Prilagodljivo rešenje za ponovno zapirajoče preklopnike za indonezijske vulkanske geotermalne elektrarne: Povečevanje odpornosti omrežja v ekstremnih okoljih

Pozadje projekta

Indonezija obsega približno 40 % svetovnih geotermalnih virov, z potencialom za proizvodnjo geotermalne energije od 23 do 28 GW. Vendar je do leta 2022 razvito le približno 2,3 GW. Vlada želi do leta 2025 doseči nameščeno moč 5.000 MW, vendar se sooča z večimi izzivi:

1. ​Težave s stabilnostjo omrežja: Geotermalne elektrarne so predvsem postavljene v oddaljenih vulkanskih območjih (na primer Sumatra, Java), kjer pogosta geološka dejavnost povzroča poškodbe prenosnih črt zaradi potresov in plazov. ​Tradicionalni recloserji​ imajo težave z visokimi stopnjami okvar (3-5-krat višje kot standardna omrežja) in ne morejo preprečiti kaskadnih izpadov.
2. ​Korozivno delovno okolje: Geotermalne tekočine dosežejo temperature od 275 do 330 °C in vsebujejo korozivne plinove (na primer H₂S), ki pospešujejo degradacijo komponent ​recloserjev​ za 60 % v primerjavi s konvencionalnimi lokacijami.
3. ​Omejitve združljivosti z omrežjem: Standardni ​recloserji​ imajo počasne odgovore (>2 sekunde) in manjkajo prilagodljiva logika za potrebe "izolirane operacije" geotermalnih elektrarn, kar povzroča izpade, ki stanejo 1,2 milijona dolarjev na leto zaradi izgubljene proizvodnje na elektrarno.

Ti omejujoči faktorji zahtevajo ​prilagojene rešitve recloserjev​, da bi bilo mogoče doseči nacionalne cilje glede kapacitete.

Rešitev

Za obravnavanje edinstvenih pogojev indonezijskih geotermalnih elektrarn, sledišči ​sistem recloserjev​ integrira specializirano inženiring:

1. ​Izrada recloserjev odpornih na visoke temperature in korozijo:
• ​Potrjenje osnovnih komponent: ​Recloserji​ z vakuumskimi prekinitvami in silikonskimi gumenimi kompozitami znesejo okoliške temperature do 150 °C in korozijo H₂S, kar podvoji življenjsko dobo v primerjavi s standardnimi enotami.
• ​Zaprt sistem hladnjenja: ​Recloserji​ integrirajo zračno hladnjenje + fazni sprememni material (PCM) za disipacijo toplote v okoljih nad 50 °C, kar preprečuje termično odpoved.
2. ​Prilagodljiva varnostna logika za recloserje:
• ​Multimodalna strategija ponovnega zapiranja:
• Premične napake: ​Recloserji​ izvedejo prvo zapiranje v roku 0,1 sekunde (minimizacija izpadov).
• Trdne napake: ​Recloserji​ zaklenejo in aktivirajo povezavo z mikromrežo za izolirano operacijo.
• ​Natančnost lokacije napak: ​Recloserji​ z metodo merjenja s tekoci val reducirajo napako lokacije na ≤50 metrov, kar zmanjša čas pregleda za 40 %.
3. ​Funkcije recloserjev združljive s pametnimi omrežji:
• ​Preklop med dvema virama: ​Recloserji​ sinhronizirajo s plinskim turbine/energijskim shranjevanjem, obnovitev energije v roku 0,5 sekunde med izpadi omrežja.
• ​Oddaljeno spremljanje: Trenutno spremljanje stanja ​recloserjev​ in okoljskih parametrov (vlaga tal, H₂S) doseže natančnost opozoril >95 %.
4. ​Lokalna uporaba recloserjev:
• ​Modularni dizajn: ​Recloserji​ se razbijejo za transport na oddaljena gorovja, kar zmanjša čas namestitve za 50 %.
• ​Skupno vzdrževanje: Skladišča rezervnih delov v partnerstvu z PLN zagotavljajo odziv na napake ​recloserjev​ v roku manj kot 4 ur.

Doseženi rezultati

Napredni recloserji so dosegli pomembne izboljšave zanesljivosti v ekstremnih geotermalnih okoljih Indonezije, neposredno obravnavajo težave s nestabilnostjo omrežja. Ključni rezultati vključujejo:

• Podvojitev življenjske dobe: Izrada odporna na visoke temperature in korozijo je podvojila operativno življenjsko dobo recloserjev v primerjavi s standardnimi enotami.
• Zmanjšanje izpadov zaradi napak: Prilagodljiva multimodalna logika ponovnega zapiranja je zmanjšala izpade zaradi premičnih napak za 90 % z hitrim odzivom v 0,1 sekundi.
• Učinkovitost pregleda: Povečana natančnost lokacije napak s tekocimi valovi (≤50m) je zmanjšala čas pregleda omrežja za 40 %, preprečevanje kaskadnih izpadov.
• Zanesljivost omrežja: Recloserji so omogočili gladko izolirano operacijo med trdnimi napakami, kar je povečalo splošno zanesljivost omrežja za 80 % preko koordiniranega preklopa mikromreže (<0,5 sekunde obnova).
• Operativna delovna doba: Podprti z oddaljenim spremljanjem (>95 % natančnosti opozoril) in lokalnim vzdrževanjem (<4-urni odziv), recloserji so dosegli >99 % delovne dobe na vulkanskih območjih, pospeševanje razširitve geotermalne kapacitete Indonezije.