلادرنگ 0.999 و ضریب توان انباشته افزایش به 0.95, با موفقیت استانداردهای ارزیابی ابزار را برآورده کرد.
بررسی اجمالی پروژه
نام پروژه
پروژه بهبود ضریب توان PV توزیع شده
مکان
منطقه پیوندی جامع پایگاه هوایی شیان, چین
برنامه
سیستم توزیع برق صنعتی با تولید فتوولتائیک پراکنده
چالش اصلی
ضریب توان پایین و جریمه های ابزار پس از اتصال به شبکه PV توزیع شده
مشکل: چرا ضریب برق پس از نصب خورشیدی کاهش یافت؟?
این پروژه در یک سیستم توزیع برق صنعتی بزرگ انجام شد که در آن یک منبع برق 10 کیلوولت چندین ترانسفورماتور را در سراسر سایت تغذیه می کرد.. این سیستم شامل هفت ترانسفورماتور بود, و ترانسفورماتور شماره. 7 به یک سیستم تولید فتوولتائیک توزیع شده متصل شد
قبل از نصب سیستم PV, این سایت قبلاً دارای یک کابین جبران توان راکتیو ولتاژ پایین معمولی در حال کار بود. تحت شرایط بارگذاری سنتی فقط شبکه, آن تنظیم به طور کلی کافی بود.
هر چند, پس از اتصال منظومه شمسی توزیع شده, مشتری با یک مسئله جدید و پرهزینه مواجه شد:
- ضریب توان در نقطه اندازهگیری شهری به زیر استاندارد لازم کاهش یافت
- سایت در ارزیابی ماهانه ابزار ناموفق بود
- مشتری جریمه های مکرر ضریب توان راکتیو/توان را متحمل شد
- سیستم جبران خازن اصلی دیگر نمی توانست به طور موثر پاسخ دهد
- با افزایش تولید PV، مشکل شدیدتر شد
این یک مسئله رایج در کاربردهای خورشیدی صنعتی است, به خصوص زمانی که صورت حساب آب و برق و ارزیابی ضریب توان بر اساس یک نقطه اندازه گیری مشترک است.
چرا سیستم های PV توزیع شده می توانند باعث ضریب توان کم شوند؟
برای درک موضوع, مهم است که بررسی کنیم که چگونه یک سیستم PV توزیع شده جریان برق را در یک تاسیسات تغییر می دهد.
در یک پیکربندی معمولی خود مصرفی-با-صادرات مازاد, تولید خورشیدی ابتدا توسط بارهای داخلی تاسیسات استفاده می شود. فقط انرژی اضافی به شبکه صادر می شود.
این از منظر صرفه جویی در انرژی ایده آل به نظر می رسد, اما چالشی را برای مدیریت توان راکتیو ایجاد می کند.
در اینجا دلیل است:
یک سیستم فتوولتائیک عمدتاً توان اکتیو را تامین می کند (کیلووات).
اما بیشتر بارهای صنعتی - مانند موتورها, پمپ ها, کمپرسو, طرفداران, سیستم های HVAC, و تجهیزات تولید - هنوز به توان راکتیو نیاز دارند (سمت چپ).
بنابراین با افزایش خروجی منظومه شمسی:
- این تأسیسات توان اکتیو کمتری را از دستگاه برق می گیرد
- اما ممکن است همچنان به توان راکتیو مشابهی از شبکه نیاز داشته باشد
این امر رابطه بین توان اکتیو و توان راکتیو در نقطه اندازه گیری را تغییر می دهد.
در نتیجه:
- ضریب توان اندازه گیری شده توسط متر برق کاهش می یابد
- در برخی شرایط عملیاتی, سایت حتی ممکن است جریان برق فعال معکوس را تجربه کند
- جبران سازی مبتنی بر خازن سنتی اغلب ناپایدار یا بی اثر می شود
این به ویژه زمانی که مشکل ساز است:
- خروجی PV نزدیک به تقاضای بار تاسیسات است
- خروجی PV از بار در محل بیشتر است, و برق صادر می شود
- تقاضای بار و تولید خورشیدی همزمان در نوسان هستند
چرا جبران خازن سنتی دیگر کافی نبود؟
این سایت در ابتدا بر روی یک سیستم جبرانی بانک خازن گام-سوئیچینگ معمولی متکی بود.
در حالی که این نوع سیستم در تاسیسات صنعتی کاربرد فراوانی دارد, اغلب برای کاربردهای خورشیدی توزیع شده ایده آل نیست.
