Adaptivna rešenja za ponovno zatvaranje za indonezijske vulkanske geotermalne elektrane: Poboljšanje otpornosti mreže u ekstremnim uslovima

Позадина на проектот

Индонезија располага со приближно 40% од геотермалните ресурси во светот, со потенцијал за производство на енергија од 23–28 GW. Меѓутоа, до 2022 година, само околу 2,3 GW беа развиени. Владата сака да постигне инсталирана капацитет од 5.000 MW до 2025 година, но се соочува со многу предизвици:

1. ​Проблеми со стабилноста на мрежата: Геотермалните планини веќе се наоѓаат во отдалечени вулканични зони (на пример, Суматра, Јава), каде што честите геолошки активности предизвикуваат повреди на преносните линии поради земјотреси и обрушувања. ​Стандардните рекловери​ имаат тешкотии со високи стапки на грешки (3–5× поголеми од стандардните мрежи) и не успеваат да спречат каскадни прекини.
2. ​Корозивна работна средина: Геотермалните течности достигнуваат температури од 275–330°C и содржат корозивни гасови (на пример, H₂S), што убрза деградацијата на компонентите на ​рекловерите​ за 60% во споредба со стандардните локации.
3. ​Ограничувања на компатибилноста со мрежата: Стандардните ​рекловери​ имаат скроена временска реакција (>2 секунди) и недостасува адаптивна логика за потребите на геотермалните планини за „островски операции“, што предизвикува прекини кои ја цената $1,2M годишно во изгубена производство на енергија по планина.

Овие ограничувања бараат ​специфични решенија за рекловери​ за да се постигнат националните цели за капацитет.

Решение

За да се надомести единствените услови на индонезиските геотермални планини, следниве ​системи за рекловери​ вклучуваат специјализирана инженерска работа:

1. ​Дизајн на рекловери одговорни на високи температури и корозија:
• ​Подобрување на главните компоненти: Вакуумските прекинувачи и силиконските гумени композити на ​рекловерите​ можат да издразнеат амбиентни температури од 150°C и корозија од H₂S, подвојувајќи жизнен период во споредба со стандардните единици.
• ​Затворена структура за хладење: Рекловерите интегрираат воздухно хладење + материја за фазна промена (PCM) за да дисипираат топлина во >50°C околина, спречувајќи термални повреди.
2. ​Адаптивна протектна логика за рекловери:
• ​Многомодална стратегија за повторно затворање:
• Транзитивни грешки: ​Рекловерите​ извршуваат првото повторно затворање во рамки од 0,1 секунди (минимизирајќи прекини).
• Постојано повреди: ​Рекловерите​ се блокираат и активираат микрогрид интерконекција за островски операции.
• ​Точност на локацијата на грешката: Рекловерите со патување на волни намалуваат грешката на локацијата до ≤50 метри, намалувајќи времето за инспекција за 40%.
3. ​Функции на рекловери совместими со умна мрежа:
• ​Превключување на двојни извори: Рекловерите се синхронизираат со гасни турбини/складирање на енергија, враќајќи ја енергијата во рамки од 0,5 секунди во случај на прекини во мрежата.
• ​Удалено пратење: Реално време пратење на состојбата на рекловерите и околинските параметри (влажност на почвата, H₂S) постигнува точност на предупредување >95%.
4. ​Локализирана применување на рекловери:
• ​Модуларен дизајн: Рекловерите се демонтираат за превоз до отдалечени планински локации, намалувајќи времето за инсталација за 50%.
• ​Соединето одржување: Депоти за резервни делови во соработка со PLN осигуруваат <4-часов одговор на грешките на рекловерите.

Постигнати резултати

Напредните рекловери постигнаа значаен напредок во надежноста во екстремните геотермални околини во Индонезија, директно надоместувајќи предизвиците со стабилноста на мрежата. Клучните исходи вклучуваат:

• Подвојување на жизнен период: Дизајнот одговорен на високи температури и корозија подвоји живеењето на рекловерите во споредба со стандардните единици.
• Намалување на прекини поради грешки: Адаптивната многомодална логика за повторно затворање намали прекините поради транзитивни грешки за 90% со брз одговор во 0,1 секунди.
• Ефикасност на инспекцијата: Подобрената точност на локацијата на грешката со патување на волни (≤50m) намали времето за инспекција на мрежата за 40%, спречувајќи каскадни прекини.
• Стабилност на мрежата: Рекловерите овозможија беспрекинута островска операција во случај на постојана грешка, подигнувајќи целокупната надежност на мрежата за 80% низ координирани микрогрид превключувања (<0,5-секундно враќање).
• Оперативна доступност: Поддржани со удален пратење (>95% точност на предупредување) и локализирано одржување (<4-часов одговор), рекловерите постигнаа >99% достапност низ вулканичките зони, забрзувајќи го ширењето на геотермалната капацитет на Индонезија.