Aplicació de les subestacions prefabricades preintegrades en el sector d'energia renovable
En el contexte de profonds canvis en el panorama energètic global i el desenvolupament en ple augeix de l'indústria d'energies renovables, el mode de construcció de les subestacions tradicionals troba dificultats per satisfer les necessitats de desplegament ràpid dels projectes d'energia nova. La subestació modular intel·ligent prefabricada en cabina, gràcies a les seves avantatges innovadors, ha esdevingut una direcció clau per a l'optimització del sistema d'energia nova. Es necessita urgentment una exploració en profunditat dels seus principis tècnics, adaptabilitat a la indústria i valor d'aplicació.
1. Principis Tècnics
La subestació modular intel·ligent prefabricada en cabina pren com a nucli la cabina prefabricada d'alta resistència i anticorrosiva, creant un entorn estable per a l'equipament. Entre l'equipament primari, els transformadors, els quadres de commutació i els dispositius de compensació de potència reactiva s'han optimitzat segons les característiques de l'energia nova per aconseguir una conversió i control eficient de l'energia elèctrica. L'equipament secundari integra sistemes de monitorització intel·ligent, protecció relè i comunicacions. Els sensors recullen dades, permeten la transmissió remota i suporten respostes intel·ligents, assegurant una operació segura i fiable del sistema. La coordinació estandarditzada de tots els components millora l'eficiència de la construcció i la manteniment.
2. Requisits Especials de la Indústria d'Energia Nova
2.1 Adaptació a les Característiques de Generació
La generació d'energia solar mostra fluctuacions intermitents degudes a les condicions de llum i els cicles dia-nit. Les subestacions necessiten capacitats de regulació de l'energia elèctrica, dotades amb una compensació precisa de la potència reactiva i interfícies d'emmagatzematge d'energia. La generació d'energia eòlica veu canvis de potència amb la velocitat del vent, requerint que les subestacions tinguin capacitats de resposta dinàmica i optimitzin el flux de potència de la xarxa elèctrica. Per a la generació d'energia a partir de biomassa, l'abastament inestable de matèries primeres demana una monitorització i regulació més intensives, equilibrant la protecció ambiental i la transmissió segura de l'energia elèctrica.
2.2 Facilitació de la Connexió Ordinada a la Xarxa
L'intermitència de la generació d'energia nova requereix que les subestacions estiguin dotades de sistemes de compensació de potència reactiva dinàmica i d'emmagatzematge d'energia per estabilitzar la qualitat de l'energia. Les subestacions en estacions remotas necessiten capacitats de transmissió d'energia a gran distància i capacitat, amb disseny òptim de l'equipament i les línies. En termes de comunicació, cal establir un enllaç bidireccional d'alta velocitat per aconseguir l'intercanvi de dades en temps real entre la xarxa elèctrica i les subestacions.
3. Casos d'Aplicació
3.1 Projecte de Generació d'Energia Solar
El projecte fotovoltaic de 500GW a Golmud, Qinghai, utilitza cabins d'acer inoxidable resistent al clima per adaptar-se a l'entorn desertic. L'equipament primari seleccionat amb precisió assegura la conversió i distribució d'energia elèctrica. L'equipament secundari realitza l'operació i manteniment remots mitjançant la monitorització intel·ligent i la tecnologia 5G, garantint una operació estable en condicions complexes d'alta muntanya.
3.2 Projecte de Generació d'Energia Eòlica
El parc eòlic de 300GW a Chifeng, Mongòlia Interior, optimitza materials compostos per a la cabina prefabricada per adaptar-se a l'entorn de praderies. L'equipament primari compleix amb les necessitats d'amplificació de la potència eòlica i la connexió a la xarxa. L'equipament secundari utilitza sensors i algoritmes intel·ligents per preveure errors, assegurant una operació fiable en terrenys oberts i complexos.
4. Tecnologies Clau i Solucions
4.1 Tecnologia Electrònica de Potència
Per abordar la dissipació de calor, s'adopta una solució de refredament líquid + optimització estructural. Per a la compatibilitat electromagnètica, s'utilitza encapsulació de material blindat i cablejat òptim de circuits per assegurar un rendiment estable de l'equipament.
4.2 Monitorització Intel·ligent i Operació-Manteniment
Per al tractament de dades, s'introdueixen bases de dades distribuïdes, 5G i computació edge per alliviar la pressió de transmissió. El diagnòstic de fallades utilitza models de dades massives i algoritmes d'intel·ligència artificial per millorar la precisió. L'operació i manteniment remots utilitzen tecnologies VR/AR per a la visualització, augmentant l'eficiència.
4.3 Disseny Optimitzat i Integració
La disposició de l'equipament utilitza simulació 3D per seleccionar la solució òptima. La integració del sistema resol problemes de compatibilitat d'interfaces i protocols mitjançant normes unificades i el desenvolupament de dispositius de conversió. La estructura de la cabina utilitza materials d'alta resistència i un disseny optimitzat per millorar l'adaptabilitat ambiental.
5. Avaluació del Rendiment i Anàlisi de Beneficis
5.1 Indicadors de Rendiment Tècnic
Es construeix un sistema d'indicadors que cobreix la estabilitat de l'equipament (interval de falla, taxa de falla, etc.), l'eficiència de conversió d'energia elèctrica (eficiència del transformador, precisió de la compensació de potència reactiva, etc.), el nivell d'operació-manteniment intel·ligent (recopilació de dades, alerta anticipada de fallades, etc.) i l'adaptabilitat ambiental (rendiment de protecció de la cabina) per avaluar exhaustivament el rendiment.
5.2 Mètodes d'Avaluació
Els sensors de alta precisió recullen dades de l'equipament i l'entorn. Després de la classificació i anàlisi, el modelitzat de programari prediu tendències. Comparant amb els estàndards de la indústria, s'identifiquen les diferències per orientar l'optimització del rendiment.
5.3 Beneficis Econòmics
En la fase de construcció, la prefabricació acurta el cicle, reduint els costos de capital i els riscos de retranqueigs. En l'operació, l'operació-manteniment intel·ligent redueix els costos laborals, i la reparació ràpida de fallades augmenta els ingressos de generació d'energia. La menor ocupació de terreny redueix els costos de terra, amb beneficis generals que superen les subestacions tradicionals.
5.4 Beneficis Ambientals i Socials
Ambientalment, el disseny compacte redueix l'ocupació de terreny i protegeix l'ecosistema. Socialment, accelera la implementació dels projectes d'energia nova per satisfer la demanda d'electricitat. L'operació-manteniment intel·ligent promou l'ocupació i la modernització industrial, contribuint al desenvolupament sostenible.
6. Conclusió
Després de superar els reptes tècnics, la subestació modular intel·ligent prefabricada en cabina satisfà les necessitats de generació d'energia nova, aportant beneficis econòmics, ambientals i socials. Amb la innovació tecnològica i la millora de les normes, jugarà un paper clau en la construcció d'un nou sistema d'energia, justificant una exploració i promoció contínues.
