Kerneværdi i den intelligente energi æra: Power Electronic Transformer-løsning til energiproduktion

​I. Baggrund og behov​

Med den hurtige stigning i anvendelsen af vedvarende energi har traditionelle elektromagnetiske transformatorer svært ved at opfylde de moderne nets behov for fleksibilitet, effektivitet og intelligens. Volatiliteten og intermittensen i vind- og solenergi stiller alvorlige udfordringer for netstabilitet, hvilket gør det nødvendigt med en innovativ energioversættelseshub, der kan dynamisk regulering og højkvalitet strømudbytte.

​II. Løsningsoversigt​

Denne løsning anvender fuldstændig fasttilstandskrafttransformatorer (PETs) til at erstatte konventionelle linjefrekvens-transformatorer. Ved at udnytte højfrekvens kraftkomponenter, gør PETs spændingsniveauoversættelse og energikontrol mulig med centrale fordele:

• Fleksibel kraftkonvertering: Bederker begrænsningerne hos traditionelle transformatorer (kun spændings-/strømamplitude) for at opnå flerdimensional kontrol over frekvens, fase og effekt.
• Dynamisk respons: Millisekund-niveau justeringshastighed effektivt modererer vedvarende energifluktueringer.
• Smart grænseflade: Opretter en digital bro mellem kraftproduktionenheder og nettet.

​III. Kernen teknisk arkitektur​

​1. Optimering af multi-level topologi​

Anvender en "AC-DC-AC" tretrinsoversættelsesarkitektur:

• Højfrekvensrektifieringstrin: Bruger MMC (Modular Multilevel Converter) topologi for at imødekomme bred inputspændingsfluktuationer.
• Isoleret DC-DC trin: Implementerer Dual Active Bridge (DAB) struktur for 10-20 kHz højfrekvensisolering.
• Smart inversionstrin: Støtter dynamisk skift mellem grid-tie strategier (V/f kontrol, PQ kontrol).

​2. Vælgning af vigtige komponenter​

​3. Intelligent kontrollsystem​

Realtidsmonitoring af netstatus gør følgende muligt:

• Aktiv spændingsdamp gennemgang (LVRT/ZVRT)
• Dynamisk effektflowjustering for vedvarende energifluktueringer
• Tabsoptimeringsalgoritmer

​IV. Nøglefordele og værdi​

​Effektivitetsgevinster​

​Funktionelle evner​

• Aktiv filtrering: Undertrykker 5.-50. harmoniske (THD <1,5%)
• Reaktiv kompensation: ±100% kontinuerlig kapacitetsregulering
• Fejlridsetryk: Zero-voltage ride-through (ZVRT) support
• Sort start: Autonome spænding/frekvensstabilisering i isoleret tilstand

​V. Anvendelsesscenarier​

​Scenarie 1: Vindpark samlesystem​

graph TB 

    WTG1[WTG1] --> PET1[10kV/35kV PET] 

    WTG2[WTG2] --> PET1 

    ... 

    PET1 -->|35kV DC Bus| Samler 

    Samler --> G[220kV Hovedtrafo] 

• Løser: Samlers linjeoscillationer fra akkumulerede turbine spændingssvingninger
• Resultater: 12% lavere vindbegrænsning, 65% reduktion i effektfluktuationsafvigelse

​Scenarie 2: PV anlæg smart step-up station​

• Modulære PET klustre (1-2 MW/enhed)
• MPPT funktionalitet forbedrer udbytte med 7-15% ved delvis skygge
• Natoperation som STATCOM for net reaktiv support

​VI. Implementeringsvejledning​

1. Pilotfasen: Implementer PETs på vedvarende energianlæg med >10% spændingsvolatilitet (20% kapacitet).
2. Hybridnet fase: Hybrid Transformer System (HTS) med parallel PET-traditional drift.
3. Full erstatning: PETs for alle nye projekter; faservise ombygninger for eksisterende anlæg.

​VII. Økonomisk analyse​

Eksempel: 100MW vindpark

Konklusion: PET-løsninger bryder med traditionelle elektromagnetiske begrænsninger og skaber en næste generations kraftkonverteringsplatform for højtvedvarende net. Deres fordele i effektivitet, netstøtte og intelligens positionerer dem som en strategisk teknologi for moderne kraftsystemer.