2.2. Günəş elektrik stansiyasının strukturunun optimallaşdırılması
Son bir neçə il ərzində qlobal enerji sənayesində karbon tərkibli yanacaqlardan
bərpa olunan enerji mənbələrinə (BOEM) keçid tendensiyaları müşahidə edilmişdir
24
[1]. Bu, tullantıların miqdarının azaldılmasına və sonradan emalına və bərpa olunan
enerjiyə keçidə yönəlmiş tədbirlər kompleksidir. Öz növbəsində dünya praktikası
BOEM-dən həm iri elektrik stansiyalarında (ES), həm də paylanmış generasiyada (PQ)
istifadənin mümkünlüyünü göstərir. Sonuncunun tətbiqi yerli istehsal olunan elektrik
enerjisinin artıqlığının enerji çatışmazlığı olan ərazilərə paylanması üçün istifadə
imkanları üçün müvafiq qanunvericilik aktlarının hazırlanması zərurətinə səbəb olur.
Elektrik enerjisi istehsalı üçün günəş panellərindən istifadəyə keçən əsrin
ortalarında başlanmış və indiyə qədər günəş elektrik stansiyalarının (GES)
layihələndirilməsində xeyli təcrübə toplanmışdır [2]. Praktik istifadə təcrübəsinin
olmaması və BOEM sahəsində qanunvericiliyin təkmil olmaması çox vaxt BOEM-ə
əsaslanan generasiya qurğularının layihələndirilməsində səhvlərə və səmərəsiz
istifadəyə səbəb olurdu.
Enerji sistemində GES-in geniş şəkildə tətbiqi 20-21-ci əsrin əvvəllərində
başlamış və yarımkeçirici texnologiyalarının nailiyyətləri sayəsində mümkün
olmuşdur. Günəş panellərinin kütləvi istehsalı və onların maya dəyərinin aşağı
salınması günəş elektrik stansiyalarında və klassik istilik elektrik stansiyalarında
istehsal olunan 1 kVt/saat elektrik enerjisinin maya dəyərini təxmini hesablamağa
imkan verdi. GES-in əhatə dairəsini məhdudlaşdıran ikinci problem birbaşa elektrik
cərəyanının alternativ cərəyana çevrilməsi idi. Həmin dövrdə istifadə edilən elektrik
maşın gücləndiriciləri elektrik enerjisinin etibarlılıq və keyfiyyət tələblərinə cavab
vermirdi. Güc tiristorlarının istehsalı texnologiyasının inkişafı onların əsasında
invertorların kütləvi istehsalını yaratmağa imkan verdi [5].
Paylanmış generasiyada BOEM-in istifadəsi də yeni texniki problemlər yaradır.
Belə ki, istehsal texnologiyalarının inkişafı günəş panellərinin və az enerjili külək
turbinlərinin qiymətini aşağı salıb və onların quraşdırılmasını vətəndaşlar üçün sərfəli
edib. Yerli ərazidə qruplaşdırılmış fərdi vətəndaşlar və ya kiçik müəssisələr elektrik
enerjisi istehsalçıları və istehlakçıları kimi çıxış edə bildikdə ssenari çox güman edilir.
Yaxınlıqlarına və fərqli enerji istehlakı cədvəllərinə görə, onlar öz qruplarında
eyni vaxtda elektrik enerjisi artıqlığı və ya çatışmazlığı olacaq. Gücün yenidən
bölüşdürülməsi hesabına qrup öz ehtiyaclarını tam ödəyə və əlverişli hava şəraitində
25
artıqlığı paylayıcı şəbəkələrə paylaya biləcək. Paylayıcı şəhər və ya kənd elektrik
şəbəkələri, bu halda, elektrik enerjisinin əsas təchizatçılarından ehtiyat şəbəkələrə
çevrilir.
Uzaq ərazilərdə istehlakçıları təmin etmək üçün paylanmış izafi generasiyadan
daha səmərəli istifadə etmək üçün qrup konvertor yarımstansiyalarının quraşdırılması
nəzərdə tutulur. Belə qruplar daxilində güc axını minimal olacaqdır və BOEM-dən ən
səmərəli istifadə anları ilə enerji çatışmazlığı anlarının eyni vaxtda olması həm çevirici
yarımstansiyaların, həm də rayon transformator yarımstansiyalarının yük qrafikini
uyğunlaşdırmağa imkan verəcək. Bundan əlavə, bir qrup istehsalçı üçün bir yüksək
güclü çeviricinin quraşdırılması günəş elektrik stansiyasının dəyərini azaldacaq.
