Anwendung von vorgefertigten Verteilerstationen im erneuerbaren Energiesektor

Vor dem Hintergrund tiefgreifender Veränderungen im globalen Energielandschaft und der rasanten Entwicklung der neuen Energiewirtschaft kann das Baukonzept traditioneller Umspannwerke den schnellen Einsatzbedarf neuer Energieprojekte kaum mehr erfüllen. Das modulare intelligente vorgefertigte Kabinnenumspannwerk hat dank seiner innovativen Vorteile eine wichtige Richtung zur Optimierung des neuen Energieversorgungssystems geworden. Eine eingehende Untersuchung seiner technischen Prinzipien, der Branchenanpassungsfähigkeit und des Anwendungswerts ist dringend erforderlich.

1. Technische Prinzipien

Das modulare intelligente vorgefertigte Kabinnenumspannwerk verwendet die hochfeste, korrosionsbeständige vorgefertigte Kabine als Kern, um eine stabile Umgebung für die Ausrüstung zu schaffen. Unter den Hauptgeräten werden Transformator, Schaltanlagen und Blindleistungskompensationseinrichtungen nach den Eigenschaften der neuen Energie optimiert, um eine effiziente elektrische Energieumwandlung und -steuerung zu erreichen. Die sekundäre Ausrüstung integriert intelligente Überwachung, Relaisschutz und Kommunikationssysteme. Sensoren sammeln Daten, ermöglichen Fernübertragung und unterstützen intelligente Reaktionen, um eine sichere und zuverlässige Systembetrieb zu gewährleisten. Die standardisierte Koordination aller Komponenten verbessert die Effizienz von Bau und Betriebswartung.

2. Besondere Anforderungen der neuen Energiewirtschaft
2.1 Anpassung an die Erzeugungscharakteristika

Die Photovoltaik zeigt aufgrund von Lichtbedingungen und Tages- und Nachtzyklen intermittierende Schwankungen. Umspannwerke benötigen Elektroenergie-Regelungsfähigkeiten, mit präziser Blindleistungskompensation und Energiespeicher-Schnittstellen ausgestattet. Die Windenergieerzeugung weist Leistungsänderungen infolge der Windgeschwindigkeit auf, wodurch Umspannwerke dynamische Reaktionsfähigkeiten und eine Optimierung des Stromnetzleitungsflusses erfordern. Bei der Biomasse-Erzeugung verlangt die instabile Rohstoffversorgung nach verstärkter Überwachung und Regelung, um Umweltschutz und sichere Elektroenergieübertragung auszugleichen.

2.2 Förderung einer geordneten Netzintegration

Die Intermittenz der neuen Energieerzeugung erfordert, dass Umspannwerke mit dynamischer Blindleistungskompensation und Energiespeichersystemen ausgestattet sind, um die Qualitätsstabilität der Energie zu gewährleisten. Umspannwerke in abgelegenen Stationen benötigen Fähigkeiten für langstreckige, großvolumige Energieübertragung, mit optimierten Geräten und Leitungsentwürfen. In Bezug auf die Kommunikation muss ein hochgeschwindiger bidirektionaler Link eingerichtet werden, um eine Echtzeitdateninteraktion zwischen dem Stromnetz und den Umspannwerken zu ermöglichen.

3. Anwendungsfälle
3.1 Solarenergie-Projekt

Das 500GW-Photovoltaik-Projekt in Golmud, Qinghai, verwendet wetterbeständige Stahlkabinen, um sich an die Wüstenumgebung anzupassen. Sorgfältig ausgewählte Hauptgeräte stellen die elektrische Energieumwandlung und -verteilung sicher. Sekundäre Geräte realisieren die Fernwartung durch intelligente Überwachung und 5G, um einen stabilen Betrieb unter komplexen Bedingungen in großer Höhe zu garantieren.

