Intelligens Energia Kor Főleges Berendezései: IEE-Business Támaszú Leíró Megoldás Erőművekhez

​I. Háttér és igény​

A megújuló energiafelhasználás gyors növekedésével a hagyományos elektromágneses transzformátorok kevésbé képesek teljesíteni a modern hálózatok rugalmasságra, hatékonyságra és intelligenciára vonatkozó követelményeit. A szél- és napenergia volatilitása és intermitencia jelensége komoly kihívást jelent a hálózati stabilitás szempontjából, amely egy innovatív energiatranszformációs központot tesz szükségessé, amely dinamikus szabályozást és magas minőségű energia-termelést tud biztosítani.

​II. Megoldás áttekintése​

Ez a megoldás teljes szilárdtestes Hatalmi Elektronikai Transzformátorok (PETs) használatával helyettesíti a hagyományos vonalgyakoriságú transzformátorokat. A PETs a magasfrekvenciás hatalmi elektronika kihasználásával lehetővé teszik a feszültség-szint konverziót és az energia-irányítást, a következő alapvető előnyökkel:

• Rugalmasság a hatalmi konverzióban: Törli a hagyományos transzformátorok korlátait (csak feszültség/áram amplitúdó), és többdimenziós irányítást valósít meg a frekvencia, fázis és hatalom felett.
• Dinamikus reagálás: Millisekundum-szintű beállítási sebesség hatékonyan enyhíti a megújuló energiafluktuációkat.
• Okos interfész: Kézzel fogható digitális híd jön létre a termelési egységek és a hálózat között.

​III. Alapvető technológiai architektúra​

​1. Többszintű topológia optimalizálása​

"AC-DC-AC" háromlépcsős konverziós architektúrával:

• Magasfrekvenciás egyirányítási szakasz: MMC (Modular Multilevel Converter) topológiát használ, hogy széles bemeneti feszültség-fluktuációkat tartsa fenn.
• Izolált DC-DC szakasz: Dual Active Bridge (DAB) szerkezetet alkalmaz 10-20 kHz magasfrekvenciás izolációhoz.
• Okos inverziós szakasz: Támogatja a hálózathoz csatlakoztatási stratégiák (V/f irányítás, PQ irányítás) dinamikus váltását.

​2. Kritikus komponensek kiválasztása​

​3. Okos irányítási rendszer​

A hálózat valós idejű állapotának figyelése lehetővé teszi:

• Aktív feszültség-lehullás (LVRT/ZVRT) túlépését
• A megújuló energiafluktuációk dinamikus hatalmifolyam-atengedését
• Veszteség-optimalizálási algoritmusokat

​IV. Főbb előnyök és érték​

​Hatékonysági nyeremények​

​Funkcionális képességek​

• Aktív szűrés: 5-50-edik harmonikus (THD <1.5%) elnyomása
• Reaktív kiegyenlítés: ±100% folyamatos kapacitás-szabályzás
• Hiba túlépés: Nullafeszültségű túlépés (ZVRT) támogatás
• Fekete indítás: Önkéntelen feszültség/frekvencia stabilizáció szigetelt módban

​V. Alkalmazási forgatókönyvek​

​Forgatókönyv 1: Szélerőmű gyűjtőrendszer​

graph TB 

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

    WTG2[WTG2] --> PET1 

    ... 

    PET1 -->|35kV DC Bus| Gyűjtő 

    Gyűjtő --> G[220kV Főtranszformátor] 

• Megoldás: A szélerőművek feszültség-ingadozásai okozta gyűjtővonal rezgéseinek orvoslása
• Eredmények: 12%-kal alacsonyabb szélfelhalmozás, 65%-kal csökkentett hatalmifolyam-ingadozás eltérése

​Forgatókönyv 2: Napenergia település intelligens emelőállomása​

• Moduláris PET csoportok (1-2 MW/egység)
• MPPT funkció 7-15%-kal növeli a termelést részleges árnyékolás esetén
• Éjszakai működés STATCOM-ként hálózati reaktív támogatáshoz

​VI. Végrehajtási útmutató​

1. Pilotfázis: PETek üzembe helyezése >10% feszültség-volatilitású megújuló energiaüzemekben (20% kapacitás).
2. Hibrid hálózati szakasz: Hibrid Transzformátor Rendszer (HTS) párhuzamos PET-hagyományos működéssel.
3. Teljes helyettesítés: PETek minden új projektben; lépcsőszerű frissítés meglévő üzemekhez.

​VII. Gazdasági elemzés​

Példa: 100MW-os szélerőmű

​Összefoglalás: A PET megoldások törölhetik a hagyományos elektromágneses korlátokat, létrehozva egy következő generációs hatalmi konverziós platformot a magas-megújuló hálózatok számára. Hatékonysági, hálózati támogatási és intelligencia előnyeik miatt stratégiai technológiává válnak a modern hatalmi rendszerek számára.