Как се подобрува ефикасноста на интелигентната мрежа со тврдотелен трансформатор?

Тврдотелните трансформатори (SST), познати и како „паметни трансформатори“, се современи електрични уреди способни да пружат двосмерен поток на енергија. Интегрираат компоненти од полупроводници со висока моќ, контролни кола и конвенционални трансформатори со висока фреквенција, што им дава многу функции како компензација на реактивна моќ и подолгање на хармонии. SST-овите задоволуваат широк опсег на потреби за применување, од распределена генерација до тракциони локомотиви, електрични мрежи и индустријски системи за енергија. Нивните применувања се прошируваат надвор од конверзијата на напон, овозможувајќи гладки преминувања од AC во DC и од DC во AC. Меѓутоа, распределената генерација е основната примена на тврдотелните трансформатори.

Споредено со традиционалните трансформатори, тврдотелните трансформатори можат да пружат излез на DC на бараените нивоа на напон. Во типичен SST, входниот напон се конвертира во сигнал на висока фреквенција преку конвертер на електроника со моќ и затоа се испорачува на првичната страна на трансформаторот со висока фреквенција. На вторичната страна, се извршува обратниот процес за да се произведе желаниот AC, DC или обојките излези за оптерот. Трансферот на моќ со висока фреквенција значително намалува тежината и големината на трансформаторот.

Многу предности на тврдотелните трансформатори потекнуваат од ова намалување на големина. Денес, инсталирањето на конвенционални трансформатори не е едноставна задача - размислувањата како транспорт, подготвување на место, инсталација и трговски трошоци се додаваат на бюджетот на проектот. Спротивно на тоа, помали и посоодветни тврдотелни трансформатори можат лесно да се инсталираат во малечки сончеви ферми или контейнери за складирање. Бргачкиот превклучувачки брзина на тврдотелните уреди исто така овозможува на компаниите за енергија подобро управување со повеќето извори на моќ кои се внесуваат во мрежата, бидејќи повеќе трансформатори можат да се деплоират за контрола и финишно подесување на квалитетот на моќта.

SST-овите исто така се нарекуваат Power Electronic Transformers (PET) или Electronic Power Transformers (EPT). Тоа се интелигентни уреди кои користат технологија на електроника со моќ за постигнување на трансформација на ниво на напон и пренос на моќ.

Нејзиниот основен принцип е илустриран како следи: Прво, сигналот на моќна фреквенција на AC се конвертира во квадратен сигнал на висока фреквенција преку конвертер на електроника со моќ. Сигналот се испорачува низ трансформатор со висока фреквенција, а потоа се конвертира назад во сигнал на моќна фреквенција на AC преку друг конвертер на електроника со моќ. Целиот овој процес се контролира преку прилагодување на превклучувачките уреди на електрониката со моќ преку контролер.

На основа на овој оперативен принцип, предностите на тврдотелните трансформатори споредено со традиционалните трансформатори се јасни:

• Користењето на трансформатори со висока фреквенција наместо трансформатори со моќна фреквенција значително намалува големината и тежината.

• Со соодветна контрола, на входната страна може да се постигне единичен фактор на моќ, да се апсорбира реактивна моќ од страната на оптерот, да се блокираат хармонични струи, да се подолгат двосмерни хармонични преноси и да се ефективно подобри квалитетот на моќта.

• Може да се елиминира влијанието на преоптоварен напон или недостиг на напон на страната на изворот на напонот на страната на оптерот, осигурувајќи стабилна големина, фреквенција и форма на напонот на страната на оптерот.

• Представува интерфејси за AC и DC, што овозможува лесна интеграција на системите за распределена генерација во мрежата и поврзување на оптерите со DC.

• Полната цифровна контрола овозможува лесно собирање на податоци за мрежата и мрежна комуникација, што овозможува контрола на потокот на моќ. Исто така, може да работи во координација со Флексибилните AC Трансмисиони Системи (FACTS) за подобрување на стабилноста и надежноста на мрежата.

Јасно е дека тврдотелните трансформатори се подобро прилагодени за задоволување на барањата на паметните мрежи и можат поефективно да задоволат персонализираните потреби на корисниците за системи за енергија.