Com pot millorar un transformador d'estat sòlid l'eficiència de la xarxa intel·ligent?
Els transformadors d'estat sòlid (SST), també coneguts com a "transformadors intel·ligents", són dispositius elèctrics moderns capaços de proporcionar un flux de potència bidireccional. Integren components semiconductors de gran potència, circuits de control i transformadors convencionals d'alta freqüència, oferint múltiples funcions com la compensació de potència reactiva i la supressió d'armòniques. Els SST compleixen una àmplia gamma de necessitats d'aplicació, des de la generació distribuïda fins als llocomotors de tracció, xarxes elèctriques i sistemes de potència industrial. Les seves aplicacions van més enllà de la conversió de tensió, permetent transicions suaus de CA a CC i de CC a CA. No obstant això, la generació distribuïda és l'aplicació principal dels transformadors d'estat sòlid.
A diferència dels transformadors tradicionals, els transformadors d'estat sòlid poden proporcionar una sortida de CC a nivells de tensió requerits. En un SST típic, una tensió d'entrada es converteix en un senyal de CA d'alta freqüència mitjançant un convertidor electrònic de potència i després s'alimenta al costat primari d'un transformador d'alta freqüència. Al costat secundari, es realitza el procés invers per produir les sortides desitjades de CA, CC o ambdues per a la càrrega. La transferència de potència d'alta freqüència reduix significativament el pes i la mida del transformador.
Molts avantatges dels transformadors d'estat sòlid provenen d'aquesta reducció de mida. Avui en dia, instal·lar transformadors convencionals no és una tasca simple—consideracions com el transport, la preparació del lloc, l'instal·lació i els costos de transmissió tots afegeixen al pressupost del projecte. En contrast, els transformadors d'estat sòlid més petits i econòmics es poden instal·lar fàcilment en petites fermes solars o contenidors de magatzem. La velocitat de commutació més ràpida dels dispositius d'estat sòlid també permet a les companyies elèctriques gestionar millor múltiples fonts de potència que alimenten la xarxa, ja que es poden implementar més transformadors per controlar i ajustar la qualitat de la potència.
Els SST també s'anomenen Transformadors Electrònics de Potència (PET) o Transformadors Electrònics de Potència (EPT). Són dispositius intel·ligents que utilitzen tecnologia de conversió electrònica de potència per aconseguir la transformació del nivell de tensió i la transmissió de potència.
El seu principi bàsic es il·lustra de la següent manera: primer, un senyal de CA de freqüència de potència es converteix en un senyal quadrat d'alta freqüència mitjançant un convertidor electrònic de potència. El senyal es transmet a través d'un transformador d'isolació d'alta freqüència, després es converteix de nou en un senyal de CA de freqüència de potència mitjançant un altre convertidor electrònic de potència. Aquest procés sencer està controlat ajustant els dispositius de commutació electrònica de potència mitjançant un controlador.
Basant-se en aquest principi de funcionament, els avantatges dels transformadors d'estat sòlid sobre els transformadors tradicionals són evidents:
L'ús de transformadors d'alta freqüència en lloc de transformadors de freqüència de potència redueix significativament la mida i el pes.
Amb el control adequat, el costat d'entrada pot aconseguir un factor de potència unitari, absorint la potència reactiva del costat de la càrrega, bloquejant les corrents harmòniques, suprimint la propagació harmònica bidireccional i millorant eficientment la qualitat de la potència.
Pot eliminar l'impacte de la sobretensió o subtensió del costat de la font sobre la tensió del costat de la càrrega, assegurant una magnitud, freqüència i forma d'ona estable de la tensió del costat de la càrrega.
Disposa d'interfícies de CA i CC, facilitant la integració de la xarxa de sistemes de generació distribuïda i la connexió de càrregues de CC.
El control total digital permet la recol·lecció fàcil de dades de la xarxa i la comunicació en xarxa, permetent el control del flux de potència. També pot treballar en coordinació amb els sistemes de transmissió AC flexible (FACTS) per augmentar la estabilitat i fiabilitat de la xarxa.
Clarament, els transformadors d'estat sòlid estan més ben adaptats per complir els requisits de les xarxes intel·ligents i poden satisfacer més efectivament les demandes personalitzades dels usuaris per als sistemes de potència.