3.2 Windenergie-Projekt

Der 300GW-Windpark in Chifeng, Innere Mongolei, optimiert Verbundmaterialien für die vorgefertigte Kabine, um sich an die Graslandumgebung anzupassen. Die Hauptgeräte erfüllen die Anforderungen an die Windenergie-Steigerung und -Netzanschluss. Sekundäre Geräte nutzen Sensoren und intelligente Algorithmen, um Fehler vorherzusagen und eine zuverlässige Betriebsführung in offenen und komplexen Geländeformen zu gewährleisten.

4. Schlüsseltechnologien und Lösungen
4.1 Leistungselektronik-Technologie

Um die Wärmeabfuhr zu bewältigen, wird eine Lösung mit Flüssigkeitskühlung und struktureller Optimierung angewendet. Für die elektromagnetische Verträglichkeit werden Abschirmmaterial-Ummantelung und Leiteroptimierung verwendet, um eine stabile Geräteperformance zu gewährleisten.

4.2 Intelligente Überwachung und Betriebswartung

Für die Datenverarbeitung werden verteilte Datenbanken, 5G und Edge-Computing eingeführt, um den Übertragungsdruck zu mildern. Die Fehlerdiagnose nutzt Big-Data-Modellierung und künstliche Intelligenz-Algorithmen, um die Genauigkeit zu verbessern. Die Fernwartung nutzt VR/AR-Technologien für die Visualisierung, um die Effizienz zu steigern.

4.3 Optimierter Entwurf und Integration

Die Geräteanordnung verwendet 3D-Simulationen, um die optimale Lösung auszuwählen. Die Systemintegration löst Schnittstellenspezifikationen und Protokollkompatibilitätsprobleme durch einheitliche Standards und die Entwicklung von Konvertierungsgeräten. Die Kabinnenstruktur verwendet hochfeste Materialien und optimierte Designs, um die Umweltanpassungsfähigkeit zu verbessern.

5. Leistungsbewertung und Nutzenanalyse
5.1 Technische Leistungsindikatoren

Es wird ein Indikatorsystem erstellt, das Gerätestabilität (Fehlerintervall, Ausfallrate usw.), elektrische Energieumwandlungseffizienz (Transformatoreneffizienz, Genauigkeit der Blindleistungskompensation usw.), intelligentes Betriebswartungsniveau (Datensammlung, Frühwarnsystem bei Fehlern usw.) und Umweltanpassungsfähigkeit (Kabinsenschutzeigenschaften) abdeckt, um die Leistung umfassend zu bewerten.

5.2 Bewertungsmethoden

Hochpräzise Sensoren sammeln Geräte- und Umweltdaten. Nach Klassifizierung und Analyse prognostiziert die Softwaremodelle Trends. Ein Vergleich mit Industriestandards identifiziert Lücken, um die Leistungsoptimierung zu leiten.

5.3 Wirtschaftliche Vorteile

In der Bauphase verkürzt die Vorfertigung den Zyklus, reduziert Kapitalkosten und Risiken bei Nachbesserungen. Im Betrieb senkt die intelligente Betriebswartung Personalkosten, und schnelle Fehlerbehebung erhöht die Erträge aus der Energieerzeugung. Geringerer Landbedarf reduziert Grundstückskosten, wobei die Gesamtgewinne über traditionelle Umspannwerke hinausgehen.

5.4 Umwelt- und soziale Vorteile

Umweltmäßig reduziert das kompakte Design den Landbedarf und schützt das Ökosystem. Sozial fördert es die Implementierung von neuen Energieprojekten, um den Strombedarf zu decken. Die intelligente Betriebswartung fördert Beschäftigung und industrielle Modernisierung, unterstützt nachhaltige Entwicklung.

6. Fazit

Nachdem technische Herausforderungen überwunden wurden, erfüllt das modulare intelligente vorgefertigte Kabinnenumspannwerk die Anforderungen der neuen Energieerzeugung, indem es wirtschaftliche, umwelt- und soziale Vorteile bietet. Mit technologischer Innovation und Standardverbesserung wird es eine Schlüsselrolle bei der Errichtung eines neuen Energieversorgungssystems spielen, was kontinuierliche Erforschung und Förderung rechtfertigt.