SST Technology: Analisi orokorrotasuna erakunde, transmititu, banatu eta erabili ekoizpen elektrikoan

I. Ikerketa Oinarria

Energia Sistemaren Transformatzeko Beharrezkoa

Energia egituraren aldaketak energia sistemari eskaintzen dizkietu beharr handiagoak. Tradizionala dauden energia sistemetatik hurrengo kohortako energia sistemara joateko transizioan dago, haien arteko oinarrizko ezberdintasunak hauek dira:

Ⅱ. Oinarrizko Aplikazio-Gertaerak Eskuineko Egiturako Trasformatzaileetan (SST)

Energia berritzeko sistemaren atzetik, aktibitatearen laguntza, sareen konbinazioa, mugikortasuna eta eskaintza-merkataritza elkarrekintza garrantzitsuak dira espazio-zamankoen energia osagarriarentzat. SSTek hainbat estagorean zabaltzen dira—sortzea, bidalketa, banaketa eta erabilera—hona hemen aplikazio espesifikoak:

• Sortze Aldea:Sarearekin lotutako bertxukonbertsore zuzena, sarearen sortzaile gailuak, eoliko, eguzki eta bateriak integrazteko erdigintzako DC trasformatzaileak.

• Bidalketa Aldea:Erdi- eta altu-gintzoko DC banaketa trasformatzaileak, mugikor DC elkarketa gailuak.

• Banaketa Aldea:Erdi- eta baxu-gintzoko mugikor elkarketa unitateak, mugikor banaketako elektronika-indarra (PET), elektrifikatutako garraioa duen DC trasformatzaileak.

• Erabilera Aldea:Hidrogeno/aluminioaren produktzarako DC indarra, zuzenean konektatutako kargatze sistemeak, zuzenean konektatutako datu-zentroen indar iturriak.

(1) Trenen Elkarrizketa — 25kV Elkarrizketa PETT

SST oinarritutako konbertsore sistemak hurrengo generazioaren sarrera-sistemak eraikitzeko tresna nagusiak dira.

Teknologia Nagusiak:

• Altu-isolamenduko maiztasun-altu topologia eta indar handiko maiztasun-altu trasformazio teknologiak

• Indar handiko (AC25kV zuzenean konektatuta) eta isolamendu ondo diseinatua (tentsioa: 85kV/1min)

• Aldakotasun eta zirkulazio indarre handien artean, aldakotasun efizientearen aurkitzea

• Maiztasun-altu, konbertsio efizientearen topologiak eta teknikak, maiztasun-altuko modulazio kontrola trantsizio soinetan

Aplikazio Emaitzak:

• 2020ean instalatua eta probatua 140 km/h EMU-n, DC1800V emanda

• 96.7%ko indarrari erredundatua (2% gehiago existitzen direnetik), 20% indar dentsitate handiagoa

• Gainera kontrolatutako aldeak filtro aktiboa, indar pasiboaren kompentsazioa, magnetizazio inrush indarrik gabe eta ez daude kolpe gorria

• Munduko lehenengo 25kV-SST produktua norabide dinamikoaren probaketa lortzeko

(2) Hiriko Trena — Metro Sistemetarako Multi-portu Energia Birigartzailea

Nukleoa:
Hiru portuko isolatutako egitura, elkarrizketa indarre, laguntza indarre, energiaren gordailua eta PV integrazioa sustatzen ditu.

