سمارٹ اینرجی دور میں بنیادی تجهیزات: پاور جنریشن کے لئے پاور الیکٹرانک ٹرانس فارمر سلوشن
I. پس منظر اور مانگ
نیم نامیتی توان کے استعمال میں تیز رفتار اضافہ کے ساتھ، روایتی الیکٹرو میگناٹک ٹرانسفورمرز جدید گرڈ کی فلیکسلبلی، کارکردگی اور ذہانت کی مانگ کو پورا کرنے میں دشواری کا سامنا کرتے ہیں۔ ہوائی اور سورجی توان کی متغیریت اور غیر مستقل حالت گرڈ کی استحکام کے لئے شدید چیلنجز پیش کرتی ہے، جس کی ضرورت ہوتی ہے کہ ایک نئی توان کے تبدیلی کی مرکز کی بنیاد پر جو متحرک تنظیم اور عالی کیفیت کے توان کے آؤٹ پٹ کے قابل ہو۔
II. حل کا خلاصہ
یہ حل پوری طرح سولیڈ سٹیٹ پاور الیکٹرانک ٹرانسفورمر (PETs) کو روایتی لائن فریکوئنسی ٹرانسفورمرز کی جگہ لانے کا استعمال کرتا ہے۔ پرفراکوئنسی پاور الیکٹرانکس کو استعمال کرتے ہوئے، PETs وولٹیج لیول کی تبدیلی اور توان کی کنٹرول پر زور دیتے ہیں اور ان کے بنیادی فائدے یہ ہیں:
- فلیکسیبل توان کی تبدیلی: روایتی ٹرانسفورمرز (صرف وولٹیج/کرنٹ ایمپلی ٹیو) کی محدودیتوں کو توڑ کر فریکوئنسی، فیز اور توان کی ملٹی ڈائمنشنل کنٹرول حاصل کرتا ہے۔
- متحرک جواب: ملی سیکنڈ کے سطح کی تنظیم کی رفتار موثر طور پر نیم نامیتی توان کی متغیریت کو کم کرتا ہے۔
- ذہانت بند: توان کے پیداوار یونٹس اور گرڈ کے درمیان ڈیجیٹل پل بناتا ہے۔
III. بنیادی ٹیکنالوجیکل آرکیٹیکچر
1. ملٹی لیول ٹاپولوجی کی بہتری
"AC-DC-AC" تین مرحلہ تبدیلی کی آرکیٹیکچر کو اختیار کرتا ہے:
- پرفراکوئنسی ریکٹیفیکیشن مرحلہ: وسیع ان پٹ وولٹیج کے متبادل کو سماجھنے کے لئے MMC (مودیولر ملٹی لیول کنورٹر) ٹاپولوجی کو استعمال کرتا ہے۔
- ایسولیٹڈ DC-DC مرحلہ
- ذہانت بند انورژن مرحلہ: گرڈ سے مربوط کرنے کی ریاضیات (V/f کنٹرول، PQ کنٹرول) کی متحرک تبدیلی کو سپورٹ کرتا ہے۔
2. بنیادی کمپوننٹ کا انتخاب
|
کمپوننٹ |
ٹیکنالوجی |
فائدے |
|
سوچنگ ڈیوائسز |
SiC MOSFET ماجملے |
بالا درجہ حرارت کی تحمل کی صلاحیت (>200°C)، 40% کا لوکس کم کرنا |
|
میگناٹک کور |
نانو کرسٹلن الائی |
60% کم پرفراکوئنسی لوکس، 3x توان ڈینسٹی |
|
کیپیسٹرز |
متالائزڈ پالی پروپیلین فلم کیپس |
بالا وولٹیج کی تحمل کی صلاحیت، لمبی عمر، کم ESR |
3. ذہانت کنٹرول سسٹم
ریل ٹائم گرڈ کی حالت کی مانٹرنگ کی صلاحیت:
- فعال ولٹیج ساگ رائڈ-ترو (LVRT/ZVRT)
- نیم نامیتی توان کے متغیریت کے لئے متحرک توان کے فلو کی تنظیم
- لوکس کی بہتری کے الگورتھمز
IV. بنیادی فائدے اور قدر
کارکردگی کی فضیلتیں
|
میٹرک |
روایتی ٹرانسفورمر |
PET |
بہتری |
|
فول لوڈ کارکردگی |
98.2% |
99.1% |
↑0.9% |
|
20% لوڈ کارکردگی |
96.5% |
98.8% |
↑2.3% |
|
نو لوڈ لوکس |
0.8% |
0.15% |
↓81% |
کارکردگی کی صلاحیتیں
- فعال فلٹرنگ: 5th–50th ہارمونکس کو کم کرتا ہے (THD <1.5%)
- ریاکٹیو کمپینسیشن: ±100% مسلسل کیپیسٹی کی تنظیم
- فائلٹ رائڈ-ترو: صفر ولٹیج رائڈ-ترو (ZVRT) کی حمایت
- بلاک سٹارٹ: آئلینڈڈ موڈ میں خودکار ولٹیج/فیز کی استحکام
V. اطلاقی سیناریوز
سیناریو 1: ہوائی فارم کلیکٹر سسٹم
graph TB
WTG1[WTG1] --> PET1[10kV/35kV PET]
WTG2[WTG2] --> PET1
...
PET1 -->|35kV DC Bus| کلیکٹر
کلیکٹر --> G[220kV مین ٹرانسفورمر]
- حل کرتا ہے: کلیکٹر لائن کی تلے گرڈنگ کو کم کرتا ہے
- نتیجہ: 12% کم ہوائی کٹاؤ، 65% کم توان کی متغیریت کا انحراف
سیناریو 2: PV پلانٹ سمارٹ سٹیپ-آپ اسٹیشن
- مودیولر PET کلیسٹرز (1–2 MW/یونٹ)
- MPPT کارکردگی کا استعمال کرتے ہوئے 7–15% کی پیداوار میں اضافہ کرتا ہے
- رات کے دوران STATCOM کے طور پر گرڈ کے ریاکٹیو سپورٹ کے لئے کام کرتا ہے
VI. نفاذ کا روماپ
- ٹرائل فیز: >10% ولٹیج کی متغیریت والے نیم نامیتی پلانٹوں پر PETs کو نصب کرتا ہے (20% کیپیسٹی)۔
- ہائبرڈ گرڈ مرحلہ: ہائبرڈ ٹرانسفورمر سسٹم (HTS) کے ساتھ PET-روایتی عمل کی موازی کارکردگی۔
- پوری تبدیلی: تمام نئے منصوبوں کے لئے PETs؛ موجودہ پلانٹوں کے لئے مراحل کے ذریعے تازہ کاری۔
VII. معیشتی تجزیہ
مثال: 100MW ہوائی فارم
|
آئٹم |
روایتی |
PET |
سالانہ فائدہ |
|
Capex |
¥32M |
¥38M |
-¥6M |
|
سالانہ توان کے لوکس |
¥2.88M |
¥1.08M |
+¥1.8M |
|
O&M کوسٹس |
¥0.8M |
¥0.45M |
+¥0.35M |
|
ریاکٹیو کی بچت |
— |
¥0.6M |
+¥0.6M |
|
واپسی کا وقت |
— |
<3 سال |
خاتمہ: PET حل کے ذریعے روایتی الیکٹرو میگناٹک محدودیتوں کو توڑ کر نیم نامیتی گرڈ کے لئے نئی پیڑی کی توان کی تبدیلی کی پلیٹ فارم کو تشکیل دیتے ہیں۔ ان کی کارکردگی، گرڈ کی حمایت اور ذہانت کے فوائد ان کو جدید توان کے نظام کے لئے ایک استراتیجک ٹیکنالوجی کے طور پر قائم کرتے ہیں۔