محدودیت های اصلی بانک های خازن سنتی:
1. جبران بر اساس مرحله به اندازه کافی دقیق نیست
بانک های خازن معمولی در مراحل ثابت به جای پیوسته جبران می کنند. این بدان معناست که آنها نمی توانند به طور دقیق تقاضای توان راکتیو در حال تغییر سریع را مطابقت دهند.
2. پاسخ آهسته تحت شرایط نوسان
هنگامی که خروجی خورشیدی و بار صنعتی هر دو به طور مکرر تغییر می کنند, سیستم جبران خسارت باید خیلی سریع واکنش نشان دهد. سوئیچینگ خازن مکانیکی اغلب برای این نوع محیط پویا بسیار کند است.
3. تعویض مکرر عمر تجهیزات را کوتاه می کند
تحت شرایط قدرت ناپایدار, خازن ها ممکن است به طور مکرر روشن و خاموش شوند. با گذشت زمان, این می تواند منجر شود:
- سایش کنتاکتور
- تخریب خازن
- کاهش عملکرد جبرانی
- مسائل مربوط به قابلیت اطمینان کابینه
4. سازگاری ضعیف تحت جریان برق معکوس
هنگامی که سیستم PV نیروی مازاد را به شبکه صادر می کند, کنترلکنندههای توان راکتیو سنتی ممکن است در تفسیر صحیح جهت قدرت ناکام باشند, به خصوص اگر برای عملیات چهار ربعی طراحی نشده باشند.
برای تاسیسات با PV توزیع شده, این اغلب به معنای یک چیز است:
کابینت جبران توان راکتیو اصلی دیگر برای شرایط عملیاتی واقعی سایت طراحی نشده است.
به همین دلیل است که مشتری در این پروژه به یک راه حل پیشرفته تر و انعطاف پذیرتر نیاز دارد.
راه حل: جبران توان راکتیو دینامیکی مبتنی بر SVG
برای حل مسئله, تیم پروژه یک ارتقای کامل را با محوریت نقطه اندازه گیری واقعی تاسیسات اجرا کرد, به جای اینکه فقط به صورت محلی در سمت ولتاژ پایین جبران شود.
راه حل نهایی شامل چهار جزء اصلی بود:
1. ارتقاء کابینت خازن اصلی به SVG
اولین قدم، مقاومسازی کابینتهای جبران توان راکتیو 400 ولتی تحت سه ترانسفورماتور بود..
خازن اصلی و تجهیزات راکتور داخل کابینت ها برداشته شد و با ژنراتور Static Var جایگزین شد. (SVG) تجهیزات.
ظرفیت نصب شده
- CoEpower SVG 200kVar × 3 مجموعه
این ارتقا به طور چشمگیری عملکرد جبرانی سیستم را بهبود بخشید.
برخلاف بانک های خازنی معمولی, SVG فراهم می کند:
- جبران پویا پیوسته
- پاسخ سریع
- دقت بالا
- جبران توان راکتیو دو طرفه
- مناسب تر بودن برای محیط های PV نوسان
به زبان ساده, SVG می تواند تقاضای توان راکتیو سیستم را در زمان واقعی ردیابی کند و دقیقاً آنچه را که نیاز است را خروجی دهد, به جای تعویض جبران در مراحل بزرگ.
که آن را به ویژه برای:
- سیستم های خورشیدی توزیع شده
- شرایط بار ناپایدار
- تاسیسات صنعتی با جریمه ضریب توان
- سایت هایی که به عملکرد با کیفیت توان بالا نیاز دارند
طراحی مقاوم سازی کابینت برای نصب کارآمد در محل
برای کاهش پیچیدگی مقاوم سازی و عملی نگه داشتن نصب, ساختار کابینه جبران خسارت اولیه دوباره مورد استفاده قرار گرفت.
ارتقاء گنجانده شده است:
- منافذ تهویه در درهای جلو و عقب کابینت
- بهینه سازی جریان هوا برای ورودی هوای جلو و اگزوز عقب
- ساختار پشتیبانی داخلی برای نصب ماژول SVG
- حفظ اجزای اصلی انتخاب شده درب جلو در صورت لزوم
این نوع مقاوم سازی برای سایت های صنعتی موجود بسیار ارزشمند است زیرا به حداقل می رساند:
- خرابی
- کار عمرانی
- تغییرات ساختاری
- کل هزینه ارتقاء
برای بسیاری از کاربران کارخانه و کارخانه, این یک مسیر واقعی تر از جایگزینی کل سیستم کابینت از ابتدا است.
2. اضافه کردن یک کنتور چند منظوره در موقعیت اندازه گیری ولتاژ بالا
یکی از مهمترین بخش های این پروژه خود SVG نبود, اما داده های جبران خسارت از کجا آمده است.
