Адаптивне рішення для автоматичного повторного включення для геотермальних станцій Індонезії на вулканах: Покращення стійкості мережі в екстремальних умовах

Контекст проекту

Індонезія має приблизно 40% світових геотермальних ресурсів, з потенціалом виробництва електроенергії за рахунок геотермальної енергії 23-28 ГВт. Однак до 2022 року було розроблено лише приблизно 2,3 ГВт. Уряд ставить собі мету досягти 5000 МВ встановленої потужності до 2025 року, але стикається з численними проблемами:

1. ​Проблеми стабільності мережі: Геотермальні електростанції переважно розташовані у віддалених вулканічних зонах (наприклад, Суматра, Ява), де часті геологічні події, такі як землетруси та обвали, завдають шкоди лініям передачі. ​Традиційні автоматичні включаючі пристрої​ мають високий рівень аварій (3-5 разів вищий, ніж на стандартних мережах) і не можуть запобігти каскадним відключенням.
2. ​Корозійне середовище роботи: Геотермальні рідини досягають температури 275-330°C і містять корозійні гази (наприклад, H₂S), що прискорюють пошкодження компонентів ​автоматичного включаючого пристрою​ на 60% порівняно з традиційними об'єктами.
3. ​Обмеження сумісності з мережею: Стандартні ​автоматичні включаючі пристрої​ мають повільні часові характеристики (>2 секунди) і не мають адаптивної логіки для потреб "островного режиму" геотермальних електростанцій, що призводить до відключень, що коштують $1,2 млн на рік через втрату виробництва на кожному об'єкті.

Ці обмеження вимагають ​спеціалізованих рішень для автоматичних включаючих пристроїв​ для досягнення національних цілей щодо потужності.

Рішення

Для вирішення унікальних умов геотермальних електростанцій Індонезії, наступна ​система автоматичних включаючих пристроїв​ інтегрує спеціалізовану інженерію:

1. ​Дизайн автоматичного включаючого пристрою з високою термічною стійкістю та корозійною стійкістю:
• ​Покращення ключових компонентів: Вакуумні переривачі та полімерні композити на основі силиконового каучуку ​автоматичного включаючого пристрою​ витримують температуру оточуючого середовища 150°C та корозію H₂S, подвоюючи тривалість служби порівняно зі стандартними блоками.
• ​Герметична система охолодження: ​Автоматичний включаючий пристрій​ інтегрує повітряне охолодження + фазозмінний матеріал (ФЗМ) для відведення тепла в середовищі >50°C, запобігаючи термічній аварії.
2. ​Адаптивна логіка захисту для автоматичних включаючих пристроїв:
• ​Стратегія повторного включення з багатьма режимами:
• Транзиторні аварії: ​Автоматичний включаючий пристрій​ виконує перше включення протягом 0,1 секунди (мінімізація відключень).
• Постійні аварії: ​Автоматичний включаючий пристрій​ заблоковується та запускає з'єднання з мікромережею для "островного режиму".
• ​Точність визначення місця аварії: ​Автоматичні включаючі пристрої​ з використанням методу хвиль, що розповсюджуються, зменшують помилку визначення місця до ≤50 метрів, скорочуючи час перевірки на 40%.
3. ​Функції автоматичного включаючого пристрою, сумісні з розумною мережею:
• ​Перемикання з двох джерел: ​Автоматичні включаючі пристрої​ синхронізуються з газовими турбінами/системами зберігання енергії, відновлюючи живлення протягом 0,5 секунди під час аварій мережі.
• ​Віддалений моніторинг: Реальний час відстеження стану ​автоматичного включаючого пристрою​ та параметрів оточуючого середовища (влагість ґрунту, H₂S) досягає >95% точності попереджень.
4. ​Локальне розгортання автоматичних включаючих пристроїв:
• ​Модульний дизайн: ​Автоматичні включаючі пристрої​ розбираються для транспортування до віддалених горних районів, зменшуючи час встановлення на 50%.
• ​Спільне обслуговування: Депо запасних частин, співпрацюючі з PLN, забезпечують відповідь на аварії ​автоматичного включаючого пристрою​ менше ніж за 4 години.

Досягнуті результати

Сучасні автоматичні включаючі пристрої досягли проривних покращень надійності в екстремальних геотермальних умовах Індонезії, безпосередньо вирішуючи проблеми стабільності мережі. Ключові результати включають:

• Подвоєння тривалості служби: Конструкції з високою термічною стійкістю та корозійною стійкістю подвоїли тривалість служби автоматичних включаючих пристроїв порівняно зі стандартними блоками.
• Зменшення відключень через аварії: Адаптивна логіка повторного включення з багатьма режимами знизила відключення через транзиторні аварії на 90% завдяки швидкому відгуку протягом 0,1 секунди.
• Ефективність перевірок: Покращена точність визначення місця аварії за допомогою хвиль, що розповсюджуються (≤50 м), знизила час перевірок мережі на 40%, запобігаючи каскадним відключень.
• Стабільність мережі: Автоматичні включаючі пристрої забезпечили безперебійну роботу в "островному режимі" під час постійних аварій, підвищуючи загальну надійність мережі на 80% завдяки координованому перемиканню мікромережі (відновлення менше ніж за 0,5 секунди).
• Час роботи: З підтримкою віддаленого моніторингу (точність попереджень >95%) та локального обслуговування (відповідь менше ніж за 4 години), автоматичні включаючі пристрої досягли >99% часу роботи в вулканічних зонах, прискорюючи розширення геотермальної потужності Індонезії.