Adaptiivinen sulkuvalvonta-ratkaisu Indonesian vuoristoista geotermillisille voimaloille: Verkon resilienssin vahvistaminen äärimmäisissä ympäristöissa

Projektin tausta

Indonesiassa on noin 40 % maailman geotermisistä varannoista, ja geoterminen sähköntuotannon potentiaali on 23–28 GW. Kuitenkin vuoteen 2022 mennessä vain noin 2,3 GW oli kehitetty. Hallitus pyrkii saavuttamaan 5 000 MW asennettua kapasiteettia vuoteen 2025 mennessä, mutta se kohtaa useita haasteita:

1. ​Verkon vakauden ongelmat: Geotermiset laitokset sijaitsevat pääasiassa syrjäisillä tulivuoreilla (esim. Sumatra, Java), missä yleisiä ovat maanjäristykset ja maanalaiset liikkeet, jotka aiheuttavat vahinkoja siirtolinjoille. ​Perinteiset uudelleensuljet​ kamppailevat korkeiden sijainniongelmien (3–5 kertaa enemmän kuin tavallisissa verkoissa) kanssa eivätkä pysty estämään kaskadevaikutuksia.
2. ​Korroosioaltis toimintaympäristö: Geotermiset nestemat saavuttavat lämpötilan 275–330 °C ja sisältävät korroosiohautavia kaasuja (esim. H₂S), mikä nopeuttaa ​uudelleensuljet​ komponenttien romahdusta 60 % verrattuna perinteisiin paikkoihin.
3. ​Verkon yhteensopivuuden rajoitukset: Perinteiset ​uudelleensuljet​ reagoivat hitaasti (>2 sekuntia) eivätkä sovellu geotermisten laitosten "eristettyyn toimintaan", mikä aiheuttaa sammumisia, jotka maksavat jokaista laitosta kohden 1,2 miljoonaa dollaria vuodessa.

Nämä rajoitteet vaativat ​mukautettuja uudelleensulkujärjestelmiä​, jotta kansalliset kapasiteettitavoitteet voidaan saavuttaa.

Ratkaisu

Indonesian geotermisten laitosten ainutlaatuisiin olosuhteisiin vastaamiseksi seuraava ​uudelleensulkujärjestelmä​ integroi erikoistunutta insinööritaitoa:

1. ​Korkean lämpötilan ja korroosiokestävän uudelleensuljen suunnittelu:
• ​Ytimkomponenttien parantaminen: ​Uudelleensulje​n tyhjiökatkaisimet ja silikoniruuminen komposiitti kestävät 150 °C:n lämpötilan ja H₂S:n korroosion, kaksinkertaistamalla elinkaaren verrattuna standardiyksiköihin.
• ​Suljettu jähdytysrakenne: ​Uudelleensulje​ sisältää ilmajäähdytys- ja vaihekuvausmateriaalin (PCM) jähdyttää lämpöä >50 °C:n ympäristöissä, estäen lämpöjohtuvaa epäonnistumista.
2. ​Mukautettu suojalogiikka uudelleensuljeille:
• ​Monimuotoinen uudelleensulkustrategia:
• Tilapäiset sijainniongelmat: ​Uudelleensulje​ suorittaa ensimmäisen uudelleensulkemisen 0,1 sekunnissa (minimoimalla sammumisia).
• Pysyvät sijainniongelmat: ​Uudelleensulje​ lukitsee ulos ja käynnistää mikroverkon yhdistämisen eristettyyn toimintaan.
• ​Sijainniongelman tarkkuus: ​Uudelleensuljet​ matkavälin mittaamisella vähentävät sijainnin virheen ≤50 metriin, pienentäen tarkastusaikaa 40 %.
3. ​Älyverkon yhteensopiva uudelleensulkutoiminto:
• ​Kaksipuolinen lähdevaihto: ​Uudelleensuljet​ synkronoivat kaasuturbiinien/energiavarastojen kanssa, palauttamalla sähkö 0,5 sekunnissa verkon epäonnistuessa.
• ​Etävalvonta: Reaaliaikainen seuranta ​uudelleensuljet​n tilaa ja ympäristöparametreja (maaperän kosteus, H₂S) saavuttaa >95 % varoitus tarkkuuden.
4. ​Paikallinen uudelleensuljetusten käyttöönotto:
• ​Modulaarinen suunnittelu: ​Uudelleensuljet​ puretaan kuljetusta varten syrjäisiin vuorelle sijoittuviin paikkoihin, vähentäen asennusaikaa 50 %.
• ​Yhteishuolto: PLN-yhteistyökumppaneiden varaosavarastot takaa <4 tunnin ​uudelleensuljet​n ongelmareagoinnin.

Saavutetut tulokset

Edistyneet uudelleensuljet saavuttivat läpimurtoja luotettavuuden parannuksessa Indonesian äärimmäisissä geotermeissä olosuhteissa, käsitellen suoraan verkon epävakauden haasteita. Tärkeimmät tulokset olivat:

• Elinkaaren kaksinkertaistaminen: Korkean lämpötilan/korroosiokestävät suunnitelmat kaksinkertaistivat uudelleensuljetusten toiminnan elinkaaren verrattuna perinteisiin yksiköihin.
• Sijainniongelman sammumisten vähentäminen: Monimuotoinen uudelleensulkemislogiikka vähensi tilapäisten sijainniongelmien sammumisia 90 % nopeilla 0,1 sekunnin vastausajoilla.
• Tarkastuseffektiivisyys: Parannettu matkavälin sijainniongelman tarkkuus (≤50 m) vähensi verkon tarkastusaikoja 40 %, estäen kaskadevaikutuksia.
• Verkon vakaus: Uudelleensuljet mahdollistivat sileän eristetyn toiminnan pysyvien sijainniongelmien aikana, lisäämällä yleistä verkon luotettavuutta 80 % koordinoidulla mikroverkon vaihdolla (<0,5 sekunnin palautus).
• Toiminnan käytettävyys: Etävalvonnan (>95 % varoitus tarkkuus) ja paikallisen huollon (<4 tunnin vastaus) tueksi uudelleensuljet saavuttivat >99 % käytettävyyttä vulkaanialueilla, kiihdyttäen Indonesian geotermisen kapasiteetin laajentumista.