Jak transformator przenośnikowy poprawia efektywność inteligentnej sieci energetycznej
Tłumaczenie: Przekształtniki stanu stałego (SST), znane również jako "inteligentne przekształtniki", to nowoczesne urządzenia elektryczne zdolne do zapewnienia dwukierunkowego przepływu mocy. Integrują one wysokomocne komponenty półprzewodnikowe, obwody sterujące i konwencjonalne wysokoczęstotliwościowe przekształtniki, oferując wiele funkcji, takich jak kompensacja mocy biernych i tłumienie harmonicznych. SST spełniają szeroki zakres potrzeb aplikacyjnych, od rozproszonej generacji po lokomotywy trakcyjne, sieci energetyczne i systemy zasilania przemysłowe. Ich zastosowania wykraczają poza konwersję napięcia, umożliwiając płynne przejścia z prądu przemiennego na stały i z prądu stałego na przemienny. Jednak podstawowym zastosowaniem przekształtników stanu stałego jest rozproszona generacja.
W odróżnieniu od tradycyjnych przekształtników, przekształtniki stanu stałego mogą dostarczać wyjście DC w wymaganych poziomach napięcia. W typowym SST napięcie wejściowe jest przekonwertowane na sygnał AC wysokiej częstotliwości za pomocą przetwornika elektronicznego mocy, a następnie podawane do strony pierwotnej wysokoczęstotliwościowego przekształtnika. Na stronie wtórnej wykonuje się odwrotny proces, aby uzyskać żądane wyjście AC, DC lub oba dla obciążenia. Przenoszenie mocy wysokiej częstotliwości znacznie zmniejsza wagę i rozmiar przekształtnika.
Wiele zalet przekształtników stanu stałego wynika z tego zmniejszenia rozmiaru. Dziś instalacja konwencjonalnych przekształtników nie jest prostym zadaniem – należy uwzględnić takie kwestie jak transport, przygotowanie miejsca, montaż i koszty transmisji, które dodatkowo zwiększają budżety projektów. W przeciwieństwie do nich, mniejsze i bardziej ekonomiczne przekształtniki stanu stałego mogą być łatwo zainstalowane w małych farmach słonecznych lub kontenerach magazynowych. Szybsza prędkość przełączania urządzeń stanu stałego umożliwia także firmom energetycznym lepsze zarządzanie wieloma źródłami mocy podłączonymi do sieci, ponieważ więcej przekształtników może być wdrożonych do kontrolowania i dokładnego regulowania jakości mocy.
Przekształtniki stanu stałego są również nazywane przekształtnikami elektronicznymi mocy (PET) lub elektronicznymi przekształtnikami mocy (EPT). Są to inteligentne urządzenia, które wykorzystują technologię konwersji elektronicznej mocy do osiągnięcia transformacji poziomów napięcia i transmisji mocy.
Ich podstawowy zasada działania jest następująca: Najpierw sygnał AC częstotliwości sieciowej jest przekonwertowany na kwadratowy sygnał wysokiej częstotliwości przez przetwornik elektroniczny mocy. Sygnał jest przesyłany przez wysokoczęstotliwościowy izolacyjny przekształtnik, a następnie ponownie przekonwertowany na sygnał AC częstotliwości sieciowej przez inny przetwornik elektroniczny mocy. Cały ten proces jest kontrolowany poprzez regulację urządzeń przełączających elektroniki mocy za pomocą kontrolera.
Na podstawie tej zasady działania, przewagi przekształtników stanu stałego nad tradycyjnymi przekształtnikami są oczywiste:
Użycie wysokoczęstotliwościowych przekształtników zamiast przekształtników częstotliwości sieciowej znacznie zmniejsza rozmiar i wagę.
Z odpowiednią kontrolą, strona wejściowa może osiągnąć jednostkowy współczynnik mocy, absorbować moc bierną ze strony obciążenia, blokować prądy harmoniczne, tłumić dwukierunkową propagację harmonicznych i skutecznie poprawiać jakość mocy.
Może eliminować wpływ nadnapięcia lub niedonapięcia ze strony źródła na napięcie ze strony obciążenia, zapewniając stabilną amplitudę, częstotliwość i kształt fali napięcia ze strony obciążenia.
Posiada interfejsy AC i DC, ułatwiające integrację systemów rozproszonej generacji z siecią oraz podłączenie obciążeń DC.
Pełna kontrola cyfrowa umożliwia łatwe zbieranie danych sieciowych i komunikację sieciową, umożliwiając kontrolę przepływu mocy. Może również współpracować z elastycznymi systemami transmisji napędu przemiennego (FACTS), aby zwiększyć stabilność i niezawodność sieci.
Jest jasne, że przekształtniki stanu stałego są lepiej przystosowane do spełniania wymagań inteligentnych sieci energetycznych i mogą bardziej skutecznie zaspokajać indywidualne potrzeby użytkowników w zakresie systemów zasilania.
