Приложение на предварително интегрирани фабрично произведени подстанции в сектора на възобновяемите енергийни източници

Срещу фона на дълбоки промени в глобалния енергиен ландшафт и бурзесто развитие на новата енергийна индустрия, традиционният начин на строителството на трансформаторни станции се оказа неспособен да удовлетвори бързите нужди за развертване на проекти с нова енергия. Модулната интелигентна предварително изработена кабина-станция, използвайки своите иновативни предимства, стана ключово насоката за оптимизиране на системата за нова енергийна мощност. Дълбоко изследване на нейните технически принципи, индустриална пригодност и приложна стойност е спешно необходима.

1. Технически принципи

Модулната интелигентна предварително изработена кабина-станция използва високопрочна, корозионно устойчива предварително изработена кабина като основа, създавайки стабилна среда за оборудването. Сред основното оборудване, трансформаторите, щитовете и устройства за реактивна компенсация са оптимизирани в съответствие с характеристиките на новата енергия, за да се постигне ефективно преобразуване и контрол на електрическата енергия. Вторичното оборудване интегрира интелигентни системи за мониторинг, релейна защита и комуникации. Сензорите събират данни, позволяват дистанционна трансмисия и подкрепят интелигентни реакции, гарантирайки безопасна и надеждна работа на системата. Стандартизираната координация на всички компоненти подобрява ефективността на строителството и обслужването.

2. Специфични изисквания на новата енергийна индустрия
2.1 Прилагане към характеристики на производството на енергия

Производството на слънчева енергия показва интермитентни колебания поради условията на осветление и денно-нощния цикъл. Трансформаторните станции трябва да разполагат с капацитет за регулиране на електрическата енергия, оборудвани с точна реактивна компенсация и интерфейси за съхранение на енергия. Производството на вятърна енергия вижда промени в мощността със скоростта на вятъра, което изисква от станциите да разполагат с динамични реакции и оптимизиране на потока на енергията в мрежата. За производството на биомаса, нестабилното доставяне на суровини изисква подобрено наблюдение и регулиране, балансирайки опазването на околната среда и безопасната трансмисия на електрическа енергия.

2.2 Подпомагане на редовно свързване с мрежата

Интермитентността на производството на нова енергия изисква трансформаторните станции да бъдат оборудвани с динамични системи за реактивна компенсация и съхранение на енергия, за да се стабилизира качеството на електричеството. Станциите в отдалечени райони трябва да разполагат с капацитет за дългобойна, голяма капацитетна трансмисия на енергия, с оптимизирано оборудване и проект на линии. От гледна точка на комуникацията, трябва да се установи високоскоростна двупосочна връзка, за да се постигне реално време на обмена на данни между електрическата мрежа и станциите.

3. Примери за приложение
3.1 Проект за производство на слънчева енергия

Проектът за 500GW фотогенератор в Голмуд, Цинхай, използва кабини от корозионно устойчиво стоманено желязо, за да се адаптира към пустинната среда. Точно избрани основни компоненти осигуряват преобразуване и разпределение на електрическата енергия. Вторичното оборудване осъществява дистанционно управление и поддръжка чрез интелигентен мониторинг и 5G, гарантирайки стабилна работа във високогорски сложни условия.

3.2 Проект за производство на вятърна енергия

Вятърната ферма с 300GW в Чифенг, Вънутрен Монголия, оптимизира композитни материали за предварително изработената кабина, за да се адаптира към степната среда. Основното оборудване отговаря на нуждите за повишаване на мощността на вятъра и свързване с мрежата. Вторичното оборудване използва сензори и интелигентни алгоритми, за да предвижда дефекти, гарантирайки надеждна работа в открити и сложни терени.

4. Ключови технологии и решения
4.1 Технология на електрониката на енергията

За справяне с разпространението на топлина, се използва решение за течна охлаждане + оптимизация на конструкцията. За електромагнитната съвместимост, се използва обвивка от материал за екраниране и оптимизация на проводниците, за да се гарантира стабилна работна способност на оборудването.

4.2 Интелигентен мониторинг и управление-поддръжка

За обработка на данни, се въвеждат разпределени бази данни, 5G и периферно изчисление, за да се облекчи натискът от трансмисията. Диагностика на дефекти използва моделиране с големи данни и алгоритми на изкуствен интелект, за да се подобри точността. Дистанционното управление и поддръжка използва технологии VR/AR за визуализация, за да се подобри ефективността.

4.3 Оптимизиран дизайн и интеграция

Разположението на оборудването използва 3D симулация, за да се избере най-оптималното решение. Интеграцията на системата решава проблеми със съвместимост на интерфейси и протоколи чрез стандартизиране и разработка на устройства за преобразуване. Конструкцията на кабината използва високопрочни материали и оптимизиран дизайн, за да се подобри пригодността към околната среда.

5. Оценка на ефективността и анализ на ползите
5.1 Индикатори за техническа ефективност

Създава се система от индикатори, покриваща стабилност на оборудването (интервали на дефекти, честота на откази и т.н.), ефективност на преобразуването на електрическа енергия (ефективност на трансформаторите, точност на реактивната компенсация и т.н.), ниво на интелигентно управление-поддръжка (събиране на данни, ранно предупреждение за дефекти и т.н.) и пригодност към околната среда (защитна способност на кабината), за да се направи комплексна оценка на ефективността.

5.2 Методи за оценка

Високоточни сензори събират данни за оборудването и околната среда. След класификация и анализ, софтуерни модели предвиждат тенденции. Сравнението с индустриални стандарти идентифицира разликите, за да насочи оптимизирането на ефективността.

5.3 Икономически ползи

В фазата на строителство, предварителното изработване намалява цикъла, намалявайки капиталовите разходи и риска от повторни работи. По време на експлоатация, интелигентното управление-поддръжка намалява трудовите разходи, а бързото поправяне на дефекти увеличава приходите от производството на енергия. Малко заета площ намалява разходите за земя, с общи ползи, надхвърлящи тези на традиционните трансформаторни станции.

5.4 Екологични и социални ползи

Екологично, компактният дизайн намалява заетата площ и защитава екосистемата. Социално, той ускорява реализацията на проекти с нова енергия, за да се удовлетвори потребността в електричество. Интелигентното управление-поддръжка насърчава заетостта и индустриално обновяване, подкрепящо устойчивото развитие.

6. Заключение

След преодоляване на техническите предизвикателства, модулната интелигентна предварително изработена кабина-станция отговаря на нуждите на производството на нова енергия, предлагайки икономически, екологични и социални ползи. С технологични иновации и подобряване на стандарти, тя ще играе ключова роля в изграждането на нова енергийна система, заслужавайки непрекъснато изследване и продвижение.