BOEM-dən istifadənin fərqli xüsusiyyəti generasiya avadanlığının böyük bir
ərazidə yerləşdirilməsidir. Külək və günəş elektrik stansiyaları istehsal paylanır.
Bölmələrin vahid gücü kiçikdir, buna görə də yüksək güc istehsal etmək üçün günəş
panellərinin qruplaşdırılması və müxtəlif gərginlik səviyyələrində mənbələrin
kəsilməsi istifadə olunur.
Dizayn və praktik tətbiqdə təcrübənin toplanması ilə əsas problemlər və onların
həlli yolları müəyyən edilmişdir. Çox vaxt qəbul edilmiş dizayn həlləri müasir element
bazasının texniki xüsusiyyətlərinə uyğun gəlmir və təkmilləşdirilməsi lazımdır. Günəş
elektrik stansiyasının strukturunun optimallaşdırılması aşağıdakı addımları əhatə edir:
1. Gərginliyin çevrilməsi addımlarının sayının seçimi.
2. Stansiyanın daxili elektrik xətlərində cərəyan növünün seçilməsi.
3. Əsas sxemin bölünməsi və qurulması.
4. TY gücünün seçimi.
5. Modulların layihələndirilməsi.
6. TY və BAY-ın yerə yerləşdirilməsi.
7. Paylayıcı şəbəkələrə qoşulma.
Gücün çıxdığı gərginliyin seçimi ənənəvi üsullara uyğun olaraq həyata keçirilir.
Nominal gərginlik tranzit gücündən və ötürmə xəttinin uzunluğundan asılıdır. Bir
qayda olaraq, 1 MVt-a qədər güc çıxışı bir neçə kilometr məsafədə 10 kV gərginlikdə
həyata keçirilir [4]. 10 MVt-a qədər tranzit gücü 35 kV gərginlikdə həyata keçirilir və
26
100 km-ə qədər məsafədə daha çox gücün ötürülməsi üçün 110 kV gərginlik tələb
olunur.
Beləliklə, konvertor və transformator yarımstansiyalarının sayı pik istehsal
gücündən və GES-in qoşulduğu rayon şəbəkələrinin gərginliyindən asılıdır. Elektrik
qəbuledicilərini öz ehtiyaclarına görə gücləndirmək üçün 0,4 kV nominal gərginlikli
alternativ cərəyan tələb olunur. Onu əldə etmək üçün bir çevirici lazımdır. Yerli
istehlakçıları 10 kV gərginliklə təmin etmək üçün 0,4/10 kV-lik gücləndirici
transformator yarımstansiyası tələb olunur. GES qəbuledicilərinin bir hissəsi 60 V DC
gərginlikli generatorda işləyə bilər.
Bazarda müxtəlif istehsalçıların günəş panellərinin geniş çeşidi var. Nominal
gərginlik 12, 24, 36, 48 və 60 V. Çıxış cərəyanı vahidlərdən onlarla amperə qədər
dəyişir, panellərin maksimum gücü 500 vattdan çox deyil. Üstəlik, gücün miqdarı işıq
axınından asılıdır. Panel həddindən artıq yükləndikdə, onun cərəyanı demək olar ki,
artmır və gərginlik sıfıra enir.
ES ərazisində tranzit sabit cərəyanla həyata keçirilir. Bu, çoxlu sayda mənbənin
konvertor yarımstansiyasının ümumi şinlərinə qoşulmağı asanlaşdırır. Çıxış gücünün
ayrı-ayrı mənbələr arasında bölüşdürülməsi avtomatik olaraq həyata keçirilir.
Generator həddindən artıq yükləndikdə, onun terminallarında gərginlik düşür və
cərəyan azalır.
Əgər tranzit dəyişən cərəyanla həyata keçirilirsə, o zaman ümumi yük üzərində
işləyərkən mənbələrin əlaqələndirilməsində bir sıra problemləri həll etmək lazımdır.
