SST Texnologiyası: Enerji Üretimi Nəqlü Dağıtımından və Tələbə Kərinə Kimi Bütün Sənaryolarda Analiz

I. Araşdırma Arka Planı

Enerji Sisteminin Dönüşüm İhtiyacı

Enerji yapısındaki değişiklikler, enerji sistemlerine daha yüksek talepler getiriyor. Geleneksel enerji sistemleri yeni nesil enerji sistemlerine geçiş yapıyor ve bu iki sistem arasındaki temel farklar aşağıdaki gibidir:

Ⅱ.Sabit Durum Transformatorlarının (SST) Ana Uygulama Senaryoları

Yeni enerji sistemleri arka planında, aktif destek, ağ entegrasyonu düzenleme, esnek bağlantı ve tedarik-talep etkileşimi, zaman-uzay enerji tamamlılığı için ana gereklilikler haline gelmiştir. SST'ler, üretim, iletim, dağıtım ve tüketim aşamalarına sızarak belirli uygulamaları şu şekilde sunar:

• Üretim Tarafı: Doğrudan bağlantılı şebekeye bağlanan dönüştürücüler, ağ oluşturan ekipmanlar, rüzgar, güneş ve saklama entegrasyonu için orta gerilimli DC transformatorları.

• İletim Tarafı: Orta ve yüksek gerilimli DC dağıtım transformatorları, esnek DC bağlantı cihazları.

• Dağıtım Tarafı: Orta ve düşük gerilimli esnek bağlantı birimleri, esnek dağıtım güç elektronik transformatorları (PET), elektrifikasyon ulaşımına yönelik DC transformatorları.

• Tüketim Tarafı: Hidrojen/alyuminyum üretimi için DC güç kaynakları, doğrudan bağlantılı şarj sistemleri, doğrudan bağlantılı veri merkezi güç kaynakları.

(1) Raylı Ulaşım Çekme — 25kV Çekme PETT

SST tabanlı dönüştürücü sistemleri, yeni nesil enerji ağlarını inşa etmek için merkezi ekipmandır.

Temel Teknik Kırılmalar:

• Yüksek izolasyonlu yüksek frekansta topoloji dönüşümü ve yüksek güçlü yüksek frekanslı transformator teknolojileri

• Kompakt tasarım altında yüksek gerilim (AC25kV doğrudan bağlantı) ve yüksek izolasyon teknolojisi (dayanıklılık gerilimi: 85kV/1dk)

• Güçlü darbeler ve titreşim ortamlarına uyum, etkili faz değişim soğutması

• Yüksek frekansta, yüksek verimli topolojiler ve sürme teknikleri, pürüzsüz anahtarlama ile yüksek frekanslı modülasyon kontrolü

Uygulama Sonuçları:

• 2020 yılında 140 km/s hızdaki EMU'da monte edildi ve test edildi, DC1800V çıkışı sağladı

• Nominal verimlilik %96,7 (mevcut sistemlere göre %2 daha yüksek), güç yoğunluğu %20 arttı

• Tam kontrollü ağ tarafı, aktif filtreleme, reaktif güç kompensasyonu, sıfır manyetik akım ve bekleme kaybı olmadan çalışır

• Dünyada ilk 25kV-SST ürünü, araç üzerinde dinamik testi gerçekleştirdi

(2) Şehir Raylı Ulaşımı Enerji Tedariki — Metro Sistemleri için Çok Portlu Enerji Yönlendirici

Ana Tasarım:
Çekme gücü, yardımcı güç, enerji saklama ve PV entegrasyonunu destekleyen dört portlu izole yapı.

Temel Teknolojiler:

• IGBT'ler üzerine kurulmuş iki seviyeli tam köprü LLC devre topolojisi

• DC serisi paralel yapıyla SiC tabanlı DAB devre topolojisi

• Güç cihazları için yumuşak anahtarlama teknolojisi (dal verimliliği ≥%98,5)

• Diode dikdörtgenleştiricilerle paralelken dolaşan akımları ortadan kaldırma AC ağına bağlı paylaşılan 12 pulslu transformator

Uygulama Avantajları:

• Büyük hattı frekanslı yeniden üreten transformatörleri ortadan kaldırır; ayak izi %26 küçültülür, kurulum alanı ve inşaat maliyetleri azalır

• Transformatör boş yük kaybı olmaz, mevcut hatların yeniden donatılmasına olanak sağlar

• Dikdörtgenleştirme, enerji geri beslemesi, reaktif kompansasyon ve harmonik filtreleme ile çok portlu güç akışı kontrolünü entegre eder

(3) Şarj ve Batarya Değişimi — Elektrikli Araç Şarjı İçin 10kV Doğrudan Bağlı SST

Sistem Yapılandırması:

• 10kV orta gerilimli doğrudan bağlantı, 1MVA kapasite: 1 doğrudan şarj modülü + 2 paylaşılan otobüs ağ modülü

• 300kW süper hızlı şarj ve altı 120kW hızlı şarj cihazı ile donatılmış; PV-saklama entegrasyonu ve orta gerilimli ağ bağlantısı ile uyumludur

Temel Fonksiyonlar:

