ציוד מרכזי בתקופת האנרגיה החכמה: פתרון מותג IEE-Business למשתני כוח אלקטרוניים עבור ייצור חשמל
I. רקע והדרישה
עם הגדלת המהירות של אימוץ אנרגיה מתחדשת, טרנספורמציות אלקטרומגנטיות מסורתיות מתקשות לעמוד בדרישות הגירסה המודרנית של הרשתות לחופשיות, יעילות ותבונה. התנודתיות והלא-רציפות של אנרגיית הרוח והשמש מציבים אתגרים קשים לאיזון הרשת, מה שמצריך מרכז חילוף אנרגיה חדשני המסוגל להגנה דינמית ופלט אנרגיה איכותי.
II. סקירה כללית של הפתרון
הפתרון הזה משתמש בטרנספורמציות אלקטרוניות מוצקות (PETs) כדי להחליף טרנספורמציות תדר קו מסורתיות. באמצעות אלקטרוניקה חזקה בתדר גבוה, PETs מאפשרות המרה של רמות מתח וניהול אנרגיה עם יתרונות מרכזיים:
- המרה גמישה של כוח: פותרת את המגבלות של טרנספורמציות מסורתיות (רק עוצמת מתח/זרם) כדי להשיג שליטה רב-ממדית על תדר, פאזה וכוח.
- תגובה דינמית: מהירות התיקון במילישניות מפחיתה בצורה יעילה את השינויים של אנרגיה מתחדשת.
- ממשק חכם: יוצר גשר דיגיטלי בין יחידות יצור אנרגיה לרשת.
III. מבנה טכנולוגי מרכזי
1. אופטימיזציה של טופולוגיה רב-משכבת
משתמש ב"AC-DC-AC" מבנה המרה בשלושה שלבים:
- שלב מלבין בתדר גבוה: משתמש בטופולוגיה MMC (ממיר רב-משכבתי מודולרי) כדי להתאים לטווח רחב של תנודות מתח כניסה.
- שלב DC-DC מבודד: מיישם מבנה DAB (גשר פעיל כפול) לתפיסה בתדר גבוה 10-20 kHz.
- שלב היפוך חכם: תומך בהחלפה דינמית של אסטרטגיות חיבור לרשת (בקרה V/f, בקרה PQ).
2. בחירת מרכיבים מרכזיים
|
מרכיב |
טכנולוגיה |
יתרונות |
|
מכשירי החלפה |
מודולים SiC MOSFET |
עמידות גבוהה לטמפרטורה (>200°C), הפחתת אובדן ב-40% |
|
ליבה מגנטית |
אלוי ננוקריסטלי |
הפסדים בתדר גבוה נמוכים ב-60%, צפיפות כוח פי 3 |
|
קבלים |
קבלי פילם פוליפרופילן ממתכתיים |
סובלנות גבוהה למתח, תוחלת חיים ארוכה, ESR נמוך |
3. מערכת בקרה חכמה
מעקב בזמן אמת מצב הרשת מאפשר:
- מעבר אקטיבי דרך ירידות מתח (LVRT/ZVRT)
- התאמה דינמית של זרימת כוח לשינויים של אנרגיה מתחדשת
- אלגוריתמים להפחתת אובדן
IV. יתרונות וערך מרכזי
הגדלת יעילות
|
מדד |
טרנספורמציה מסורתית |
PET |
שיפור |
|
יעילות מלאה |
98.2% |
99.1% |
↑0.9% |
|
יעילות בעומס 20% |
96.5% |
98.8% |
↑2.3% |
|
אובדן ללא עומס |
0.8% |
0.15% |
↓81% |
יכולות פונקציונליות
- פילטר אקטיבי: מדכא הרמוניות 5th-50th (THD <1.5%)
- פיצוי реакטיבי: ±100% הנדסת יכולת רציפה
- מעבר באוט: תמיכה במעבר ZVRT (ZVRT)
- התחלת שחור: יציבות עצמאית של מתח/תדר במצב מבודד
V. תרחישי שימוש
תרחיש 1: מערכת איסוף מתחם רוח
graph TB
WTG1[WTG1] --> PET1[10kV/35kV PET]
WTG2[WTG2] --> PET1
...
PET1 -->|35kV DC Bus| Collector
Collector --> G[220kV Main Trafo]
- פתרון: תנודות קו איסוף מתוכ返回搜狐，查看更多