Birincisi, çeviricilərdən sonra cərəyanın tezliyini sinxronlaşdırmaq və saxlamaq
lazımdır. Çox sayda çevirici yarımstansiyasının koordinasiyalı işləməsi üçün bütün
çeviricilər üçün ilkin mərhələni təyin edən mərkəzləşdirilmiş idarəetmə sistemi tələb
olunur.
İkincisi, gücləndirici transformator BAY-nin aşağı gərginlikli şinlərinə qoşulmuş
bir neçə çeviricidən və ya transformatordan enerji axınının paylanması problemi var.
Bu halda, özünü tənzimləmə prinsipi işləmir, çeviricilərdən və ya transformatorlardan
biri ifrat yükləmə rejiminə keçə bilər, avtomatlaşdırma işləyəcək və bütün bölməni
söndürəcəkdir. Belə hallar zaman-zaman yaranacaq. Bu, elektrik stansiyasının qeyri-
27
sabit işləməsinə səbəb olur.
Üçüncüsü, daxili xətlərdə gərginlik itkilərini nəzərə almaq lazımdır. Panellər və
modullar müxtəlif məsafələrdə çıxarıldıqda, elektrik xəttinin uzunluğu, müqaviməti və
çıxış cərəyanının böyüklüyü dəyişir. Fərdi bölmələr arasında gücün dəyişməsi də işıq
axınındakı dalğalanmalar səbəbindən mümkündür. Müxtəlif markaların və ya
istehsalçıların günəş panellərinin eyni saytda istifadəsi də ümumi yüklə işləyərkən
koordinasiya problemləri yaradır.
Paylayıcı şəbəkələrdə istehlakçıların enerji təchizatının etibarlılığını artırmağın
əsas yolları şinlərin bölmə, ehtiyat və şaquli sıralanmasıdır. Böyük stansiyalarda çoxlu
sayda bərpa olunan enerji obyektlərindən istifadə edərkən günəş panelləri modullara,
modullar isə klasterlərə qruplaşdırılır. Hər bir müstəqil bölmənin öz çeviricisi və
transformatoru var. İnverter çeviricilərinin sayını azaltmaq üçün onların gücü tiristor
açarlarının maksimum cərəyanları ilə məhdudlaşan dəyərlərə qədər artırılır.
Günəş panelləri modullara bölünür. Modulun içərisində günəş panelləri ardıcıl
olaraq dövrələrə qoşulur, eyni zamanda xətt terminallarında gərginlik artır. Cərəyanı
artırmaq üçün bir neçə xətt paralel olaraq bağlanır. Hər bir xəttin dövrəsinə 0,1 - 0,3
Om müqaviməti olan bərabərləşdirici rezistor daxildir. Rezistorlardakı gərginliyin
düşməsi bitişik xətlərdə cərəyanları bərabərləşdirir. Aşağı gərginlikli paylayıcı
şəbəkələrdə standart 0,4 kV-luq effektiv xətt gərginliyini təmin edir. Sabit cərəyanı
dəyişən cərəyana çevirmək üçün DC şinlərində 564 V xətti gərginliyin amplitudasına
bərabər bir gərginlik əldə etmək lazımdır.
Günəş panelləri "Silasolar-400vt" 41 V nominal gərginliklə işləyir, maksimum
cərəyan 10 A, açıq dövrə gərginliyi 48 V. Xəttə 600 V çıxışlarında gərginlik təmin
edən 15 panel daxildir. 20 xətt bir modulda quraşdırılmışdır, hər çıxış üçün maksimum
cərəyan 200 A-dır.
Elektrik xətlərində cərəyanı azaltmaq üçün tranzit gərginliyini artırmaq lazımdır.
Bu məqsədlə hər bir klasterdə gücləndirici transformator və ya transformator
yarımstansiyası (TY) quraşdırılır. 0,4 \ 10 kV-luq ardıcıl transformatorların istifadəsi
tikinti mərhələsində komponentlərin təchizatı ilə bağlı problemləri və istismar zamanı
ehtiyat hissələrinin problemlərini həll etməyə imkan verir.
