Định cỡ Máy biến áp Phân phối cho các Dự án Năng lượng Mặt trời và Lưu trữ

Vì sao các dự án năng lượng tái tạo lại khác biệt

Một máy biến áp phân phối trong nhà máy hoặc tòa nhà thương mại hoạt động gần với công suất định mức của nó trong phần lớn thời gian trong ngày. Máy biến áp tại một trang trại điện mặt trời thì không như vậy. Công suất đầu ra tăng dần vào buổi sáng, đạt đỉnh vào khoảng giữa trưa và giảm dần vào buổi tối, do đó tổ máy dành phần lớn số giờ vận hành ở mức thấp hơn đáng kể so với công suất định mức. Các số liệu thường được trích dẫn cho nhà máy điện mặt trời cho thấy mức tải trung bình hằng năm thấp hơn một nửa công suất ghi trên nhãn máy.

Hệ thống lưu trữ bằng pin lại có hành vi khác. Một hệ thống lưu trữ sạc và xả liên tục trong ngày, nên máy biến áp của nó trải qua nhiều chu kỳ vận hành hơn và mức tải trung bình cao hơn so với một tổ máy PV có cùng công suất định mức.

Cả hai trường hợp đều dẫn đến cùng một kết luận cho việc đặc tả: thiết bị được cấp điện trong số giờ nhiều hơn rất nhiều so với khi nó được tải đầy. Tổn thất tích lũy suốt ngày đêm là tổn thất không tải trong lõi, không phải tổn thất tải trong cuộn dây.

Bắt đầu từ inverter hoặc PCS, không phải từ máy biến áp

Cuộn dây hạ áp phải khớp với đầu ra xoay chiều của inverter hoặc hệ thống chuyển đổi công suất. Thông thường là 0,4 kV đối với inverter chuỗi và inverter cỡ trung, với 0,69 kV và 0,8 kV được sử dụng bởi các thiết bị trung tâm lớn hơn. Cuộn dây cao áp khớp với hệ thống thu gom của nhà máy, thường là 10 kV, 20 kV hoặc 35 kV tùy thuộc vào quy mô nhà máy và thông lệ địa phương.

Hai chi tiết thường được giải quyết quá muộn. Thứ nhất là tổ đấu dây vector và cách bố trí trung tính: cấu hình nối đất của máy biến áp phải phù hợp với thiết kế nối đất của nhà máy. Thứ hai là điều gì xảy ra khi các tổ máy được vận hành song song. Khi nhiều máy biến áp cấp cho một tuyến, hoặc nhiều inverter cấp cho một máy biến áp, trở kháng và tổ đấu dây vector phải khớp nhau, và đó là một quyết định trong đặc tính kỹ thuật chứ không phải là chi tiết cần chỉnh sửa tại hiện trường.

Bạn thực sự đang trả tiền cho con số tổn thất nào

Tổn thất không tải xuất hiện bất cứ khi nào máy biến áp được cấp điện. Tổn thất có tải thay đổi theo bình phương của mức tải. Ở một nhà máy vận hành với mức tải trung bình thấp, tổn thất không tải có thể chiếm phần lớn hơn trong chi phí năng lượng vòng đời — đó là lý do tại sao thiết kế lõi có tổn thất thấp hơn đôi khi tốn kém hơn khi mua và ít tốn kém hơn trong suốt vòng đời của dự án.

Nhiều gói thầu xử lý vấn đề này thông qua đánh giá tổn thất vốn hóa: một giá trị tiền tệ trên mỗi watt được áp dụng cho từng chỉ số tổn thất và cộng vào giá mua trước khi so sánh các đề nghị. Nếu gói thầu của bạn không sử dụng tổn thất vốn hóa, hãy lưu ý rằng giá mua thấp nhất không tự động đồng nghĩa với tổng chi phí thấp nhất.

Các điều kiện làm thay đổi thiết kế

Nhiệt độ môi trường xung quanh. IEC 60076-1 coi điều kiện vận hành bình thường là nhiệt độ môi trường tối đa 40°C, với trung bình 24 giờ là 30°C và trung bình năm là 20°C. Các địa điểm vượt quá mức này cần giảm định mức thiết bị, hoặc đặt hàng cho cấp nhiệt độ môi trường cao hơn.

Độ cao. Điều kiện vận hành tiêu chuẩn được nêu tối đa 1.000 m. Trên mức đó, độ bền cách điện không khí giảm và làm mát kém hiệu quả hơn, do đó cả mức cách điện và độ tăng nhiệt đều cần được hiệu chỉnh.

Sóng hài. Đầu ra của biến tần và PCS mang thành phần sóng hài mà máy biến áp phân phối thông thường không được thiết kế để xử lý. Tổn thất sóng hài bổ sung làm tăng nhiệt độ cuộn dây và có thể yêu cầu giảm định mức. Nếu bảng dữ liệu biến tần của bạn cung cấp chỉ số méo dòng điện, hãy chuyển nó cho nhà cung cấp máy biến áp ở giai đoạn hỏi hàng.

Điều kiện hiện trường. Các địa điểm sa mạc và có bức xạ cao kết hợp nhiệt độ môi trường cao với nhiệt hấp thụ từ mặt trời. Các lắp đặt kiểu khô trong container hoặc trong nhà cần được quy hoạch đường dẫn luồng khí trước khi chỉ định thiết bị. Các dự án ven biển cần xác định sớm cấp ăn mòn cho thùng và phụ kiện, vì nó ảnh hưởng đến thời gian giao hàng cũng như giá cả.

Những gì cần xác nhận trước khi bạn đặt hàng

· Dung lượng định mức và tỷ số điện áp thấp / điện áp cao

· Dải điều chỉnh điện áp, thường là ±2 × 2,5%

· Tổ đấu dây và cách bố trí điểm trung tính

· Tổng trở, và liệu các tổ máy có được vận hành song song hay không

· Các chỉ số tổn thất không tải và tổn thất có tải, cùng với hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường / độ cao so với mực nước biển được áp dụng

· Đối với loại khô: cấp làm mát (AN hoặc AF) và công suất định mức khi làm mát cưỡng bức

· Phạm vi kiểm tra và liệu có cần giám định của bên thứ ba hay không

· Mức hiệu suất năng lượng yêu cầu tại thị trường đích, nếu có quy định

Về điểm cuối cùng đó, nếu dự án nằm trong Liên minh Châu Âu, chỉ tuân thủ IEC 60076 là chưa đủ. Quy định của Ủy ban (EU) 2019/1783 đặt ra mức tổn thất tối đa cho máy biến áp lực nhỏ, trung bình và lớn đưa ra thị trường EU, với bộ tiêu chuẩn EN 60076 là các tiêu chuẩn hài hòa. Mức tổn thất yêu cầu cần được nêu rõ trong đặc tính kỹ thuật ngay từ đầu, vì nó thay đổi thiết kế lõi chứ không chỉ lớp hoàn thiện.