Inteligentni preobrazovalniki za podporo izoliranim omrežjem

1. Ozadje projekta

Projekti s porazdeljenimi fotovoltaičnimi (PV) in sistem za shranjevanje energije se hitro razvijajo v Vietnamu in jugovzhodni Aziji, vendar se soočajo z velikimi izzivi:

1.1 Nestabilnost omrežja:

Vietnamsko električno omrežje prenaša pogoste nihanje (zlasti v industrijskih območjih na severu). Leto 2023 je prineslo pomanjkanje premogove energije, kar je povzročilo velikoploske odmeve, ki so povzročili dnevne izgube, večje od 5 milijonov USD. Tradicionalni PV sistemi nimajo učinkovitih možnosti upravljanja nevtralnega poseganja, zaradi česar oprema postane ranljiva za poškodbe in varnostne incidente med odpadom omrežja. To poudarja kritično potrebo po zanesljivih transformatorjih za poseganje.

1.2 Tlak za skladnost z politikami in varnostnimi predpisi:

Vietnamski predpisi za leto 2024 zahtevajo, da sistemi za shranjevanje energije pretečejo 72-urni test izoliranega delovanja skupine Elektroenergetskega podjetja Vietnam (EVN) in da imajo zmogljivosti za delovanje pri visokih in nizkih napetostih (HVRT/LVRT). Z obsežnim uporabljanjem elektronike za nadzor napetosti so zelo pomembni tretji, peti in sedmi harmoniki, ki pogosto sprožijo krive delovanja zaščitnih mehanizmov. Visoko zmogljivi transformatorji za poseganje so ključni za izpolnjevanje teh predpisov o skladnosti.

1.3 Zahteve glede prilagoditve okolju:

Vračljivi in vlageči klimati (letna povprečna vlaga >80%) pospešujejo staranje opreme, kar zahteva transformatorje za poseganje z močno odpornostjo na korozijo in proti vlazi. Obalni okolji s solnato mlazo (vsebnost soli v zraku >5mg/m³) še dodatno poslabšajo tveganja korozije, kar pomeni višje zahteve glede prilagoditve okolju transformatorjev za poseganje.

2. Rešitev: Inteligentni sistem transformatorjev za poseganje

2.1 Nabor osnovnih tehnoloških rešitev

Transformator za poseganje s zigzag povezavo:

Značilna šestovalna konstrukcija z nominalno zmogljivostjo 1250kVA, ultra-nizka impedanca ničelne vrste 4-6Ω (v primerjavi z 30Ω pri tradicionalnih transformatorjih) in zmogljivostjo za prenašanje kratkoročnih tokov 25kA/2s, idealno prilagojen za velikoploske porazdeljene elektrarne.

• Optimizacija za zmanjševanje harmonik: Integrirana Δ-YY navojna struktura z LC filtri doseže ≥85% zmanjšanje trete, pete in sedme harmonike, zmanjša celotno harmonično distorzijo (THD) s 12% na <5%, učinkovito preprečuje poškodbe opreme zaradi resonanc. Ta zmogljivost za zmanjševanje harmonik predstavlja ključno varnostno značilnost transformatorja za poseganje.
• Pokrajinska prilagoditev: Ohišje z zaščitno stopnjo IP54; ključne komponente obdelane z nanokeramičnim premazom, pretekli IEC 60068-2-52 preskus solne mlaze (3000 ur brez korozije). Ti zaščitni ukrepi zagotavljajo dolgoročno zanesljivost transformatorjev za poseganje v težkih okoljih.
• Koncept termalnega upravljanja: Opričen z hladilnimi radijatorji iz aluminija in prisilnim hladilnim sistemom, temperatura se kontrolira na ≤55K pri temperaturi okolice 45°C. Ta učinkovit sistem termalnega upravljanja je ključen za varno delovanje transformatorjev za poseganje v tropičnih klimah.

2.2 Inteligentni sistem za nadzor in zaščito

Integrirani modul senzorjev: Realnočasni nadzor temperature navojnic, delnih razlag, in stanja izolacije; podatki sinhronizirani z lokalnimi SCADA in oblakom (na primer Hoymiles S-miles Cloud) v milisekundah. Neprekinjen nadzor znatno izboljša varnostni profil transformatorja za poseganje.

Skladnost logike zaščite:

• Skladnost s preklopniki: Samodejno preklopi način poseganja v 10 sekundah ob zaznavanju padca napetosti omrežja na 20%UN (v skladu z vietnamskimi zahtevami za zaklep pri nizki napetosti)
• Integracija sistema za zaznavanje arčnih napak (AFCI): Prekine napake v omrežju v 0,5 sekunde, preprečuje, da bi poseg v zemljo povzročil požar. Ta hitra logika zaščite se popolnoma integrira z transformatorjem za poseganje.

2.3 Lokalne izboljšave prilagodljivosti

Skladnost z omrežjem: Podpira EVN-zahtevani način testiranja izoliranega delovanja, simulira gladko prehod na oskrbo s shranjevanjem energije po prekinitvi omrežja. Transformator za poseganje je ključna komponenta za uspešno opravljanje tega ključnega testa.

Prednameščeni vmesniki za zaprtje vodnih vodičev ustrezajo vietnamskim obveznim zahtevam za zaprtje merilne sobe.

Ugodnost vzdrževanja: Projektiran doživljaj ≥25 let; cikli vzdrževanja podaljšani na 3 leta, znatno zmanjšajo stroške O&M v tropičnih regijah. Trajanost transformatorja za poseganje značilno zmanjša stroške življenjskega cikla.

3. Doseženi rezultati

3.1 Izboljšana varnost in zanesljivost

Doseže preklop na nevtralno poseganje v 15ms med odpadi omrežja (presegajo vietnamski standard 50ms), zagotavlja neprekinjeno delovanje ključnih bremen (na primer proizvodnje v tovarnah). Hitra upravljanje napak, ki jo omogoča transformator za poseganje, je zmanjšala stopnjo odpadov opreme za 85% in popolnoma izkoreninila incidente, povezane z posegom, po namestitvi v projektu industrijske zone Hanoi leta 2024.

3.2 Gospodarski učinki in skladnost

• Zmanjšan tveganje za kazni: Izpolnjuje zahteve glede ogljičnih emisij v "Zeleni industrijski zakon", tako da se izogne kazni v višini 3 % letne dobičke.
• Krajšan obdobje vračila naložbe: Z zmanjšanimi stroški vzdrževanja (znižanje za 35 %) in zmanjšanimi izgubami zaradi prekinjenosti, je notranja stopnja vračila (IRR) rastla za 2-3 percentage točk, kar je skrajšalo obdobje vračila naložbe s 5,8 na 4,2 leta.

3.3 Izboljšana podpora omrežju

Uspešno je preteklo testiranje dinamične regulacije: Pod prožnim posredovanjem EVN (ko je bremenje omrežja <75 %), podpira regulacijo električne energije do 30 % nameščene zmogljivosti, kar omogoča elektrarne, da sodelujejo na trgu frekvenčne regulacije (FRM). Stabilna neutralna točka, ki jo zagotavlja zazemljevalni transformator, je osnova te funkcije podpore omrežju. V pilotnem projektu v Ho Chi Minh City je elektrarna z zagotavljanjem reaktivne moči zaslužila dodatnih 12 % prihodka iz pomožnih storitev.