28
Modulda sabit cərəyan rejimində 120 kVt maksimum gücün çıxışını təmin edən
300 panel daxildir. İnverter ilə birlikdə işləyərkən, bir modulun cərəyanı üç fazaya
bölünür və elektrik xəttindəki cərəyandan daha az olacaqdır. Nəticədə, bir teldə
cərəyanın amplitudası 100 A-dır, çeviricinin çıxışında elektrik gücü təxminən 76 kVt-
a düşür. Bu məlumatlar gündə 1-2 saatdan çox olmayan müşahidə olunan pik yüklərə
aiddir. Qalan vaxtlarda günəş radiasiyasının gücü azalır və modulun elektrik gücü
azalır.
Bir modulun gücünün daha da artırılması qeyri-mümkündür, çünki bu, cərəyanın
artmasına və itkilərin artmasına səbəb olur. Bir modulun gücünün azaldılması elektrik
xətlərində cərəyanın azalmasına və tranzit üçün elektrik enerjisi itkilərinin azalmasına
səbəb olur. Ancaq eyni zamanda, modulların, transformatorların, elektrik xətlərinin
sayı kəskin şəkildə artır, sistem daha mürəkkəb və daha bahalı olur.
Şin bölmələri, panellərin artıqlığı modulun etibarlılığını artıracaq və təmirdə
dayanma müddətini azaldacaq. Hər bir sətir əlavə paneldən ibarətdir. Doğrama açarları
deyilən hər hansı bir panel sıradan çıxdıqda paneldə qısaqapanma baş verəcək, xəttin
zənciri qırılmayacaq və xəttdə qalan 14 panel işləməyə davam edəcək.
Reytinq fövqəladə hallarda təkərlərin bağlanması ardıcıllığını müəyyən edir. Bir
bölmənin qəza dayandırılması və ya planlı təmirə çıxarılması elektrik stansiyasının
maksimum gücünü azaldır, lakin onun fəaliyyətini dayandırmır. Enerji sistemindəki
yük daim dəyişdiyindən və nadir hallarda maksimuma çatdığından, belə bir güc
məhdudiyyəti əksər hallarda əksər istehlakçıların enerji təchizatına təsir göstərmir.
Klassik GES sxemi üçün çevirici cihazlardan sonra cərəyanı və onun uzaq
istehlakçılara ötürülməsi zamanı itkiləri azaltmaq üçün gücləndirici transformator
yarımstansiyalarına enerji verilməlidir. Günəş elektrik stansiyasının gücü tutduğu
ərazidən asılı ola bilər.
𝑃
𝐸𝑆
~𝑆
𝐸𝑆
burada,
𝑃
𝐸𝑆
– ES-nın gücü, kVt;
𝑆
𝐸𝑆
– ES-nın yerləşdiyi ərazinin sahəsidir, m
2
.
Beləliklə, məsələn, müasir günəş panelləri üçün Silasolar-400vt pik güc sıxlığı
200 Vt/m
2
-ə çatır. Orta enliklər üçün ölkəmizin cənubu ilə müqayisədə günəş aktivliyi
azalır, pik gücü isə 100 Vt/m
2
-ə qədər azalır. Panellərin, nəqliyyat dəhlizlərinin
29
konstruktiv quraşdırılması və obyektlərin yerləşdirilməsi nəzərə alınmaqla, günəş
elektrik stansiyasının orta gücü 60 Vt/m
2
-dən çox deyil.
Bu o deməkdir ki, günəş elektrik stansiyasının gücünün artması ilə ərazinin
sahəsi və transformator yarımstansiyaları arasında məsafə artacaqdır. Bu, daxili
ötürücü xətlərin ümumi uzunluğunun artmasına səbəb olacaq. Elektrik ötürücü xəttinin
aktiv müqavimətinin artması hətta günəş elektrik stansiyasının daxilində ötürülmə
üçün elektrik enerjisi itkilərinin artmasına uyğun olacaq. Elektrik ötürücü xətlərdə
istilik itkilərinin gücünü düsturla tapmaq olar:
∆𝑃 = 𝐼
2
∙ 𝑅
𝑛𝑎𝑞.
(2.1. )
burada,
𝑃
𝐸𝑆
– aktiv güc itkiləri, kVt;
𝐼
– naqilin cərəyanı, A;
𝑅
𝑛𝑎𝑞.
– ötürücü naqilin
müqavimətidir, Om. Ötürücü xəttin aktiv müqaviməti:
𝑅
𝑛𝑎𝑞.
