⚡ Хорооллын цахилгаан хуваарилалт Бодит загвар

Үндэслэл — тоонуудын цаадах загвар

Симуляторын ашигладаг холбоос бүрийг эх сурвалжтай нь үзүүллээ. Таамаглал гэж тэмдэглэсэн тогтмолууд нь жишээ тохируулга юм.

Айлын эрэлт өдрийн профайл болон цаг агаарыг дагана; EV бүр дүүртэл 7.2 kW-аар цэнэглэнэ.

P_homes = 150 × 2.0 kW × shape(h) × [1 + 0.025·max(0, θa−24) + 0.02·max(0, 15−θa)] × CLPU(t); P_EV = Σ 7.2 kW while plugged and not full[9]Таамаглал: ачааллын профайл, EV-ийн тоо, фидерийн эсэргүүцэл, хүйтэн ачааллын параметр, сэнсний чадал нь ердийн хотын захын фидерт зориулсан жишээ утгууд, бодит сүлжээний өгөгдөл биш.

Тосны дээд температурын өсөлт одоогийн ачааллын эцсийн утга руугаа цагийн хугацааны тогтмолтойгоор экспоненциал ойртоно.

Δθ_TO,U = 55 K · [(K²R+1)/(R+1)]ⁿ; Δθ_TO ← Δθ_TO,U + (Δθ_TO − Δθ_TO,U)·e^(−Δt/τ_TO), τ_TO = 180 min (ONAN) / 150 min (ONAF); R = P_k/P₀ at the rating K is referred to: 5 (ONAN), 5 × 1.33² ≈ 8.8 (ONAF)[1][2]

Ороомгийн халуун цэг тосноос дээгүүр байж, гүйдлийг хэдхэн минутад дагана.

Δθ_H,U = 25 K · K^(2m); Δθ_H ← Δθ_H,U + (Δθ_H − Δθ_H,U)·e^(−Δt/(k22·τw)), k22·τw = 8 min; θ_H = θ_A + Δθ_TO + Δθ_H[1][2]Хялбарчлал: халуун цэгийн өсөлт нэг экспоненциалыг дагана (k21 = 1, хугацааны тогтмол k22·τw). Ачаалал гэнэт нэмэгдсэний дараах IEC 60076-7-гийн хоёр гишүүнт f2(t)-ийн богино хэт хэлбэлзлийг загварчлаагүй тул халуун цэг түр хугацаанд хэдэн келвинээр доогуур үзүүлж магадгүй.

Хөргөлтийн шат: сэнс нь зэрэг болон ачааллыг харьцуулах чадлыг өөрчилнө.

ONAN n = 0.8, m = 0.8; ONAF n = 0.9, m = 0.8 (IEEE C57.91), with K and R referred to the ONAF rating (1.33 × ONAN, R ≈ 8.8)[1][3]Таамаглал: ачааллын профайл, EV-ийн тоо, фидерийн эсэргүүцэл, хүйтэн ачааллын параметр, сэнсний чадал нь ердийн хотын захын фидерт зориулсан жишээ утгууд, бодит сүлжээний өгөгдөл биш.

110 °C лавлах утгатай харьцуулсан тусгаарлагчийн хөгшрөлт; ойролцоогоор 6–7 K тутамд хоёр дахин.

F_AA = exp(15000/383 − 15000/(θ_H + 273)); aged hours = Σ F_AA·Δt; F_EQA = Σ F_AA·Δt / Σ Δt; normal life 180 000 h[1][3][2]

Хоосон явалтын алдагдал дээр гүйдлийн квадратаар өсөх ачааллын алдагдал.

P_loss = P₀ + P_k·K² + r_f·S_b·(|s_d|²/3 + Re(s_d·s_p*) + |s_p|²) + r_tie·S_b·|s_tie|², s_d = distributed load, s_p = far-end block (incl. capacitor); P₀ = 1 kW, P_k = 5 kW[7][2]

Трансформатор ба фидерийн дагуух хүчдэлийн ойролцоо уналт.

ΔV ≈ p·r + q·x (pu); distributed load drops ½ of the lumped value; capacitor Q_c raises V by Q_c·x; V_src = 1.02 + 0.02·(0.5 − shape) + tap × 1.25 %[7]Таамаглал: ачааллын профайл, EV-ийн тоо, фидерийн эсэргүүцэл, хүйтэн ачааллын параметр, сэнсний чадал нь ердийн хотын захын фидерт зориулсан жишээ утгууд, бодит сүлжээний өгөгдөл биш.

