Rockwill предоставляет комплексные электрические решения для умных сетей, городской инфраструктуры, интеграции возобновляемых источников энергии и промышленных применений. От автоматизации среднего напряжения до сетей зарядки электромобилей и сборных подстанций, наши системы обеспечивают стабильное, эффективное и готовое к будущему распределение электроэнергии. Индивидуальные. Подключенные. Надежные.

Решения по регулированию шагового напряжения для повышения стабильности и эффективности сельских распределительных сетей

Rockwill 06/23/2025

Ⅰ. Технические принципы и ключевые преимущества

1. Принцип работы
Регулятор напряжения на 32 ступени — это устройство регулирования напряжения с переключением отводов, которое автоматически переключает положение отводов последовательных обмоток для регулировки напряжения:
• Режим повышения/понижения напряжения: Переключатель полярности выбирает относительную полярность последовательных и параллельных обмоток, обеспечивая диапазон регулирования напряжения ±10%.
• Точное регулирование на 32 ступени: Каждая ступень регулирует напряжение на 0,625% (всего 32 ступени), предотвращая резкие изменения напряжения и обеспечивая непрерывное питание.
• Переключение с замыканием перед размыканием: Использует дизайн "двойные контакты + реактор-мост". При переключении отводов нагрузочный ток временно направляется через реактор, обеспечивая непрерывное питание нагрузки.

2. Преимущества для адаптации к сельским сетям

Характеристика	Традиционный механический регулятор	Регулятор напряжения на 32 ступени
Скорость реакции	Секунды до минут	Миллисекунды
Точность регулирования	±2%–5%	±0,625%
Поддерживаемый радиус питания	Ограничен (обычно <10 км)	Расширен (>20 км)
Требования к обслуживанию	Высокие (механический износ)	Бесконтактный, не требующий обслуживания

Таблица: Сравнение характеристик традиционного оборудования и регулятора на 32 ступени

II. Проблемы и требования к напряжению в сельских распределительных сетях

Сельские электросети подвержены проблемам качества напряжения из-за следующих характеристик:

Чрезмерно длинные радиусы питания: Значительное падение напряжения на концах линий.
Сильные колебания нагрузки: Сельскохозяйственные нагрузки (например, оборудование для орошения) вызывают значительные колебания напряжения днем и ночью (высокое напряжение днем, низкое напряжение ночью).
Несбалансированность трехфазной сети: Концентрированные однофазные нагрузки вызывают смещение нейтральной точки, ухудшая стабильность напряжения.
Старое оборудование: Малые диаметры проводников и недостаточная мощность трансформаторов усугубляют потери в линиях.

III. Проектирование решения

1. Архитектура системы
Используется стратегия иерархического развертывания:
• Выход подстанции: Установка регуляторов типа B (с постоянным возбуждением) для стабилизации напряжения основных фидеров.
• Средняя точка/конец длинных ветвей: Развертывание регуляторов типа A (например, VR-32) для компенсации местных падений напряжения.

2. Основные шаги реализации
• Принцип выбора места установки: Выбор места установки на основе кривой падения напряжения при максимальной нагрузке; установка на узлах, где падение напряжения превышает 5%.
• Соответствие мощности: Выбор мощности регулятора на основе пикового тока линии (например, VR-32 в уезде Чжанву поддерживает нагрузку 7700 кВА).
• Интеллектуальное взаимодействие:

Координация со статическими генераторами реактивной мощности (SVG) для подавления колебаний от индуктивных нагрузок.
Сочетание с регулировкой реактивной мощности инверторов солнечных батарей для снижения дневного перенапряжения.

3. Коммуникация и автоматизация
• Локальное управление: Датчики напряжения предоставляют оперативную обратную связь, запуская переключение отводов (не требуется центральная команда).
• Удаленный мониторинг: Отправка операционных данных (напряжение, положение отводов, коэффициент загрузки) в центральную систему управления для поддержки предиктивного обслуживания.

IV. Примеры применения и результаты

Область применения	Описание проблемы	Решение	Результаты
Альберта, Канада	Падение напряжения >10% на конце фидера во время сезона орошения; сильное понижение напряжения	Установка регулятора напряжения VR-32 в средней точке линии	Напряжение на конце стабилизировалось в пределах 230 В ±10% (квалифицированный диапазон)
Бавария, Германия	Минимальное ночное напряжение падало до 151 В	Установка комбинации (динамический компенсатор + регулятор напряжения) на конце линии	Напряжение стабилизировалось выше 210 В
Сельскохозяйственные районы, Чили	Отклонение напряжения между пиком и спадом >15%	Развертывание нового гибкого устройства регулирования напряжения на выходе трансформатора	Дневное колебание напряжения <3%

V. Направления инноваций и будущие тенденции

Синергия с распределенными энергоресурсами (DER):
Интеграция с системами хранения энергии от солнечных батарей (DES), использование регуляторов для подавления нарушений напряжения, вызванных колебаниями возобновляемых источников энергии.
Оптимизация с использованием искусственного интеллекта:
Применение глубокого обучения с подкреплением (DRL) для прогнозирования изменений нагрузки и предварительной корректировки положения отводов (например, предварительное повышение напряжения в ожидании пиков орошения).
Гибридные системы регулирования напряжения:
Комбинация с мягкими точками соединения (SOP) для формирования многоуровневых регулирующих сетей: SOP регулирует активную и реактивную мощность, в то время как регуляторы управляют статическим падением напряжения.

VI. Экономические и социальные выгоды

• Возврат инвестиций: Стоимость одного регулятора составляет примерно 10 000–15 000 долларов США, что позволяет снизить потери в линиях на 3%–8%.
• Улучшение качества питания: Коэффициент соответствия напряжения увеличивается с <90% до >99%, что способствует сельской индустриализации (например, стабильная работа холодильных цепей и оборудования для переработки).

Последние решения