SST Texnologiyasi: Elektr energiyasini ishlab chiqarish, uzatish, taqsimlash va foydalanish bo'lgan to'liq scenariy tahlili
I. Taqqoslash orqali oʻrganish
Elektr tizimlari transformatsiyasi talablari
Energetik strukturadagi oʻzgarishlar elektr tizimlari keng masalalarini yaratmoqda. Ancha elektr tizimlari yangi avlodga qatnashmoqda, ular orasidagi asosiy farqlar quyidagilardir:
| Oʻlchov | Ancha elektr tizimi | Yangi turdagi elektr tizimi |
| Texnik asos formasi | Mekanik elektromagnit tizim | Sinxron mashinalar va energetika apparatlari bilan boshqariladi |
| Generatsiya tomonidan forma | Asosan ishlab chiqarish energiyasi | Shamol va quvib-tushirish energiyasi bilan boshqariladi, markaziy va joylashtirilgan usullar bilan |
| Tarmoq tomonidan forma | Bir xil katta tarmoq | Katta tarmoq va mikrotarmoq hamkorligi |
| Foydalanuvchi tomonidan forma | Faqat elektr foydalanuvchilari | Foydalanuvchilar elektr foydalanuvchisi va ishlab chiqaruvchisi bo'lib turadi |
| Quvvat muvozanati rezhimi | Yukka moslash | Manba, tarmoq, yuk va energiya saqlash orasidagi aloqa |
Ⅱ.Solid-State Transformers (SST)ning asosiy qo'llanma scenariylari
Yangi elektr tizimlarining fonida, aktiv yordam, tarmoq integratsiyasi, nisbiy bog'liqlik va ta'minot-talab munosabati kabi asosiy talablar ko'proq ma'naviy energiya kompensatsiyasiga ega. SSTlar generatsiya, uzatish, taqsimlash va sarflash barcha bosqichlarini o'z ichiga oladi, shu jumladan, quyidagi qo'llanmalar mavjud:
Generatsiya tomonidan: Tizimga ulangan inverterlar, tizimni yaratish apparatlari, shamol, quvib-tushirish va saqlashni integratsiya qilish uchun o'rta voltajli DC transformatorlar.
Uzatish tomonidan: O'rta va yuqori voltajli DC taqsimlash transformatorlari, nisbiy DC bog'liklash uchun qurilmalar.
Taqsimlash tomonidan: O'rta va past voltajli nisbiy bog'liqlik birliklari, nisbiy taqsimlash power electronic transformers (PET), elektrli transport uchun DC transformatorlar.
Sarflash tomonidan: Gidrogen/alyuminii ishlab chiqarish uchun DC ta'minot, doimiy ulangan zaryad sistemasini, doimiy ulangan ma'lumot markazi ta'minotini.
(1) Temir yo'lli traksiya — 25kV Traksiya PETT
SST asosidagi o'girish tizimlari keyingi avlod elektr tarmoqlarini qurish uchun asosiy qurilmalar hisoblanadi.
Nihoyatgi texnikani yechish:
Yuqori izolyatsiyali yuqori chastotali topologik o'girish va yuqori quvvatli yuqori chastotali transformator texnologiyalari
Qisqacha dizaynda (AC25kV doimiy ulangan) yuqori voltaj va yuqori izolyatsiya texnologiyasi (izolyatsiya quvvati: 85kV/1min)
Kuchli ta'sir va urish sharoitlariga moslash, samarali fazaviy sovuq tekshirish
Yuqori chastotali, samarali o'girish topologiyalari va haydavchilik usullari, yuqori chastotali modulyatsiya boshqaruv bilan samarali o'tish
Qo'llanma natijalari:
2020-yilda 140 km/s so'rab ketayotgan EMU-da o'rnatildi va sinovdan o'tkazildi, DC1800V chiqarishi
Nominal samaradorlik 96,7% (mevcut tizimlardan 2% yuqori), quvvat sifatida 20% oshishi
To'liq boshqariladigan tarmoq tomoni aktiv filtratsiya, reaktiv quvvat kompensatsiyasi, nol magnitlangan o'tish aktsiyasi va hech qanday qoldiq yo'qotmalarni ta'minlaydi
Dunyo bo'lgan 25kV-SST mahsuloti avtomobil yuqorisidagi dinamik sinovni amalga oshirish
(2) Shahar temir yo'llari ta'minoti — Metrosistem uchun ko'p portli energiya routeri
Asosiy dizayn:
Traksiya quvvati, yordamchi quvvati, energiya saqlashi va quvib-tushirish integratsiyasi uchun to'rt portli izolyatsiya struktura.
