Hvordan forbedrer en fasttilstandstransformator effektiviteten af smarte net?

Fasttræffere (SST), også kendt som "smarte transformatorer", er moderne elektriske enheder, der kan levere tovejs strøm. De integrerer højspændings halvlederkomponenter, styrekanter og konventionelle højfrekvens-transformatorer, hvilket giver flere funktioner som reaktiv effektkompensation og harmonisuppression. SST opfylder en bred vifte af anvendelsesbehov, fra decentral generering til traktion lokomotiver, kraftnet, og industrielle strømsystemer. Deres anvendelser strækker sig ud over spændingsoverførsel, gør det muligt for glatte overgange fra AC til DC og fra DC til AC. Dog er decentral generering den primære anvendelse af fasttræffere.

I modsætning til traditionelle transformatorer kan fasttræffere give DC-output på de ønskede spændingsniveauer. I en typisk SST omdannes et inputspænding til et højfrekvent AC-signal via en styrings-elektronisk konverter og derefter ført ind i den primære side af en højfrekvens-transformator. På den sekundære side udføres den omvendte proces for at producere det ønskede AC, DC eller begge output for belastningen. Højfrekvent strømoverførsel reducerer betydeligt transformatorens vægt og størrelse.

Mange fordele ved fasttræffere skyldes denne reduktion i størrelse. I dag er installation af konventionelle transformatorer ikke en simpel opgave - overvejelser som transport, lokalitetsforberedelse, installation og transmissionsomkostninger øger alle projektbudgettet. I modsætning hermed er mindre og mere kosteffective fasttræffere nemmere at installere i små solceller eller lagringscontainer. Den hurtigere skift-hastighed af fasttilstandsenheder giver også forsyningsvirksomheder bedre mulighed for at administrere flere strømkilder, der føder ind i netværket, da flere transformatorer kan installeres for at kontrollere og finejustere strømkvalitet.

SST'er kaldes også Power Electronic Transformers (PET) eller Electronic Power Transformers (EPT). De er intelligente enheder, der bruger styrings-elektronisk konverteringsteknologi til at opnå transformation af spændingsniveauer og strømoverførsel.

Deres grundlæggende princip illustreres som følger: Først omdannes et netfrekvent AC-signal til et højfrekvent kvadratbølgeformet signal af en styrings-elektronisk konverter. Signalet sendes gennem en højfrekvens-isolations-transformator, derefter omdannes det tilbage til et netfrekvent AC-signal af en anden styrings-elektronisk konverter. Dette hele proces styres ved at justere styrings-elektroniske skifterenheder via en styreenhed.

Baseret på dette arbejdssæd, er fordelene ved fasttræffere i forhold til traditionelle transformatorer tydelige:

• Brugen af højfrekvens-transformatorer i stedet for netfrekvens-transformatorer reducerer betydeligt størrelse og vægt.

• Med passende kontrol kan input-siden opnå enhedens effekt faktor, absorbere reaktiv effekt fra last-siden, blokere harmoniske strømme, supprimere tovejs harmonisk propagation, og effektivt forbedre strømkvaliteten.

• Den kan eliminere effekten af overspænding eller underspænding på kilde-siden på last-siden spænding, sikrer stabil last-side spænding størrelse, frekvens og bølgens form.

• Det har AC og DC grænseflader, hvilket gør det lettere at integrere decentral genereringssystemer i netværket og tilslutning af DC-last.

• Fuldt digital kontrol gør det let at samle netdata og netkommunikation, tillader strømflow kontrol. Det kan også arbejde sammen med Flexible AC Transmission Systems (FACTS) for at forbedre netstabilitet og -sikkerhed.

Klar, fasttræffere er bedre egnet til at opfylde kravene til smarte net og kan mere effektivt opfylde brugernes personlige behov for strømsystemer.