= 𝜌
𝑙
𝑆
(2.2)
burada,
𝜌
– naqilin materialının xüsusi müqaviməti, Om*mm
2
/m; l – naqilin
uzunluğu, m; S – isə naqilin en kəsiyinin sahəsidir, mm
2
.
Təhlil (2.2) göstərir ki, xəttin müqavimətinin azalması yüksək elektrik keçiriciliyi
olan materialların istifadəsi, cərəyan keçiricilərinin en kəsiyinin artması və elektrik
ötürücü xətlərin uzunluğunun azalması səbəbindən mümkündür. Hazırda elektrik
xətlərinin tikintisi mis və ya alüminium kabellərdən istifadə etməklə həyata keçirilir və
misdən istifadə əsaslandırma tələb edir.
Cərəyan keçirən keçiricilərin kəsişməsi istilik üçün maksimum buraxıla bilən
cərəyana uyğun olaraq seçilir. Kabelin kəsişməsinin həddindən artıq
qiymətləndirilməsi günəş elektrik stansiyalarının tikintisi üçün əsaslı xərclərin
artmasına və ümumilikdə texniki-iqtisadi göstəricilərin azalmasına səbəb olur. GES-də
istehsal olunan elektrik enerjisinin yanacaq xərcləri tələb etmədiyini nəzərə alsaq,
tranzit üçün elektrik enerjisi itkilərinin dəyəri kabel məmulatlarının qiymətindən xeyli
aşağı olacaqdır. Tranzit üçün elektrik enerjisi itkilərini azaltmağın bu yolu da iqtisadi
cəhətdən əsaslandırılmır.
GES-in "sıfırdan" layihələndirilməsi, açıq sahədə, standart dizaynları tətbiq
etməyə, topologiyanı saxlamağa, düzbucaqlı bölmələri seçməyə, bölmələrin həndəsi
30
mərkəzində obyektləri yerləşdirməyə imkan verir. Bu yanaşma elektrik ötürücü
xətlərin uzunluğunun minimuma qədər azaldılmasını və kabel məhsullarının
istehlakının azaldılmasını təmin edir. Öz növbəsində xətlərin ümumi aktiv müqaviməti
və tranzit üçün elektrik enerjisinin itkisi azalır. Bölmələrin vahid tutumunun yerli
həcmdə cəmləndiyi və birinci nöqtə hesab edildiyi klassik nəsildən fərqli olaraq,
BOEM-dən istifadə paylanmış generasiya texnologiyasına əsaslanır. Eyni gücdə, eyni
istehsalçının və ya texniki xüsusiyyətlərinə uyğun gələn günəş panellərinin istifadəsi 1
m
2
səthdən eyni gücü istehsal etməyə imkan verir.
Bununla belə, bu cür əlverişli dizayn şərtləri praktikada demək olar ki, həyata
keçirilmir. BOEM əsasında elektrik stansiyalarının tipik layihələri yerli şəraitə
uyğunlaşdırılmalıdır. Ərazi, çay yataqları, sel zonası, meşələr, bataqlıq torpaqlar,
sıldırım dağ yamacları nəzərə alınır. Çox vaxt bərpa olunan enerji obyektləri əkin
sahələri ilə birləşdirilir, otlaqlarda günəş elektrik stansiyaları yerləşdirilir, əkin
sahələrində külək stansiyaları tikilir.
GES elektrik enerjisi istehlakçılarına, yəni böyük şəhərlərə və sənaye
müəssisələrinə mümkün qədər yaxın yerləşdirilməlidir. Amma şəhər hüdudlarında boş
torpaq sahələri yoxdur. Binaların divarlarında və damlarında günəş panellərinin
yerləşdirilməsi elektrik enerjisinə olan tələbatı tam ödəmir və yalnız az enerjili
qəbuledicilərin problemlərini həll edir. Sənaye zonasında tez-tez toz, his, nəm və
aqressiv maddələrin emissiyalarına rast gəlinir ki, bu da günəş elektrik stansiyasının
işinə mənfi təsir göstərir.