Asosiy texnologiyalar:
IGBT asosidagi ikki darajali to'liq most LLC shematika topologiyasi
SiC asosidagi DAB shematika topologiyasi seriyal-paralel DC konfiguratsiyasi bilan
Quvvat qurilmalari uchun yumshoq o'tish texnologiyasi (branch samaradorligi ≥98,5%)
AC tarmoqka ulangan 12-pulsli umumiy transformator, diodli rectifierlar bilan parallel ulangan paytda aylanma aktsiyalarni bekor qiladi
Qo'llanma afzalliklari:
Katta hajmdagi chastota regeneratsiya transformatorlari ortadan o'chiriladi; 26% kamroq joy talab etadi, o'rnatish joyini va qurilish narxini pasaytiradi
Transformatorning hech qanday bo'sh yo'qotmalar yo'q, mevcut chiziqlarni takomillashtirish imkoniyati beradi
Rectifikatsiya, energiya qaytarish, reaktiv kompensatsiya va garmonik filtratsiyani integratsiya qiladi, aniq ko'p portli quvvat oqimini boshqaradi
(3) Zaryad va batareyani almashtirish — Elektrli avtomobillar uchun 10kV doimiy ulangan SST
Tizim konfiguratsiyasi:
10kV o'rta voltaj doimiy ulanishi, 1MVA quvvat: 1 doimiy zaryad moduli + 2 umumiy otobus tarmog'i modullari
300kW super tez zaryad va altita 120kW tez zaryad qurilmalari bilan o'rnatilgan; quvib-tushirish-saqlash integratsiyasi va o'rta voltajli tarmoq ulanishi bilan moslashadi
Asosiy funksiyalar:
Transformator va zaryad modullarini integratsiya qiladi; keng diapazonli voltaj boshqaruv doimiy zaryadni ta'minlaydi, tizim samaradorligi ≥97% (yuqori 98,3%)
Tarmoq yordamini va quvvat sifatini boshqarish imkoniyatini beradi, ikki tomonlama V2G (avto-tarmoq) va G2V (tarmoq-avto) aloqasini ta'minlaydi
(4) Park ta'minoti — PAST park energiya routeri (quvib-tushirish-saqlash-zaryad integratsiyasi)
Tizim arxitekturasi:
SST asosidagi 10kV doimiy ulangan energiya routeri, AC10kV va DC750V portlari bilan, chiqish tomoni batareya saqlash, DC zaryad interfeyslari va DC himoya qurilmalari bilan.
Asosiy konfiguratsiya:
315kW SST shkaf, 976.12kWp quvib-tushirish, 0.5MW/1.3MWh energiya saqlash, 10 ta DC zaryad stantsiyasi.
Qo'llanma qiymati:
Quvib-tushirish ishlab chiqarishi va energiya saqlash peak-shaving arbitraj orqali elektr narxlarini pasaytiradi
Stansiya quvvat talabini pasaytiradi, tarmoq ta'sirini buferlaydi va yaxshi kengaytirish imkoniyatini beradi
Chiqish tomoni "solid-state DC circuit breaker + disconnect switch" kombinatsiyasi saqlash va zaryad stansiyalari uchun xato izolyatsiyasini ta'minlaydi
(5) Quvib-tushirish integratsiyasi — Quvib-tushirish-gidrogen uchun DC/DC energiya routeri
Asosiy parametrlar:
Tavsiya etilgan