Teknologiak Nagusiak:

• Bi mailako oso-geziego LLC zirkuitu topologia IGBT-en oinarrian

• SiC oinarritutako DAB zirkuitu topologia serie-paralelo DC konfigurazioarekin

• Indar gailuen teknologia txiki (adarraren efizientzia ≥98.5%)

• Elkartu 12-pulsazio trasformatzailea AC sarearekin, diode birguneen paraleloan zirkulazio indarrak kendu

Aplikazioaren Aukerak:

• Bulk line-maiztasuneko regenerazio trasformatzaileak kendu; 26% txikiagoa, instalazio espazioa murriztuta eta eraikuntza kostuak

• Ez da trasformatzaile kolpe gorria, linia lehenegoko lineen berrikuspena ahalbidetu

• Birgunea, energia feedback-a, pasiboaren kompentsazioa eta harmonikoak filtratzeko multi-portuko indar fluxu kontrol zehatza

(3) Kargatu & Bateria Aldaketa — 10kV Zuzenean Konexioa EV Kargatzeko

Sistema Konfigurazioa:

• 10kV erdigintzako zuzenean konektatuta, 1MVA kapasitatea: 1 zuzenean kargatze modulua + 2 bus komunitario moduluak

• Konfiguratua 300kW ultra azkarra kargatzeko eta sei 120kW azkarra kargatzeko; bat dator PV-gordailu integrazioarekin eta erdigintzako sarearekin

Funtzio Nukleoa:

• Trasformatzaile eta kargatzeko moduluak batu; indar luze sakabanatzailea zuzenean kargatzeko, sistema efizientzia ≥97% (punta 98.3%)

• Sarea laguntzen du eta indar kalitatea kudeatzen du, V2G (norabidea-vehikulora) eta G2V (sarea-vehikulora) interakzio bidirektiboa ahalbidetu

(4) Parke Indarra — Parke Hurbilkorra Energia Birigartzailea (PV-Gordailu-Kargatzeko Integrazioa)

Sistema Arquitectura:
10kV zuzenean konexioa SST oinarrian, AC10kV eta DC750V portuekin, bateria gordailu, DC kargatzeko interfaseak eta DC babesezko gailuak emanda.

Nukleoa:
315kW SST armairua, 976.12kWp PV, 0.5MW/1.3MWh energia gordailua, 10 DC kargatzeko estazioa.

Aplikazio Balioa:

• Elektrizitate-kostuak murrizten ditu PV generazio eta energia biltzearen piken alda-ordainetan

• Txikiten estazioen kapazitate-eskarra, amortitzen du sarearen eragina eta eskalagarritasuna handia eskaintzen du

• Irteera-aldeko "solid-state DC circuit breaker + disconnect switch" konbinazioak segurtasun-falla isolamendua eskaintzen du biltze eta kargatze estazioetan

(5) Energia Berriztagarriaren Integraketa — DC/DC Energy Router PV-tik Hidrogenora

Parametro nagusiak:

• 5MW isolatutako DC/DC konbertsagailua: sarrera DC800–1500V, irteera DC0–850V, hidrogeno elektrolizadorearen barrari konektatuta

• Kaxa bakarreko kapazitatea: 3/6MVA, eskalagarri 3–20MVA artean; irteera tensioa egokitzen da DC0–1300V/2000V artean

Tecnologia Ahalmenak:

• Konbertsio-estadiak murriztu AC transmitentzietan nola; osoeko efizientzia 96%–98%

• Maiztasun altuko isolatutako DC transformatuak serie-paralelo topologien flexibilitatearekin, PV, biltze, trenaren indarra, hidrogeno/aluminiokimikako prozesuetarako egokiak

• Modularra, konfiguratzaile plataforma industri bereziaren DC sareen beharrerei egokitua

(6) Sarearen Optimizazioa

Tensio-baxuko eta -baxuko Flexibilizatutako Interkonexio Gailua:

• Kargaren desorekatzea, banatutako PV-en gorputsean, EV kargatzaileen hedapena eta fidagarritasun hobetzea

• Erabaki normala: asinkrono sare interkonexioa aktiboko/pasiboko indar-fluxuen kontrolarekin, berriztagarri integratze hobetua eta kalitate indar isolamendua

• Falla egoeran: isolamendu azkarra eta automatikoki aldaketarako faltsuen saihesteko

