Como mellora un transformador de estado sólido a eficiencia da rede intelixente

As transformadores de estado sólido (SST), tamén coñecidas como "transformadores inteligentes", son dispositivos eléctricos modernos capaces de proporcionar un flujo de potencia bidireccional. Integran componentes semiconductores de alta potencia, circuitos de control e transformadores convencionais de alta frecuencia, ofrecendo múltiples funcións como a compensación de potencia reactiva e a supresión de armónicos. As SSTs satisfacen un amplio rango de necesidades de aplicación, desde a xeración distribuída ata locomotoras de tracción, redes eléctricas e sistemas industriais de potencia. As súas aplicacións van máis aló da conversión de tensión, permitindo transiciones suaves dende AC a DC e dende DC a AC. No entanto, a xeración distribuída é a aplicación principal das transformadoras de estado sólido.

Ao contrario que os transformadores tradicionais, as transformadoras de estado sólido poden proporcionar saída en CC aos niveis de tensión requeridos. Nuna SST típica, unha tensión de entrada converte-se nunha señal de AC de alta frecuencia mediante un convertidor electrónico de potencia e despois alimentase ao lado primario dun transformador de alta frecuencia. No lado secundario, realiza-se o proceso inverso para producir as saídas desexadas de AC, DC ou ambas para a carga. A transferencia de potencia de alta frecuencia reduce significativamente o peso e o tamaño do transformador.

Moitas das vantaxes das transformadoras de estado sólido derivan desta redución de tamaño. Actualmente, instalar transformadores convencionais non é unha tarefa simple—consideracións como o transporte, a preparación do terreo, a instalación e os custos de transmisión todos engaden aos orzamentos dos proxectos. En contraste, as transformadoras de estado sólido máis pequenas e económicas poden instalarse facilmente en pequenas granxas solares ou contedores de almacenamento. A velocidade de conmutación máis rápida dos dispositivos de estado sólido tamén permite ás compañías de servizos públicos xestionar mellor múltiples fuentes de potencia que se alimentan á rede, xa que se poden implantar máis transformadores para controlar e afinar a calidade da potencia.

As SSTs tamén son coñecidas como Transformadores Electrónicos de Potencia (PET) ou Transformadores Electrónicos de Potencia (EPT). Son dispositivos intelixentes que utilizan tecnoloxía de conversión electrónica de potencia para lograr a transformación de niveis de tensión e a transmisión de potencia.

O seu principio básico ilustrase do seguinte xeito: Primeiro, unha señal de AC de potencia de frecuencia estándar convértese nunha onda cadrada de alta frecuencia por un convertidor electrónico de potencia. A señal transmítese a través dun transformador de alta frecuencia de isolamento, e despois volve a converterse nunha señal de AC de potencia de frecuencia estándar por outro convertidor electrónico de potencia. Este proceso completo controlase axustando os dispositivos de conmutación electrónica de potencia mediante un controlador.

Basándonos neste principio de funcionamento, as vantaxes das transformadoras de estado sólido sobre os transformadores tradicionais son evidentes:

• O uso de transformadores de alta frecuencia en lugar de transformadores de frecuencia de potencia reduce significativamente o tamaño e o peso.

• Con un control adecuado, o lado de entrada pode lograr un factor de potencia unitario, absorber potencia reactiva do lado de carga, bloquear correntes armónicas, suprimir a propagación bidireccional de harmónicos e mellorar eficazmente a calidade da potencia.

• Pode eliminar o impacto da sobretensión ou subtensión no lado da fonte na tensión do lado de carga, asegurando unha magnitude, frecuencia e forma de onda estables no lado de carga.

• Dispón de interfaces AC e DC, facilitando a integración da rede de sistemas de xeración distribuída e a conexión de cargas en DC.

• O control totalmente dixital permite a recollida fácil de datos da rede e a comunicación en rede, permitindo o control do fluxo de potencia. Tamén pode traballar en coordinación cos Sistemas de Transmisión Alternativa Flexible (FACTS) para aumentar a estabilidade e a fiabilidade da rede.

Claramente, as transformadoras de estado sólido están mellor adaptadas para satisfacer os requisitos das redes intelixentes e poden satisfacer de maneira máis eficaz as demandas personalizadas dos usuarios para os sistemas de potencia.