Miten kiinteän aineen muuntaja parantaa älyverkon tehokkuutta?
Kiinteän tilan muuntimet (SST), myös tunnettu nimellä "älymuuntimet", ovat modernit sähkölaitteet, jotka kykenevät tarjoamaan kaksisuuntaista energiavirtaa. Ne integroivat tehokkaita polttoaineohjaimia, ohjauspiirejä ja perinteisiä korkeataajuuden muuntimia, tarjoten monia toimintoja, kuten reaktiviteettikorjausta ja harmonijoiden vaimentamista. SST:t täyttävät laajan kirjon sovellustarpeita, alkaen hajautetusta tuotannosta ja veturiin asti, sähköverkoissa ja teollisissa sähköjärjestelmissä. Niiden sovellukset ulottuvat jännitevaihtoisten lisäksi sujuviin siirtymiin vaihtelevasta AC:stä DC:hen ja DC:stä AC:een. Kuitenkin hajautettu tuotanto on kiinteän tilan muuntimien ensisijainen sovellus.
Perinteisiä muuntimia vastaan kiinteän tilan muuntimet voivat tarjota DC-ulostuloa vaadittujen jännitetasojen mukaan. Tyypillisessä SST:ssä syötejännite muunnetaan korkeataajuudeksi sähköenergian muuntimella ja sen jälkeen se syötetään korkeataajuuden muuntimen ensimmäiseen puoleen. Toisella puolella suoritetaan käänteinen prosessi tuottamaan haluttu AC, DC tai molemmat lataukselle. Korkeataajuuden energiansiirto vähentää huomattavasti muuntimen painoa ja kokoa.
Monet kiinteän tilan muuntimien edut johtuvat tästä koon vähennyksestä. Nykyään perinteisten muuntimien asentaminen ei ole yksinkertaista – huomioon otettavaa on kuljetus, paikan valmistelu, asennus ja siirtokustannukset, jotka kaikki lisäävät projektibudjetteja. Pienempiä ja taloudellisempia kiinteän tilan muuntimia voidaan taas helposti asentaa pienillä aurinkovarmuuskentillä tai säilöissä. Kiinteän tilan laitteiden nopeampi kytkentänopeus mahdollistaa myös energiayhtiöiden paremman hallinnoinnin useista energialähteistä, jotka syöttävät energiaa verkkoon, sillä enemmän muuntimia voidaan käyttää tarkentamaan ja säätämään energian laatua.
Kiinteän tilan muuntimia kutsutaan myös sähköpolttokoneellisiksi muuntimiksi (PET) tai elektronisiksi sähkömuuntimiksi (EPT). Ne ovat älykäsiä laitteita, jotka käyttävät sähköpolttokoneellista muuntoteknologiaa jännitevaihtoisten tasojen muodostamiseen ja energiansiirtoon.
Niiden perusperiaate havainnollistetaan seuraavasti: Ensiksi vahvistusjännite muunnetaan korkeataajuudeksi neliömuodossa sähköpolttokoneellisella muuntimella. Signaali välitetään korkeataajuuden eristysmuuntimella, ja sitten se muunnetaan takaisin vahvistusjännitteeksi toisen sähköpolttokoneellisen muuntimen avulla. Koko prosessi ohjataan ohjaimeen liittyvien sähköpolttokoneellisten kytkentälaitteiden säätämällä.
Tämän toimintaperiaatteen pohjalta kiinteän tilan muuntimien etuja perinteisiä muuntimia vastaan on selvästi nähtävissä:
Korkeataajuuden muuntimien käyttö vahvistusjännitteiden sijaan vähentää huomattavasti kokoa ja painoa.
Asiakkaan puolen reaktiviteettikorjausta, harmonijoiden estämistä, kaksisuuntaisen harmonijoiden levityksen vaimentamista ja tehokkaan energian laadun parantamista voidaan saavuttaa sopivalla ohjauksella.
Se voi poistaa ylijännitteen tai alijännitteen vaikutuksen lähdön puolelta asiakkaan puolelle, varmistamalla vakaiden asiakkaan puolen jännitteen, taajuuden ja aallonmuodon.
Se tarjoaa sekä AC:n että DC:n rajapinnat, mikä helpottaa hajautetun tuotannon verkon integrointia ja DC-lastujen yhdistämistä.
Täysi digitaalinen ohjaus mahdollistaa helposti verkon datan keräämisen ja verkkojen kommunikaation, mikä mahdollistaa energian virtauksen hallinnan. Se voi myös toimia yhteistyössä Joustavan Vaihtelevan Siirtosysteemin (FACTS) kanssa parantaakseen verkon vakautta ja luotettavuutta.
On selvää, että kiinteän tilan muuntimet soveltuvat paremmin älyverkkojen vaatimuksiin ja voivat tehokkaammin täyttää käyttäjien yksilölliset vaatimukset sähköjärjestelmille.
