Kuidas tahvelvahetaja parandab tehisvõrgu efektiivsust?

Tõkestatud olekus olevad transformatord (SST), mida nimetatakse ka "intellektuaalseteks transformatorksi", on modernised elektriseadmed, mis suudavad pakkuda kaksiksuunalist võimsust. Nad integreerivad tugevatele semikonduktorite komponentide, juhtimiskihte ja traditsioonilisi kõrge sagedusega transformatoreid, pakkudes mitmeid funktsioone nagu reaktiivvõimu kompenseerimine ja harmonikute takistamine. SST-d vastavad laia valikut vajadustele, alates hajusel tootmiselt rongide vedurite, elektrivõrkude ja tööstuslike energiasüsteemide kuni. Nende rakendused ulatuvad lihtsalt pingetehingu üle, võimaldades sileda ülemineku AC-st DC-le ja DC-st AC-ks. Kuid hajusel tootmine on soliidse olekuga transformatorite peamisim rakendus.

Erinevalt traditsioonilistest transformatortest, saavad soliidse olekuga transformatorid anda välja DC pingi nõutavatel tasemetel. Tavalises SST-s muudetakse sisendpinge kõrge sagedusega AC signaaliks läbi võimsuselektronilise teisendaja ja seejärel viiakse see kõrge sagedusega transformaatori primäärsesse külg. Sekundaarses külg esitatakse vastandprotsess, et luua soovitud AC, DC või mõlemad väljundid koormusele. Kõrge sagedusega võimsusteisendus oluliselt vähendab transformaatori kaalu ja suurust.

Paljud soliidse olekuga transformaatorite eelised tulenevad sellest suuruse vähendamisest. Tänapäeval ei ole traditsiooniliste transformatorte paigaldada lihtne ülesanne - transport, paigaldusala ettevalmistamine, paigaldamine ja edastamiskulud kõik lisavad projektide eelarveid. Vastupidiselt, väiksemad ja odavamad soliidse olekuga transformatord saavad lihtsasti paigaldada väikestesse päikeseparkidesse või säilituskonteineritesse. Soliidse olekuga seadmete kiirem lülitumine võimaldab elektriüksustel paremini hallata mitmeid võimsusallikaid, mis kannevad energia võrgu, kuna rohkem transformatoreid saab kasutada kontrolli- ja täpsustamiseks võimsuse kvaliteeti.

SST-de tuntakse ka kui võimsuselektronilisi transformatoreid (PET) või elektronilisi võimsuse transformatoreid (EPT). Need on intellektuaalsed seadmed, mis kasutavad võimsuselektronilist teisendusteknoloogiat, et saavutada pingetaseme teisendust ja võimsuse edastamist.

Nende põhiline printsiip on järgmine: Esiteks teisendatakse võimsussagedusega AC signaal kõrge sagedusega ruutsignaaliks võimsuselektronilise teisendaja kaudu. Signaal edastatakse kõrge sagedusega eraldustransformatori kaudu, siis teisendatakse see uuesti võimsussagedusega AC signaaliks teise võimsuselektronilise teisendaja kaudu. See kogu protsess reguleeritakse, kontrolleriga määramälla võimsuselektroniliste lüliturite.

Sellisel tööpõhimõttel põhinevatel solid-state transformatortel on selged eelised traditsiooniliste transformatortega võrreldes:

• Kõrge sagedusega transformatortega, mitte võimsussagedusega transformatortega, saab oluliselt vähendada suurust ja kaalu.

• Sobiva kontrolliga saab sisendpooltel saavutada ühiku võimsusfaktori, absorbida reaktiivvõimu koormuse poolt, blokeerida harmoonilisi ströime, takistada kaksiksuunalist harmoonilise levikut ja tõhusalt parandada võimsuse kvaliteeti.

• See suudab elimineerida ülevoolu või allavoolu mõju allikapoolt koormusepingile, tagades stabiilse koormusepingi suuruse, sageduse ja lainekuju.

• See pakub AC ja DC liideseid, mis hõlbustab hajusel toodetavaid süsteeme võrgu integreerimist ja DC koormuste ühendamist.

• Täielik digitaalne kontroll võimaldab lihtsa võrguandmete kogumise ja võrgukommunikatsiooni, lubades võimsusevooma kontrolli. See võib ka koos Flexibile AC Transmission Systems (FACTS) töötada, et parandada võrgu stabiilsust ja usaldusväärsust.

On selge, et soliidse olekuga transformatord sobivad paremini tänapäeva intelligentssete võrkude nõudmistega ja suudavad tõhusamalt rahuldada kasutajate isiklikke nõudmisi võimsusesüsteemide osas.