10kV Zuzenean Konexio Energia Biltze Sistema:

• Tensio medio-altuko sare konexioa lerro-perdak murrizten ditu

• Bi estadioen konbertsioa tensio-regulazio maila hobera eskaintzen du

• Modular PCS eta bateria konfigurazioa

• Hobeto kapazitate flexiblea H-hondarrak topoian, bateriaren izolamendu segurtasuna eta osoko fluxu-indar kontrola

(7) Generazio Aldeko Sare Konexioa — 10kV Zuzenean Konexio Fotovoltaiko Sarea Berria

Tecnologia Ezaugarriak:

• Maiztasun altuko isolamendua + CHB kaskadatutako zirkuito nagusia

• Kapazitatea: N×315kVA (eskalagarri), irteera 1500V sistemekin bateragarria, efizientzia >98.3%

Ahalmen Nukleoak:

• Tensio medio-zuzenean konexioa MPPT (Puntu Handiena Puntuan) eta isolamendu/voltaje regulazioa egiten duen isolatutako DC-DC prestatzen du

• Simplifikatutako bi estadio arquitectura, oso efizientea; 10kV mailan zuzenean erantzuten du sarearen beharreri

• Industria, komertzial eta landare banatutako PV kasuetarako aplikagarria

(8) Karga Aldea — SST Oinarritutako Datu-Zentroaren Indar Osagarria

10kV Zuzenean Konexio Soluzioa:

• 2.5MW indarra (315kW × 8), sistema efizientzia 98.3%, maiztasun altuko isolatutako konbertsio erabiliz

• 400VDC DC biribilgune DC aldean

• PWM oso kontrola sarearen indar faktorea >0.99 lortzen du, harmonikoak <3%

Eskualdea

AC/DC banatze sareen inguruan, berriztagarrietara, transportuari, indar osagarriari, energia kudeaketara eta faltsu babesera zabaltzen da, SSTek sistema integratu soluzio bat ematen dute:

• AC/DC hibridoa indar osagarria

• Iturri-sare-karga-biltze integrazioa

• Energia kudeaketa eta fluxu-indar koordinaketa optimizatua
  Hurrengo generazio indar sistemak eraikitzen laguntzen ditu.

III. Aplikazio Arazoak eta Eztabaida

(1) Relai Babesaren Kompatibilitate Arazoa
Beharrezkoa da ikerketa egin elektronika-indar transformatuak eta banatze sistemak tradizionalen arteko kompatibilitatean, zuzenki faltsu laburra, lurreko eta irekitako faltsuen kasuan. Faltsu gainditzean kontrol estrategiak eta relai babesaren koordinaketa mekanismoak argitu behar dira.

(2) Koordinaketa, Kudeaketa eta Monitorean Arazoak
Eskualdiko elektronika-indar gailu berrien adierazpena trinkotasun-arazoak sortzen ditu koordinatzeko eta monitorean, hiru ahalmen nukleo horiek ebazteko beharrezkoa da:

• Konposaketa Ariketak & Merkataritza Mekanismoak: Tradizionala "source-follows-load" logika ezin du bidirekzionala "load-source-grid" interakzioak onartu. Multidirekzionala indar osagai merkataritza mekanismoak garatu behar dira.

• Estandarrizazioa & Interoperabilitatea: Anitzeko gailu interfaze protokoloak eragiten dituzte elikagaitasun txikiagoa enpresen artean. Estandarizatutako komunikazio protokoloak eta kontrol komando multzoak sustatu behar dira.

• Eskualde Entzuten Koordinatutako Konposaketa: Ondorengo konektatutasuna zonal mugak hondatzen ditu. Batasunezko erantzukizunen banaketa, atzeratu partekapena eta eskualde entzuten koordinatutako konposaketaren egitura sortu behar dira.

Arazo hauek estandarro unitarioak eta monitorizazio exekuzio mekanismoak behar dituzte ebazteko.