Yaşayış məntəqələrinin sərhədlərini, kommunikasiyaların keçid hüququnu,
avtomobil yollarını, avtomobil və dəmir yollarını və s. nəzərə almaq lazımdır. Nəticədə
GES-in ərazisi qeyri-müntəzəm formaya malik olan və parçalanmış bir neçə hissəyə
bölünə bilər. Ayrı-ayrı modullar və ya bölmələr fərqli gücə malik olacaq, müxtəlif
məsafələrdə çıxarılacaq və elektrik xətlərinin fərqli müqavimətinə malikdir. Panellərin
çıxışında eyni gərginlikdə olan xətlərin fərqli müqavimətinə görə cərəyan və güc fərqli
olacaq. Günəş panellərinin gücünə həmçinin dəyişkən buludluluq, yağıntı, tozluluq və
s. təsir edə bilər. Nəticədə, generasiya enerjisinin ərazi üzrə paylanması qeyri-bərabər
olacaq. Daxili xətlərdə tranzit üçün elektrik enerjisi itkilərinin hesablanması, öz
31
ehtiyacları üçün elektrik enerjisi istehlakı və GES strukturunun optimallaşdırılması
vəzifəsi dəyişməz olur. GES, inverter və transformator yarımstansiyalarının optimal
yerini müəyyən etmək üçün müəlliflər elektrik istehsal mərkəzi (EİM) konsepsiyasını
təqdim etməyi təklif edirlər.
EİM, ayrılmış ərazidə yerləşən bütün mənbələrin ümumi gücünün cəmləşdiyi
elektrik stansiyasının planında bir nöqtə hesab olunur. Müəyyən bir vaxt intervalında
EİM koordinatları düsturlarla tapılır:
𝑋
𝐶
=
∑ 𝑃
𝑗
∙ 𝑡
𝑗
∙ 𝑋
𝑗
∑ 𝑃
𝑗
∙ 𝑡
𝑗
(2.3)
burada,
𝑃
𝑗
– j-ci mənbənin verilmiş vaxt intervalında orta istehsal gücü, kVt;
𝑡
𝑗
– vaxt
intervalının müddəti, saat;
𝑋
𝑗
– j-ci mənbənin koordinatlarıdır, m.
Burada EİM sabit deyil, zamanla da dəyişə bilər. Müxtəlif modulların çıxış
gücündə, onların işləmə müddətində dəyişikliklər, modulların və elektrik xətlərinin
fövqəladə dayandırılması dispersiya ellipsi daxilində EİM-in sürüşməsinə səbəb olur.
Enerji təchizatı sistemlərinin layihələndirilməsində istifadə olunan elektrik
yüklərinin mərkəzinə (EYM) bənzətməklə, EİM-də çeviricilərin və gücləndirici
transformatorların quraşdırılması elektrik xətlərinin uzunluğunu azaldacaq və elektrik
enerjisinin ötürülməsi zamanı itkiləri minimuma endirəcəkdir. EYM-i təyin etmək
üsullarının təhlili bizə elektrik enerjisi istehsal mərkəzlərini təyin etmək üçün də
istifadə edilə biləcəyi qənaətinə gəlməyə imkan verir. Ərazi üzrə paylanmış bir qrup
aşağı enerji mənbələrini (günəş paneli modulları, külək turbinləri) bir nəslin nöqtələri
(obyektləri) ilə əvəz etmək kifayətdir. Müəyyən ES-i nəzərdən keçirərkən, əksər
hallarda, bir spesifik növün və gücün tək nəsil elementlərindən istifadə olunur [6]. Bu
o deməkdir ki, EİM müəyyən edilərkən bir nəslin eyni çəki əmsallarından istifadə
olunacaq.
Qonşu ərazilərdə fərqli texniki xüsusiyyətlərə malik günəş panellərindən istifadə
edildikdə daha mürəkkəb mənzərə yaranır. Böyük obyektlərin tikintisi mərhələlərə
bölünür, hər mərhələdə podratçılar və avadanlıq təchizatçıları dəyişə bilər. Obyektlərin
cari təmiri və ya yenidən qurulması prosesində komponentlər də daha müasir,
təkmilləşdirilmiş xüsusiyyətlərə malik olanlarla əvəz olunur. Beləliklə, GES üçün EİM
32
tərifi klassik nəqliyyat probleminin həllinə (kifayət qədər mürəkkəb olsa da) endirilir.
Bu texnika həm TY-nin quraşdırılması yerini tapmaq üçün ayrı-ayrı sahələr üçün, həm
də bütövlükdə GES üçün BAY-nin yerləşdirilməsi üçün uğurla tətbiq oluna bilər.