جریمه های ضریب توان مشتری بر اساس نقطه اندازه گیری برق فشار قوی بود, نه فقط در شرایط بار ولتاژ پایین محلی.
این بدان معناست که سیستم جبران نیاز به "دیدن" همان رفتار الکتریکی است که کنتور برق برای ارزیابی از آن استفاده می کرد..
برای رسیدن به این, یک متر چند منظوره جدید اضافه شد.
کنتور به موازات نقطه اندازه گیری فشار قوی اولیه نصب شده و به عنوان منبع اندازه گیری آینه ای استفاده می شود..
این به سیستم اجازه داد تا یک مرجع داده بلادرنگ قابل استفاده بدون تداخل با ابزار سنج اصلی ایجاد کند.
آن داده های آینه شده سپس به سیستم کنترل جبران SVG منتقل شد, منطق جبران را قادر می سازد بر اساس نقطه اندازه گیری واقعی ارزیابی شده باشد.
این یک اصل طراحی حیاتی برای پروژه هایی مانند این است:
اگر شرکت برق ضریب توان را در یک نقطه ارزیابی می کند, جبران باید بر اساس همان نقطه بهینه شود.
این یکی از دلایل کلیدی برای دستیابی به نتیجه موفقیت آمیز این پروژه است
3. ساخت یک شبکه ارتباطی بی سیم محلی با LoRa
این سایت در هشت اتاق توزیع مجزا تقسیم شده بود, از جمله:
- 1 اتاق توزیع فشار قوی 10 کیلو ولت
- 7 اتاق های توزیع ولتاژ پایین 0.4 کیلو ولت
زیرا این اتاق ها از نظر فیزیکی جدا بودند و برخی از مسیرهای ارتباطی نیاز به کابل کشی در فضای باز دارند, نصب یک شبکه ارتباطی سیمی معمولی گران و ناخوشایند بود.
بنابراین به جای اینکه همه چیز را به هم متصل کنیم, این پروژه از یک راه حل شبکه بی سیم LoRa استفاده کرد.
ساختار ارتباطی:
- دستگاه های محلی از طریق RS485 ارتباط برقرار می کنند
- داده ها از طریق واحدهای انتقال LoRa DTU جمع آوری می شوند
- اتاق های توزیع از طریق شبکه بی سیم LoRa متصل می شوند
- داده ها جمع آوری و در پلت فرم آپلود می شوند
این رویکرد چندین مزیت عملی را ارائه کرد:
- کاهش کار کابل کشی
- مقاوم سازی آسان تر در سایت های صنعتی موجود
- پیچیدگی نصب کمتر
- ارتباط پایدار در اتاق های برق مجزا
برای امکانات بزرگ, مناطق پیوند خورده, و پردیس های صنعتی, این نوع معماری بی سیم می تواند بسیار کارآمدتر از بازسازی سایت در اطراف کابل های ارتباطی جدید باشد.
4. مانیتورینگ ابری برای دسترسی از راه دور و دید سیستم
برای بهبود مدیریت بلند مدت سیستم, این پروژه همچنین شامل نظارت از راه دور مبتنی بر ابر بود.
تمام داده های عملیاتی اصلی سایت را می توان از طریق یک پلت فرم ابری 4G بارگذاری کرد, امکان دسترسی اپراتورها به اطلاعات سیستم از راه دور.
این به کاربر نهایی و ارائه دهنده خدمات دید بهتری می دهد:
- وضعیت عملکرد SVG
- داده های اندازه گیری
- اثربخشی جبران خسارت
- روند عملکرد سیستم
برای مشتریان صنعتی مدرن, دید از راه دور دیگر فقط یک راحتی نیست - اغلب بخشی ضروری از مدیریت کارآمد دارایی های الکتریکی است..
نتایج نهایی: ضریب قدرت در زمان واقعی رسیده است 0.999
پس از نصب سیستم, یکپارچه سازی ارتباطی, و راه اندازی کامل, پروژه وارد عملیات پایدار شد.
با توجه به داده های پروژه, مقادیر زیر همگی تراز شده و به درستی انجام می شوند:
- اندازه گیری داخلی SVG
- متر چند منظوره جدید اضافه شده
- متر سیستم اصلی
- پلت فرم مانیتورینگ پس زمینه
نتایج نهایی عملکرد:
- ضریب توان زمان واقعی رسیده است 0.999
- ضریب توان انباشته رسیده است 0.95 بعد از 15 روزهای طبیعی کار
این موضوع را تایید کرد:
- منطق نمونه گیری درست بود
- ارتباط پایدار بود
- جبران SVG موثر بود
- استراتژی کنترل نقطه اندازه گیری با موفقیت کار کرد
از همه مهمتر, سایت توانست مشکل انطباق ضریب توان ابزاری خود را حل کند و خطر جریمه مکرر شرح داده شده در مستندات پروژه را حذف کند.