• Transformatör ve şarj modüllerini entegre eder; geniş aralık voltaj düzenleme doğrudan şarja olanak sağlar, sistem verimliliği ≥%97 (zirve %98,3)

• Ağ desteği ve güç kalitesi yönetimi sağlar, çift yönlü V2G (araç-ağ) ve G2V (ağ-araç) etkileşimine olanak tanır

(4) Park Enerji Tedariki — Düşük Karbonlu Park Enerji Yönlendirici (PV-Saklama-Şarj Entegrasyonu)

Sistem Mimarisi:
SST tabanlı 10kV doğrudan bağlantılı enerji yönlendirici, AC10kV ve DC750V portlarıyla, çıkış tarafında batarya saklama, DC şarj arayüzü ve DC koruma cihazları ile donatılmıştır.

Temel Yapılandırma:
315kW SST kabinet, 976,12kWp PV, 0,5MW/1,3MWh enerji saklama, 10 DC şarj istasyonu.

Uygulama Değeri:

• PV üretimi ve enerji saklama zirve kesintisi ile elektrik maliyetlerini azaltır

• İstasyon kapasite talebini düşürür, ağ etkisini tamponlar ve mükemmel ölçeklenebilirliği sağlar

• Çıkış tarafında "sabit durum DC devre kırıcı + ayrılma anahtarı" kombinasyonu, saklama ve şarj istasyonları için arızayı yalıtır

(5) Yenilenebilir Enerji Entegrasyonu — PV-Hidrojen için DC/DC Enerji Yönlendirici

Temel Parametreler:

• 5MW izole DC/DC dönüştürücü: giriş DC800–1500V, çıkış DC0–850V, hidrojen elektroliz barınağına bağlandı

• Tek kabinet kapasitesi: 3/6MVA, 3–20MVA'ya ölçeklenebilir; çıkış voltajı DC0–1300V/2000V'ye uyarlanabilir

Teknik Avantajlar:

• AC iletimine kıyasla dönüştürme aşamalarını azaltır; genel verimlilik %96–%98

• Esnek seri-paralel topolojileri ile yüksek frekanslı izole DC transformatorları, PV, saklama, raylı güç, hidrojen/alyuminyum üretimi için uygun

• Modüler, yapılandırılabilir platform, çeşitli endüstri spesifik DC ağ ihtiyaçlarına uygun

(6) Dağıtım Ağı Optimizasyonu

Orta ve Düşük Gerilimli Esnek Bağlantı Cihazı:

• Yük dengesizliğini, artan dağıtık PV, EV şarj cihazının genişlemesini ve güvenilirliğin artırılmasını ele alır

• Normal çalışma: asenkron ağ bağlantısı, aktif/reactive güç akışı kontrolü, yenilenebilir entegrasyonun iyileştirilmesi ve güç kalitesi izolasyonu

• Arıza durumu: hızlı izolasyon ve otomatik geçiş, kesintileri önler

10kV Doğrudan Bağlı Enerji Saklama Sistemi:

• Orta/yüksek gerilimli ağ bağlantısı, hat kayıplarını azaltır

• İki aşamalı dönüşüm, geniş aralık voltaj düzenleme sağlar

• Modüler PCS ve batarya yapılandırması

• Kademeli H-köprü topolojisine kıyasla daha esnek kapasite, batarya yalıtım güvenliğini ve tam zincir güç akışı kontrolünü sağlar

(7) Üretim Tarafında Ağ Bağlantısı — 10kV Doğrudan Bağlı Fotovoltaik Yeni Ağ Arayüzü

Teknik Özellikler:

• Yüksek frekanslı izolasyon + kademeli CHB ana devre topolojisi

• Kapasite: N×315kVA (ölçeklenebilir), 1500V sistemlerle uyumlu, verimlilik >%98,3

Temel Avantajlar:

• Orta gerilimli doğrudan bağlantı, izole DC-DC MPPT (Maksimum Güç Noktası Takibi) ve izolasyon/voltaj düzenleme gerçekleştirir

• Basitleştirilmiş iki aşamalı mimari, oldukça verimlidir; 10kV düzeyinde doğrudan ağ taleplerine yanıt verir

• Endüstriyel, ticari ve kırsal dağıtık PV senaryolarına uygundur

(8) Yük Tarafı — SST Tabanlı Veri Merkezi Güç Tedariki

10kV Doğrudan Bağlantı Çözümü:

• 2,5MW güç (315kW × 8), sistem verimliliği %98,3, yüksek frekanslı izole dönüşüm kullanılır

• DC tarafında 400VDC DC halka ağı

• Tam PWM kontrol, ağ tarafı güç faktörü >0,99, harmonik <3% sağlar

Gelecek Görünümü

AC/DC dağıtım ağlarına odaklanarak, yenilenebilir enerji, ulaşım, güç tedariki, enerji yönetimi ve arıza korumasına kadar uzanan SST'ler, şunları kapsayan tümleşik bir sistem çözümü sağlar:

• AC/DC hibrit güç tedariki

• Kaynak-ağ-yük-saklama entegrasyonu

• Optimize edilmiş enerji yönetimi ve güç akışı派遣失败，请稍后重试~