Adaptive Recloser Solution for Indonesia's Volcanic Geothermal Plants: Enhancing Grid Resilience in Extreme Environments د اندونیزیا د آتش فشانی ژئوترمال پلانټونو لپاره سازگار ریکلوزر حل: د شدید ماحولونو کې شبکه استحکام ترلاسه کول

پروژه پیشینه

اندونزی تقریباً ۴۰٪ از منابع ژئوترمال جهان را داراست، با پتانسیل تولید برق ژئوترمال ۲۳-۲۸ گیگاوات. با این حال، تا سال ۲۰۲۲ فقط حدود ۲.۳ گیگاوات توسعه یافته است. دولت قصد دارد تا سال ۲۰۲۵ ظرفیت نصب شده ۵,۰۰۰ مگاوات را به دست آورد اما با چالش‌های متعددی مواجه است:

1. ​مسائل پایداری شبکه: نیروگاه‌های ژئوترمال عمدتاً در مناطق آتشفشانی دوردست (مانند سوماترا، جاوا) واقع شده‌اند که فعالیت‌های زمین‌شناسی مداوم به دلیل زلزله و لغزش خاک باعث آسیب به خطوط انتقال می‌شود. ​ریکلوسرهای معمولی​ با نرخ خرابی بالا (۳-۵ برابر بیشتر از شبکه‌های استاندارد) نمی‌توانند از خاموشی‌های پیاپی جلوگیری کنند.
2. ​محیط عملیاتی خوردگی‌زا: مایعات ژئوترمال به دمای ۲۷۵-۳۳۰ درجه سانتیگراد می‌رسند و گازهای خوردگی‌زا (مانند H₂S) دارند که باعث تسریع خرابی اجزای ​ریکلوسر​ تا ۶۰٪ نسبت به مکان‌های معمولی می‌شوند.
3. ​محدودیت‌های سازگاری شبکه: ریکلوسرهای استاندارد با زمان پاسخ کند (>۲ ثانیه) و فقدان منطق سازگار برای نیازهای "عملیات جزیره‌ای" نیروگاه‌های ژئوترمال، باعث خاموشی‌هایی می‌شوند که هزینه ۱.۲ میلیون دلار در سال برای هر نیروگاه از دست دادن تولید می‌شود.

این محدودیت‌ها نیازمند راه‌حل‌های ​ریکلوسر سفارشی​ برای دستیابی به اهداف ظرفیت ملی هستند.

راه‌حل

برای مقابله با شرایط منحصر به فرد نیروگاه‌های ژئوترمال اندونزی، سیستم زیر ​ریکلوسر​ شامل مهندسی تخصصی است:

1. ​طراحی ریکلوسر مقاوم در برابر دمای بالا و خوردگی:
• ​بهبود اجزای اصلی: میان‌قطع‌کننده‌های خلاء و ترکیبات سیلیکونی ریکلوسر توانایی تحمل دمای محیطی ۱۵۰ درجه سانتیگراد و خوردگی H₂S را دارند که عمر مفید آن‌ها را دو برابر نسبت به واحدهای استاندارد می‌کند.
• ​ساختار خنک‌کننده بسته: ریکلوسر از خنک‌کننده هوا و ماده تغییر فاز (PCM) برای تخلیه حرارت در محیط‌های >۵۰ درجه سانتیگراد استفاده می‌کند، که باعث جلوگیری از خرابی حرارتی می‌شود.
2. ​منطق حفاظتی سازگار برای ریکلوسرها:
• ​استراتژی ریکلوس مالتی-مد:
• خطاهای موقت: ریکلوسر در ۰.۱ ثانیه اولین ریکلوس را اجرا می‌کند (کاهش خاموشی‌ها).
• خطاهای دائمی: ریکلوسر قفل می‌شود و اتصال میکروگرید را برای عملیات جزیره‌ای فعال می‌کند.
• ​دقت محل خطای ریکلوسرها: ریکلوسرها با استفاده از رنج‌یابی موج مسافر خطای محل را به ≤۵۰ متر کاهش می‌دهند، که باعث کاهش زمان بازرسی به ۴۰٪ می‌شود.
3. ​وابستگی ریکلوسرهای سازگار با شبکه هوشمند:
• ​سوییچ‌گذاری دو منبع: ریکلوسرها با توربین‌های گازی/ذخیره انرژی همزمان می‌شوند و در صورت خرابی شبکه برق را در ۰.۵ ثانیه بازیابی می‌کنند.
• ​نظارت از راه دور: ردیابی زنده وضعیت ریکلوسر و پارامترهای محیطی (رطوبت خاک، H₂S) دقت هشدار را به >۹۵٪ می‌رساند.
4. ​نصب محلی ریکلوسرها:
• ​طراحی ماژولار: ریکلوسرها برای حمل به مکان‌های کوهستانی دوردست جدا می‌شوند، که زمان نصب را به ۵۰٪ کاهش می‌دهد.
• ​نگهداری مشترک: انبارهای قطعات یدکی شرکای PLN اطمینان می‌دهند که پاسخ به خطای ریکلوسر کمتر از ۴ ساعت باشد.

نتایج به دست آمده

ریکلوسرهای پیشرفته بهبود‌های قابل توجهی در قابلیت اطمینان در محیط‌های ژئوترمال شدید اندونزی به دست آوردند و مستقیماً چالش‌های عدم پایداری شبکه را حل کردند. نتایج کلیدی عبارتند از:

• دو برابر شدن عمر مفید: طراحی‌های مقاوم در برابر دمای بالا و خوردگی عمر مفید ریکلوسرها را دو برابر نسبت به واحدهای معمولی کرد.
• کاهش خاموشی‌های خطای موقت: منطق ریکلوس چند مدی سازگار خاموشی‌های خطای موقت را با زمان پاسخ سریع ۰.۱ ثانیه به ۹۰٪ کاهش داد.
• کارایی بازرسی: دقت بالای تعیین محل خطای موج مسافر (≤۵۰ متر) زمان بازرسی شبکه را به ۴۰٪ کاهش داد و از خرابی‌های پیاپی جلوگیری کرد.
• پایداری شبکه: ریکلوسرها با عملیات جزیره‌ای سیم‌پیچ در صورت خطای دائمی، با بازیابی هماهنگ میکروگرید (<۰.۵ ثانیه) پایداری کلی شبکه را به ۸۰٪ افزایش دادند.
• زمان فعالیت عملیاتی: با پشتیبانی از نظارت از راه دور (>۹۵٪ دقت هشدار) و نگهداری محلی (<۴ ساعت پاسخ)، ریکلوسرها >۹۹٪ زمان فعالیت در مناطق آتشفشانی را به دست آوردند و گسترش ظرفیت ژئوترمال اندونزی را تسهیل کردند.