Peralatan Utama dalam Era Tenaga Cerdas: Penyelesaian Transformator Elektronik Kuasa untuk Pembangkitan Tenaga

​I. Latar Belakang dan Permintaan​

Dengan peningkatan yang cepat dalam penggunaan tenaga boleh diperbaharui, transformer elektromagnetik tradisional menghadapi kesukaran untuk memenuhi permintaan grid moden terhadap fleksibiliti, kecekapan, dan kecerdasan. Volatiliti dan intermitensi tenaga angin dan solar membawa cabaran yang serius kepada kestabilan grid, sehingga memerlukan pusat pemindahan tenaga inovatif yang mampu melakukan peraturan dinamik dan output tenaga berkualiti tinggi.

​II. Gambaran Keseluruhan Penyelesaian​

Penyelesaian ini menggunakan transformer elektronik kuasa padu (PETs) untuk menggantikan transformer frekuensi garis tradisional. Dengan menggunakan elektronik kuasa frekuensi tinggi, PETs membolehkan pemindahan tahap voltan dan kawalan tenaga dengan kelebihan utama:

• Pemindahan Tenaga Fleksibel: Memecahkan had-had transformer tradisional (amplitud voltan/arusan sahaja) untuk mencapai kawalan multi-dimensi atas frekuensi, fasa, dan tenaga.
• Tanggapan Dinamik: Kelajuan penyesuaian pada tahap milisecond secara berkesan mengurangkan fluktuasi tenaga boleh diperbaharui.
• Antara Muka Cerdas: Mencipta jambatan digital antara unit pembangkitan tenaga dan grid.

​III. Arkitektur Teknikal Utama​

​1. Pengoptimuman Topologi Multi-Tahap​

Menggunakan "AC-DC-AC" Arkitektur Pemindahan Tiga Tahap:

• Tahap Rektifikasi Frekuensi Tinggi: Menggunakan topologi MMC (Modular Multilevel Converter) untuk menampung fluktuasi voltan input yang luas.
• Tahap DC-DC Terasing: Melaksanakan struktur Jambatan Aktif Berganda (DAB) untuk pengasingan frekuensi tinggi 10-20 kHz.
• Tahap Inversi Cerdas: Menyokong penukaran dinamik strategi penyambungan grid (kawalan V/f, kawalan PQ).

​2. Pilihan Komponen Utama​

​3. Sistem Kawalan Cerdas​

Pemantauan status grid sebenar-masa membolehkan:

• Layanan sementara tegangan rendah (LVRT/ZVRT)
• Penyesuaian aliran kuasa dinamik untuk fluktuasi boleh diperbaharui
• Algoritma pengoptimuman kehilangan

​IV. Manfaat Utama dan Nilai​

​Kenaikan Kecekapan​

​Kemampuan Fungsional​

• Penapis Aktif: Menekan harmonik 5th-50th (THD <1.5%)
• Kompensasi Reaktif: Penyesuaian kapasiti berterusan ±100%
• Layanan Sementara Kerosakan: Sokongan layanan sementara tegangan sifar (ZVRT)
• Permulaan Hitam: Stabilisasi autonomi voltan/frekuensi dalam mod terisolasi

​V. Skenario Aplikasi​

​Skenario 1: Sistem Pengumpul Ladang Angin​

graph TB 

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

    WTG2[WTG2] --> PET1 

    ... 

    PET1 -->|35kV DC Bus| Pengumpul 

    Pengumpul --> G[220kV Transformer Utama] 

• Menyelesaikan: Oskilasi laluan pengumpul dari ayunan voltan turbin yang bertambah
• Hasil: 12% pengurangan pembatasan angin, 65% pengurangan deviasi fluktuasi kuasa

​Skenario 2: Stesen Naik Tebalan Cerdas Tumbuhan PV​

• Kluster PET modular (1-2 MW/unit)
• Fungsi MPPT meningkatkan hasil 7-15% dalam peneduh sebahagian
• Operasi malam sebagai STATCOM untuk sokongan reaktif grid

​VI. Rancangan Pelaksanaan​

1. Fasa Percubaan: Melaksanakan PET di tumbuhan boleh diperbaharui dengan volatiliti voltan >10% (20% kapasiti).
2. Tahap Grid Hibrid: Sistem Transformer Hibrid (HTS) dengan operasi PET-tradisional selari.
3. Penggantian Penuh: PET untuk semua projek baru; retrofit bertahap untuk tumbuhan sedia ada.

​VII. Analisis Ekonomi​

Contoh: Ladang Angin 100MW

Kesimpulan: Penyelesaian PET memecahkan had-had elektromagnetik tradisional, mencipta platform pemindahan kuasa generasi seterusnya untuk grid boleh diperbaharui yang tinggi. Kelebihan mereka dalam kecekapan, sokongan grid, dan kecerdasan menempatkan mereka sebagai teknologi strategik untuk sistem kuasa moden.