این مورد نشان می دهد که برای کاربردهای خورشیدی توزیع شده, تصحیح ضریب توان مؤثر اغلب به چیزی بیش از «افزودن خازنهای بیشتر» نیاز دارد.
در عوض, ممکن است به یک سیستم هوشمندتر نیاز داشته باشد که ترکیب شود:
- جبران پویا SVG
- منطق داده های نقطه اندازه گیری
- یکپارچه سازی ارتباطی
- قابلیت نظارت از راه دور
این چیزی است که این پروژه را ارزشمند می کند, نه فقط به عنوان یک نصب موفق, اما به عنوان یک راه حل مهندسی تکرارپذیر.
برنامه های کاربردی توصیه شده برای این راه حل
یک راه حل مشابه به ویژه برای:
- کارخانه های صنعتی با خورشیدی پشت بام
- مناطق محدود و پارک های صنعتی
- لجستیک و امکانات انبار
- کارخانه های تولیدی
- سیستم های قدرت چند ترانسفورماتور
- سایت هایی با جریمه های ضریب توان مفید
- تاسیساتی که پس از نصب خورشیدی ضریب توان پایینی دارند
- پروژه هایی که در آن بانک های خازن اصلی دیگر به طور موثر عمل نمی کنند
اگر سایت شما پس از نصب سیستم PV توزیع شده هر یک از موارد زیر را تجربه کرده است:
- افت ضریب قدرت به طور غیرمنتظره
- سوئیچینگ بانک های خازن خیلی مکرر
- جریمه های ماهانه آب و برق
- رفتار جبران ناپایدار
- کیفیت پایین برق پس از ادغام خورشیدی
سپس ارتقای جبران توان راکتیو مبتنی بر SVG ممکن است قدم بعدی مناسب باشد.
در نتیجه, سیستمهای فتوولتائیک توزیعشده میتوانند صرفهجویی زیادی در مصرف انرژی داشته باشند، اما رفتار الکتریکی سیستمهای قدرت صنعتی را نیز به گونهای تغییر میدهند که روشهای جبران سنتی اغلب برای مقابله با آن آماده نیستند..
این مورد از Xi'an نشان می دهد که چگونه یک راه حل مناسب طراحی شده می تواند عملکرد سیستم را بازیابی کند و سایت را به انطباق بازگرداند..
با ترکیب کردن:
- جبران توان راکتیو پویا SVG
- انعکاس داده های اندازه گیری ولتاژ بالا
- ارتباط بی سیم LoRa
- نظارت از راه دور مبتنی بر ابر
این پروژه با موفقیت یک مشکل ضریب توان پایین در دنیای واقعی ناشی از تولید پراکنده خورشیدی را حل کرد.
برای کاربران صنعتی, پیمانکاران EPC, یکپارچه سازهای سیستم, و مهندسین کیفیت توان, این پروژه یک مرجع عملی برای چگونگی بهبود ضریب توان در سیستم های PV توزیع شده ارائه می دهد - نه تنها در تئوری, اما در عملیات میدانی واقعی.
برای پروژه PV توزیع شده خود به یک راه حل اصلاح ضریب توان نیاز دارید?
اگر سیستم خورشیدی صنعتی شما باعث ضریب توان پایین می شود, جریمه های توان راکتیو, یا عملکرد جبران ناپایدار, ما می توانیم به شما کمک کنیم تا راه حل مناسب تری را بر اساس ساختار واقعی اندازه گیری و شرایط سایت خود طراحی کنید.
برای بحث در مورد پروژه خود با ما تماس بگیرید, یا نمودار تک خطی خود را برای ارزیابی فنی برای ما ارسال کنید.
برچسب ها: تصحیح ضریب توان PV توزیع شده, جبران توان راکتیو SVG, راه حل ضریب توان فتوولتائیک, ضریب توان پایین پس از نصب خورشیدی, جبران توان راکتیو صنعتی, راه حل جریمه ضریب قدرت, SVG برای سیستم های خورشیدی توزیع شده, جبران توان راکتیو برای سیستم های PV, مورد پروژه ژنراتور var static, بهبود ضریب توان برای خورشیدی صنعتی, ارتقاء کابینت جبران توان راکتیو, راه حل کیفیت انرژی خورشیدی توزیع شده, اندازه گیری بی سیم برای تصحیح ضریب توان, تهیه کننده, تولید کنندگان, کارخانه, شرکت, چین, عمده, خرید کردن, قیمت, نقل قول, انبوه, برای فروش, شرکت, انبار, هزینه.