Хүчдэлийн стандартуудаас гарсан үйлчилгээний хүчдэлийн мужууд.

target |V − 1| ≤ 5 % (ANSI C84.1 Range A); Range B −8.3 % / +5.8 %; EN 50160: ±10 % for 95 % of 10-min means[4][5][6]

Хамгаалалт: трансформатор ба хөрш хэзээ таслагдах.

trip if K ≥ 1.5 for 30 min (accumulated), K ≥ 2.0 at once, or θ_H ≥ 140 °C; neighbour trips if K_B ≥ 1.2 for 30 min; re-energised after 60 min[2]Таамаглал: 30 минутын хэт ачааллын тохиргоо, 2.0 pu агшин зуурын элемент, 140 °C халуун цэгийн таслалт нь хуваарилах трансформаторт зориулсан IEC 60076-7 хязгаарууд (1.5 pu ердийн мөчлөгт, 2.0 pu богино хугацааны яаралтай, 140 °C халуун цэг) дээр суурилсан жишээ тохиргоо. Бодит хамгаалалт гал хамгаалагч эсвэл реле муруй ашигладаг.

Цахилгаан тасарсны дараа термостаттай ачаалал бүгд нэг дор асна; нэмэлт ачаалал экспоненциал буурна.

M0 = 1 + 1.4·(1 − e^(−D/90 min)); CLPU(t) = 1 + (M0 − 1)·e^(−t/60 min)[8][1]Таамаглал: ачааллын профайл, EV-ийн тоо, фидерийн эсэргүүцэл, хүйтэн ачааллын параметр, сэнсний чадал нь ердийн хотын захын фидерт зориулсан жишээ утгууд, бодит сүлжээний өгөгдөл биш.

Загварт ашигласан бусад тогтмолууд.

500 kVA transformer, 30 °C rated ambient (55 K oil + 25 K gradient → 110 °C) · 60 EVs, 6–20 kWh need, arrival ≈ N(18:30, 1 h), depart 07:00 · curtailed charging 3.6 kW · transformer r = 1 %, x = 4 %; feeder r = 4 %, x = 2 %; tie r = 10 %, x = 4 % (500 kVA base) · neighbour 400 kVA, 120 homes, transfer ≤ 40 % · capacitor 150 kvar · tap ±4 × 1.25 % · shedding one 15 % block for 60 min, 120 min lockout, 50 % payback · fans 0.4 kW · ±3 % load noise, ±5 % daily scaleТаамаглал: ачааллын профайл, EV-ийн тоо, фидерийн эсэргүүцэл, хүйтэн ачааллын параметр, сэнсний чадал нь ердийн хотын захын фидерт зориулсан жишээ утгууд, бодит сүлжээний өгөгдөл биш.

Санамсаргүй байдал: seed-тэй mulberry32 генератор; ашигласан тархалтууд — жигд, экспоненциал (урвуу CDF), хэвийн (Box–Muller), Пуассон (Knuth). Seed харагдах бөгөөд хуваалцаж болно.

Эх сурвалж

1. IEEE Std C57.91-2011 — IEEE Guide for Loading Mineral-Oil-Immersed Transformers and Step-Voltage Regulators (clause 5 ageing, clause 7 temperature, Annex on cold-load pickup) — IEEE, 2011
2. IEC 60076-7:2018 — Power transformers, Part 7: Loading guide for mineral-oil-immersed power transformers — IEC, 2018
3. Comparison of Loading Guide Standards (IEEE C57.91 and IEC 60076-7): ageing equations, exponents n/m by cooling mode, 180 000 h normal life — IEEE PES Transformers Committee, C57.91 working group
4. ANSI C84.1 — Electric Power Systems and Equipment: Voltage Ratings (60 Hz); Range A service voltage ±5 % (114–126 V on 120 V), Range B 110–127 V — NEMA / ANSI (summarised in USDA Rural Utilities Service guidance), 2020
5. EN 50160:2022 — Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks, clause 4 low-voltage supply characteristics (clause 4 is not in the free preview, which ends at the scope) — CENELEC, CLC/TC 8X (official preview of the English text via the Slovak national standards body ÚNMS SR, STN EN 50160:2023), 2022
6. A. Klajn, M. Bątkiewicz-Pantuła — Application Note: Standard EN 50160, Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks (LV supply voltage variations: Un ± 10 % for 95 % of the 10-min mean rms values of each week) — European Copper Institute / Leonardo ENERGY, Publication No. Cu0147, 2013
7. W. H. Kersting — Distribution System Modeling and Analysis (approximate voltage drop, uniformly distributed load, line losses) — CRC Press, 2017
8. C. Hachmann et al. — Cold load pickup model parameters based on measurements in distribution systems (exponential decay model, CLPU factors ≈ 1.9–2.8) — IET Generation, Transmission & Distribution 13(23), 2019
9. SAE J1772 — Electric Vehicle and Plug-in Hybrid Electric Vehicle Conductive Charge Coupler (AC Level 2 charging, e.g. 32 A × 240 V ≈ 7.7 kW) — SAE International, 2017