โซลูชัน Adaptive Recloser สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพในอินโดนีเซีย: เพิ่มความยืดหยุ่นของระบบไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

พื้นหลังของโครงการ

อินโดนีเซียมีทรัพยากรธรณีความร้อนประมาณ 40% ของโลก มีศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานธรณีความร้อน 23-28 กิกะวัตต์ อย่างไรก็ตาม จนถึงปี 2022 มีการพัฒนาเพียงประมาณ 2.3 กิกะวัตต์เท่านั้น รัฐบาลมีเป้าหมายที่จะทำให้มีกำลังการผลิตติดตั้ง 5,000 เมกะวัตต์ภายในปี 2025 แต่ต้องเผชิญกับความท้าทายหลายประการ:

1. ​ปัญหาความเสถียรของระบบไฟฟ้า: โรงไฟฟ้าธรณีความร้อนส่วนใหญ่อยู่ในเขตภูเขาไฟที่ห่างไกล (เช่น ซูมาตรา จาวา) ที่มีกิจกรรมทางธรณีบ่อยครั้ง ทำให้เกิดความเสียหายต่อสายส่งไฟฟ้าเนื่องจากแผ่นดินไหวและดินถล่ม ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบเดิม​ ไม่สามารถรับมือกับอัตราข้อผิดพลาดที่สูง (3-5 เท่าของระบบไฟฟ้ามาตรฐาน) และไม่สามารถป้องกันการขาดแคลนไฟฟ้าแบบลูกโซ่ได้
2. ​สภาพแวดล้อมการทำงานที่กัดกร่อน: สารธรณีความร้อนมีอุณหภูมิ 275-330 องศาเซลเซียส และมีแก๊สที่กัดกร่อน (เช่น H₂S) ทำให้ส่วนประกอบของ ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ สึกหรอเร็วขึ้น 60% เมื่อเทียบกับสถานที่ทั่วไป
3. ​ข้อจำกัดในการเข้ากันได้กับระบบไฟฟ้า: ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ แบบมาตรฐานมีเวลาตอบสนองช้า (>2 วินาที) และขาดตรรกะการปรับตัวสำหรับความต้องการการดำเนินงานแบบ "เกาะตัวเอง" ของโรงไฟฟ้าธรณีความร้อน ทำให้เกิดการตัดไฟที่ทำให้สูญเสียกำลังการผลิต $1.2 ล้านต่อปีต่อโรงไฟฟ้า

ข้อจำกัดเหล่านี้จำเป็นต้องใช้ ​โซลูชันสวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ปรับแต่งเฉพาะ​ เพื่อบรรลุเป้าหมายกำลังการผลิตระดับประเทศ

โซลูชัน

เพื่อรับมือกับสภาพแวดล้อมที่เป็นเอกลักษณ์ของโรงไฟฟ้าธรณีความร้อนในอินโดนีเซีย ระบบ ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ ต่อไปนี้รวมเอาวิศวกรรมเฉพาะด้านไว้ด้วยกัน:

1. ​การออกแบบสวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ทนทานต่ออุณหภูมิสูงและกัดกร่อน:
• ​การเสริมสร้างส่วนประกอบหลัก: วงจรตัดกระแสสูญญากาศและคอมโพสิตซิลิโคนของ ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ สามารถทนทานต่ออุณหภูมิสิ่งแวดล้อม 150 องศาเซลเซียส และการกัดกร่อนของ H₂S ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับหน่วยมาตรฐาน
• ​โครงสร้างทำความเย็นแบบปิด: ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ รวมการทำความเย็นด้วยอากาศและวัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) เพื่อระบายความร้อนในสภาวะที่อุณหภูมิ >50 องศาเซลเซียส ป้องกันการล้มเหลวจากการร้อน
2. ​ตรรกะการป้องกันที่ปรับตัวสำหรับสวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า:
• ​กลยุทธ์การปิดสวิตช์หลายโหมด:
• ข้อผิดพลาดชั่วคราว: ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ ทำการปิดสวิตช์ครั้งแรกภายใน 0.1 วินาที (ลดการขาดแคลนไฟฟ้า)
• ข้อผิดพลาดถาวร: ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ ล็อกออกและกระตุ้นการเชื่อมต่อระบบไฟฟ้าขนาดเล็กสำหรับการดำเนินงานแบบเกาะตัวเอง
• ​ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งข้อผิดพลาด: ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ ที่ใช้เทคนิคการวัดระยะทางด้วยคลื่นเดินทางลดความคลาดเคลื่อนในการระบุตำแหน่งลงเหลือ ≤50 เมตร ลดเวลาตรวจสอบลง 40%
3. ​ฟังก์ชันสวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่เข้ากันได้กับระบบไฟฟ้าอัจฉริยะ:
• ​การสลับแหล่งพลังงานสองแหล่ง: ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ ทำงานร่วมกับกังหันก๊าซ/ระบบเก็บพลังงาน ฟื้นฟูพลังงานภายใน 0.5 วินาทีระหว่างการขาดแคลนไฟฟ้า
• ​การตรวจสอบระยะไกล: การติดตามสถานะของ ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ และพารามิเตอร์สภาพแวดล้อม (ความชื้นในดิน, H₂S) ทำให้มีความแม่นยำในการเตือนภัย >95%
4. ​การติดตั้งสวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าในพื้นที่เฉพาะเจาะจง:
• ​การออกแบบโมดูลาร์: ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ สามารถแยกส่วนเพื่อขนส่งไปยังพื้นที่ภูเขาที่ห่างไกล ลดเวลาการติดตั้งลง 50%
• ​การบำรุงรักษาแบบร่วมกัน: คลังอะไหล่ที่ร่วมมือกับ PLN รับประกันการตอบสนองต่อข้อผิดพลาดของ ​สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า​ ภายใน <4 ชั่วโมง

ผลลัพธ์ที่บรรลุ

สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ทันสมัยได้บรรลุการเพิ่มประสิทธิภาพความน่าเชื่อถืออย่างมากในสภาพแวดล้อมธรณีความร้อนที่สุดขั้วในอินโดนีเซีย โดยตรงกับความท้าทายในการขาดแคลนไฟฟ้า ผลลัพธ์สำคัญรวมถึง:

• การเพิ่มอายุการใช้งานเป็นสองเท่า: การออกแบบที่ทนทานต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนทำให้อายุการใช้งานของสวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับหน่วยมาตรฐาน
• การลดการขาดแคลนไฟฟ้าจากข้อผิดพลาดชั่วคราว: ตรรกะการปิดสวิตช์หลายโหมดที่ปรับตัวได้ลดการขาดแคลนไฟฟ้าจากข้อผิดพลาดชั่วคราวลง 90% ด้วยการตอบสนองอย่างรวดเร็วภายใน 0.1 วินาที
• ประสิทธิภาพในการตรวจสอบ: การเพิ่มความแม่นยำในการระบุตำแหน่งข้อผิดพลาดด้วยคลื่นเดินทาง (≤50 เมตร) ลดเวลาตรวจสอบระบบไฟฟ้าลง 40% ป้องกันการขาดแคลนไฟฟ้าแบบลูกโซ่
• ความเสถียรของระบบไฟฟ้า: สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าทำให้สามารถดำเนินงานแบบเกาะตัวเองได้อย่างราบรื่นระหว่างข้อผิดพลาดถาวร เพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้าโดยรวมขึ้น 80% ผ่านการสลับระบบไฟฟ้าขนาดเล็กอย่างประสานกัน (<0.5 วินาทีในการฟื้นฟู)
• เวลาการดำเนินงาน: ด้วยการตรวจสอบระยะไกล (>95% ความแม่นยำในการเตือนภัย) และการบำรุงรักษาในพื้นที่ (<4 ชั่วโมงในการตอบสนอง) สวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าสามารถบรรลุ เวลาการดำเนินงาน >99% ในพื้นที่ภูเขาไฟ ช่วยเร่งการขยายกำลังการผลิตธรณีความร้อนในอินโดนีเซีย