Əvvəlcə bu üsul, hər bir yükün eyni dərəcədə yüksək silindrlərlə təmsil olunduğu, baza
sahəsi yükün gücünə mütənasib olan mürəkkəb fiziki sistemin kütlə mərkəzi
metodunun tətbiqinə əsaslanırdı.
Son zamanlar rayonlar üçün enerji təchizatı sistemlərinin layihələndirilməsi
praktikasında paylanmış enerji sıxlığı üsulu geniş yayılmışdır. Bu üsul, müəyyən bir
yükün koordinatları olan bir nöqtədən keçən bir ox ətrafında müəyyən bir funksiyanın
fırlanma rəqəmləri ilə yüklərin təsvirinə əsaslanır. Baxılan saytda xüsusi
səlahiyyətlərin paylanması parametrlərinin dəyişdirilməsi həm yerli, həm də qlobal
EYM-i müəyyən etməyə imkan verir.
Əsas funksiya belə görünür:
𝑝
𝑥ü𝑠
(𝑥, 𝑦) = 𝑃
𝑖
1
2𝜋𝑦
2
𝑒
−
(𝑥−𝑎)
2
+(𝑦−𝑏)
2
2𝑦
2
(2.4)
burada,
𝑝
𝑥ü𝑠
(𝑥, 𝑦)
- baxılan ərazinin hər bir nöqtəsində xüsusi güc, yük paylanması
ilə, kVt / m
2
;
𝑃
𝑖
– yük və ya vahid generasiya obyektinin aktiv gücü; a,b – tək nəsil
obyektinin koordinatları (fırlanma oxu), m; x,y – baxılan sahədə konkret
səlahiyyətlərin bölüşdürülməsi xarakteristikası, m. Fırlanma fiqurunun görünüşü Şəkil
2.4-də göstərilmişdir.
Şəkil 2.4. Yüklərin xüsusi gücünün koordinatlardan asılılığı.
33
Əyri səthin altındakı fiqurun həcmi günəş elektrik stansiyasının ərazisində
quraşdırılmış bütün mənbələrin ümumi quraşdırılmış gücünə bərabərdir [7]. Vahid
baza sahəsi olan silindrin həcmi verilmiş koordinatlarda ümumi istehsal gücünə
bərabərdir.
Paylanma xarakteristikası fırlanma oxundan fiqurun səthinə qədər olan
məsafədir, səthin əyilmə nöqtəsində müəyyən edilir. Paylanma xarakteristikası güc
avadanlığının vahid gücünü seçməyə imkan verir - transformatorlar, çeviricilər,
fırlanma rəqəminin mərkəzində yerləşir.
Paylanmış generasiya obyektlərinin vahid tutumlarının bir-birinə bərabər
olmadığı və ərazi üzrə qeyri-bərabər paylandığı ümumi halı nəzərdən keçirək.
Özbaşına seçilmiş iqlim şəraitində 1000 x 1000 m ərazidə yerləşən 9 klasterdən günəş
elektrik stansiyalarının modelləşdirilməsini həyata keçirək. 24 saatlıq bir zaman
intervalı üçün xüsusi gücün girişlər üzərində paylanması Şəkil 2.4-ə bənzəyəcəkdir
(şəkil 2.5).
Şəkil 2.5. Xüsusi generasiya gücünün elektrik stansiyasının ərazisi üzrə paylanması.
Şəkildəki diaqramda zirvələrin koordinatları klasterlərin EİM-i ilə üst-üstə düşür
və zirvələrin hündürlüyü təxminən bir klasterdə birləşdirilmiş modulların gücünə
bərabərdir. Klasterin sərhədlərini dəyişdirməklə onların imkanlarını bərabərləşdirmək
mümkündür. Bu halda zirvələrin koordinatları da dəyişəcək. Modulların belə optimal
birləşməsi enerji avadanlıqlarını birləşdirməyə imkan verir.
34
Eyni transformatorların, çeviricilərin, açarların istifadəsi əməliyyat zamanı
müxtəlif problemlərin həllini çox asanlaşdırır. Qrupların güc dəyərləri üçün
transformatorları seçmək mümkün deyilsə, parametri dəyişdirə və daha aşağı pik
hündürlüyü və çevirici yarımstansiyalarının daha aşağı güc dəyəri olan başqa bir
paylama səthi əldə edə bilərsiniz. Paylanma xarakteristikasının dəyərinin 70 m-ə qədər
artırılması xüsusi gücün yeni paylanmasına səbəb olacaq (şəkil 2.6).
