Πώς βελτιώνει ένα στερεόστατο μετατροπέα την αποδοτικότητα ενός νοηματικού δικτύου;

Οι στερεοί μετατροπείς (SST), επίσης γνωστοί ως "έξυπνοι μετατροπείς," είναι σύγχρονα ηλεκτρικά συστήματα που είναι ικανά να παρέχουν δίδρομη ροή ενέργειας. Ολοκληρώνουν υψηλό-δυναμικά σεμικανικά συστατικά, κυκλώματα ελέγχου και συμβατικούς υψηλής συχνότητας μετατροπείς, προσφέροντας πολλαπλές λειτουργίες όπως αντιστάθμιση ανενεργής ενέργειας και καταστολή αρμονικών. Οι SSTs εξυπηρετούν ευρεία φάσμα αναγκών εφαρμογών, από την κατανεμημένη παραγωγή έως τα εκτόξευτρα, τους ηλεκτρικούς δικτυακούς συστήματα και τα βιομηχανικά συστήματα ενέργειας. Οι εφαρμογές τους εκτείνονται πέρα από τη μετατροπή τάσης, επιτρέποντας μαλακές μεταβολές από CA σε CD και από CD σε CA. Ωστόσο, η κατανεμημένη παραγωγή είναι η κύρια εφαρμογή των στερεών μετατροπέων.

Σε αντίθεση με τους παραδοσιακούς μετατροπείς, οι στερεοί μετατροπείς μπορούν να παρέχουν εξόδους DC στα απαιτούμενα επίπεδα τάσης. Σε έναν τυπικό SST, μια εισερχόμενη τάση μετατρέπεται σε σήμα AC υψηλής συχνότητας μέσω ενός μετατροπέα ενεργειακής ηλεκτρονικής και στη συνέχεια δίνεται στην πρωτεύουσα πλευρά ενός μετατροπέα υψηλής συχνότητας. Στη δευτερεύουσα πλευρά, εκτελείται ο αντίστροφος διαδικασία για την παραγωγή του επιθυμητού CA, CD ή και των δύο εξόδων για το φορτίο. Η μεταφορά ενέργειας υψηλής συχνότητας μειώνει σημαντικά το βάρος και το μέγεθος του μετατροπέα.

Πολλά πλεονεκτήματα των στερεών μετατροπέων πηγάζουν από αυτή τη μείωση του μεγέθους. Σήμερα, η εγκατάσταση παραδοσιακών μετατροπέων δεν είναι απλή υπόθεση - θεωρήσεις όπως ο μεταφορικός, η προετοιμασία τόπου, η εγκατάσταση και οι δαπάνες μεταφοράς προστίθενται στον προϋπολογισμό του έργου. Αντίθετα, οι μικρότεροι και πιο οικονομικά αποδοτικοί στερεοί μετατροπείς μπορούν να εγκατασταθούν εύκολα σε μικρά ηλιακά πάρκα ή σε συσκευασίες αποθήκευσης. Η ταχύτερη ταχύτητα καταστροφής των στερεών συστημάτων επίσης επιτρέπει στις επιχειρήσεις ηλεκτρισμού να διαχειρίζονται καλύτερα πολλαπλές πηγές ενέργειας που προσφέρονται στο δίκτυο, καθώς μπορούν να εγκατασταθούν περισσότεροι μετατροπείς για τον έλεγχο και την εξακρίβωση της ποιότητας της ενέργειας.

Οι SSTs είναι επίσης γνωστοί ως Power Electronic Transformers (PET) ή Electronic Power Transformers (EPT). Είναι έξυπνα συστήματα που χρησιμοποιούν τεχνολογία μετατροπής ενεργειακής ηλεκτρονικής για την επίτευξη μετατροπής επιπέδων τάσης και μεταφοράς ενέργειας.

Το βασικό τους αρχή είναι η εξής: Πρώτα, ένα σήμα AC παραδοσιακής συχνότητας μετατρέπεται σε σήμα τετραγωνικού κύματος υψηλής συχνότητας από έναν μετατροπέα ενεργειακής ηλεκτρονικής. Το σήμα μεταφέρεται μέσω ενός μετατροπέα απομόνωσης υψηλής συχνότητας, και στη συνέχεια μετατρέπεται ξανά σε σήμα AC παραδοσιακής συχνότητας από άλλον μετατροπέα ενεργειακής ηλεκτρονικής. Αυτός ο ολόκληρος διαδικασία ελέγχεται προσαρμόζοντας τα σεμικανικά συστατικά ενεργειακής ηλεκτρονικής μέσω ενός ελεγκτή.

Βασιζόμενοι σε αυτή τη λειτουργία, τα πλεονεκτήματα των στερεών μετατροπέων έναντι των παραδοσιακών μετατροπέων είναι εμφανή:

• Η χρήση μετατροπέων υψηλής συχνότητας αντί για μετατροπές παραδοσιακής συχνότητας μειώνει σημαντικά το μέγεθος και το βάρος.

• Με κατάλληλο έλεγχο, η πλευρά εισόδου μπορεί να επιτευχθεί μοναδικό παράγοντα δύναμη, να απορροφήσει ανενεργή δύναμη από την πλευρά του φορτίου, να αποκλείσει αρμονικές ροές, να καταστολήσει τη διπλή προπάγηση αρμονικών και να βελτιώσει αποτελεσματικά την ποιότητα της ενέργειας.

• Μπορεί να εξαλείψει την επίδραση υπερτάσης ή υποτάσης στην πλευρά της πηγής στην τάση της πλευράς του φορτίου, διασφαλίζοντας σταθερή μέγεθος, συχνότητα και μορφή τάσης στην πλευρά του φορτίου.

• Διαθέτει διασυνδέσεις AC και DC, επιτρέποντας την εύκολη ολοκλήρωση των συστημάτων κατανεμημένης παραγωγής στο δίκτυο και τη σύνδεση φορτίων DC.

• Ο πλήρης ψηφιακός έλεγχος επιτρέπει την εύκολη συλλογή δεδομένων δικτύου και την επικοινωνία δικτύου, επιτρέποντας τον έλεγχο της ροής ενέργειας. Μπορεί επίσης να συνεργαστεί με τα Flexible AC Transmission Systems (FACTS) για την ενίσχυση της σταθερότητας και της αξιοπιστίας του δικτύου.

Είναι σαφές ότι οι στερεοί μετατροπείς είναι καλύτερα εξοπλισμένοι για να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις των έξυπνων δικτύων και μπορούν να εξυπηρετήσουν πιο αποτελεσματικά τις προσωποποιημένες απαιτήσεις των χρηστών για τα συστήματα ενέργειας.