Şəkil 2.6. Elektrik stansiyasının xüsusi enerji istehsalının qrafiki.
Xarakteristikanın dəyərinin daha da artması tək üstü səth şəklində xüsusi gücün
paylanmasını verəcəkdir (şəkil 1). Üstün koordinatları EİM GES-in koordinatları
olacaq, 10/110 kV-luq əsas gücləndirici yarımstansiya (BAY) EİM-ə mümkün qədər
yaxın yerləşdirilməlidir. GES böyük bir sahəyə və əhəmiyyətli gücə malikdirsə, Şəkil
3 və EİM təpələrinin koordinatları klasterlərin gücünün çox yüksək olduğunu göstərir.
Cərəyanların dəyərləri və ekstremal modullardan transformator yarımstansiyalarına
qədər olan məsafələr böyük olacaqdır. Model hesablamaları göstərir ki, Şəkildəki
paylamadan keçid. 2 - şəkil 2.6 daxili xətlərdə cərəyanların artmasına və istilik
itkilərinin kəskin artmasına səbəb olacaqdır.
Gücü 100 MVt-dan çox olan GES üçün Şəkil 2.6 belə bir GES-in struktura üç
BAY-nin daxil edilməsinin optimal olacağı qənaətinə gəlməyə əsas verir. EİM-in
yerləşdiyi yerin koordinatları Şəkil 3 Regional paylayıcı elektrik şəbəkələrinə elektrik
enerjisinin verilməsi regional şəbəkələrdən 10\110 kV-luq yarımstansiyasına kranlar
35
vasitəsilə həyata keçiriləcək. Standart GES layihələrində əsas gücləndirici
yarımstansiyanın, bir qayda olaraq, GES-in tutduğu sahənin sərhədində yerləşdiyini
nəzərə alsaq, onun yerləşməsinin optimal olmadığı qənaətinə gələ bilərik. Baxılan
misal üçün elektrik xətlərinin ümumi uzunluğunun azalması hesabına yarımstansiyanın
EİM-ə verilməsi (şək. 1) enerji ötürülməsi itkilərini 16% azaldacaq.
Qeyd etmək lazımdır ki, yuxarıda göstərilən hər iki metodun qlobal EİM üçün
tətbiqi eyni nəticələri verir. Bununla belə, yalnız ikinci üsul bir nəslin obyektlərini
qruplara bölmək üçün əlavə hesablamalar aparmadan yerli EİM-ləri müəyyən etməyə
imkan verir. İtkilərin böyüklüyü əsasən elektrik ötürücü xəttindəki cərəyanla müəyyən
edilir. Bu itkiləri əsas gücləndirici yarımstansiyaya ötürmə gərginliyini artırmaqla
ötürücü xəttdəki cərəyanı azaltmaqla azaltmaq olar. Bu məqsədlə gücü 2 MVt olan
aralıq transformator yarımstansiyaları inverter çeviriciləri ilə birlikdə GES strukturuna
daxil edilmişdir.
Elektrik
enerjisinin
modullardan
çeviricilərə
və
transformator
yarımstansiyalarına ötürülməsi 600 V sabit cərəyanla həyata keçirilir, modulları
transformator yarımstansiyası ilə birləşdirən elektrik xəttində cərəyan 200 A-a çatır.
Üstəlik, bu məsafə kiçikdir, 160 m-dən çox deyil. TY-dən BGY-yə enerji ötürülməsi
10 kV gərginlikli dəyişən cərəyanla həyata keçirilir. Elektrik ötürücü xəttində cərəyan
300 A-a çatır, 24 MVt pik gücü olan günəş elektrik stansiyaları üçün ötürmə məsafəsi
1 km-dən çox deyil. Günəş elektrik stansiyasının ərazisindən 10 kV gərginlikdə
elektrik enerjisinin tranziti sabit cərəyan gərginliyi ilə müqayisədə enerji ötürülməsi
itkilərini daha 42% azaldacaq. Yeni təpələrin koordinatları müəyyən edilə bilən yerli
mərkəzlər kimi qəbul edilə bilər.
Dostları ilə paylaş: |