Solució de producte per a la operació col·laborativa de transformadors de distribució de 10 kV i microxarxes

1. Desafiaments

1.1 Insuficient adaptabilitat a la corrent elèctrica bidireccional

• Fluctuacions de tensió i riscos de sobrecàrrega

La corrent elèctrica bidireccional agrava la inestabilitat de la tensió i la sobrecàrrega dels equips, peril·lant els transformadors i la integritat de la xarxa. És imprescindible un disseny adaptatiu millorat.

• Limitacions del disseny unidireccional

Els transformadors de distribució convencionals de 10 kV, dissenyats per a una corrent unidireccional, tenen dificultats per acomodar la integració de la generació distribuïda en microxarxes.

• Qualitat de l'energia i llargada de vida dels equips

Els dissenys de transformadors optimitzats milloren la adaptabilitat a la corrent bidireccional, assegurant un subministrament d'energia estable i una major llargada de vida dels equips.

1.2 Desafiaments en el control de la qualitat de l'energia

• Intermitència i distorsió harmònica

Les microxarxes s'enfronten a la generació renovable intermittença i la contaminació harmònica provenient de l'electrònica de potència, que desafien la estabilitat de la tensió i la freqüència.

• Pèrdues incrementades i degradació de l'aïllament

Els entorns de potència complexos acceleren les pèrdues dels transformadors i el calentament localitzat, provocant l'envejeciment de l'aïllament i riscos de fallada.

• Millora de la seguretat operativa

La mitigació avançada de la qualitat de l'energia reduix les pèrdues i les fallades dels transformadors, assegurant operacions més segures en les microxarxes.

1.3 Pobra comunicació i coordinació de control

• Limitacions en l'intercanvi de dades en temps real

Els transformadors existents de 10 kV manquen d'interfícies de comunicació robustes per a la integració amb el sistema de gestió d'energia (EMS) de les microxarxes.

• Barres a la planificació i l'optimització

La limitada interoperabilitat dificulta la disposició flexible i l'operació òptima de les microxarxes.

• Necessitat d'actualització intel·ligent

Les actualitzacions de transformadors intel·ligents amb protocols de comunicació habilitats per IoT (per exemple, IEC 61850) són crítiques per a la controlabilitat al límit de la xarxa.

1.4 Configuracions de protecció inadequades

• Desafiaments en la coordinació de la protecció

Els esquemes de protecció tradicionals no aborden els canvis en la direccionalitat de la corrent de falla causats pels recursos d'energia distribuïda (DER).

• Riscos de trip fals

La corrent elèctrica bidireccional compliqua la coordinació de la protecció contra sobrecorrent i falla a terra, augmentant els riscos de mal funcionament.

• Solucions de protecció adaptatives

Són necessaris relés de sobrecorrent direccionals i algoritmes basats en sincofases per a l'isolació de fallades en xarxes híbrides.

2. Solucions Elèctriques de Vizman

2.1 Optimització global del disseny del nucli

• Compatibilitat multi-estàndard

Suporta nivells de tensió de 11–66 kV, operació dual-freqüència (50/60 Hz) i configuracions de 3 fases 4 fils (TN-C/TN-S)/5 fils (sistema IT).

• Interfícies híbriques AC/DC

Interfícies compatibles amb IEC 61850-7-420 amb certificació UL 1741 SA/CE asseguren la interoperabilitat global de les microxarxes.

2.2 Resiliència ambiental millorada

• Adaptació a climes extrems

Disseny IP65 amb rang operatiu de -50°C a +55°C, validat segons IEC 60068-3 per a zona sísmica 4 (escala Richter 8).

• Resistència a la corrosió

Caixes de metall inoxidable amb revestiment d'epòxi que compleixen els estàndards ISO 9227 de prova de sal per a aplicacions costaneres i industrials.

2.3 Control intel·ligent localitzat

• Suport multi-protocol

Integra DNP3, Modbus i IEC 60870-5-104 per a una integració fluida amb EMS/SCADA.

• Interoperabilitat amb plataformes en núvol

Compatible amb AWS/Azure amb interfícies impulsades per API per a Schneider EcoStruxure i Siemens Spectrum Power.

2.4 Emmagatzematge d'energia i alineació de polítiques

• Integració de BESS multitecnològic

Interfícies plug-and-play per a bateries LFP, bateries de flux i emmagatzematge d'hidrogen, compatibles amb NFPA 855/Regulació de Bateries de la UE.

• Resposta dinàmica a tarifes

Sistemes de gestió d'energia impulsats per IA (EMS) optimitzen estratègies de preus ToU/negatius per als mercats de la UE i Austràlia.

2.5 Certificació de fiabilitat i disseny orientat a la conformitat

• Normes i certificacions internacionals del projecte

Weitzmann Power Solutions compleix estrictament amb les normes tècniques formulades per organismes de normalització internacionals, inclosos:

Comissió Electrotècnica Internacional (IEC) i Institut d'Enginyers Elèctrics i Electrònics (IEEE).

• Solucions de servei enginyeritzades

Sistema de transferència de generadors diesel fluid:

Integrat amb un commutador automàtic de transferència (ATS) conforme a IEC 61439 i un controlador de sincronització de doble bus, assolint una latència de transferència <16 ms (segons els requisits de la classe IV de l'IEEE 1547) per a un subministrament d'energia sense interrupcions.

• Plataforma de quantificació de crèdits de carboni:

Mòdul de monitoratge d'emissions certificat VERRA VCS/Standard d'Or amb protecció contra surts conforme a IEC 62305-1, permetent la generació de crèdits de carboni en temps real i la negociació basada en blockchain mitjançant protocols d'informació alineats amb l'ISO 14064-2.

2.6 Normes i certificacions internacionals del projecte

• Compatibilitat electromagnètica i requisits ambientals

Complimenta les normes de compatibilitat electromagnètica (EMC) EN 55032 (CE) i FCC Part 15, mentre compleix els requisits ambientals de RoHS (UE) i REACH (compliment lliure de PFAS), reduint eficientment la interferència electromagnètica i la contaminació ambiental.

• Normes de seguretat elèctrica

Weitzmann Power Solutions compleix amb les normes de seguretat elèctrica IEC 60076 i IEEE C57.12.00, assegurant la seguretat enginyeritzada en el disseny i els processos de fabricació del producte, amb la prevenció efectiva de falles elèctriques i les ferides personals.

• Classificacions de retardança al foc i eficiència energètica

Certificat amb estàndards de retardança al foc UL 94 V-0 (EUA) i EN 45545 (UE), mentre compleix els requisits d'eficiència energètica DOE 2016 (EUA) i EU Tier 3, assegurant una operació segura i un rendiment d'alta eficiència dels equips elèctrics.

3. Resultats aconseguits

3.1 Fiabilitat millorada del subministrament d'energia

• Optimització estructural: OLTC avançat i compensació reactiva redueixen les fluctuacions de tensió en un 32%.
• Actualització del sistema de protecció: A través d'un disseny sofisticat de l'estructura interna del transformador, combinat amb l'adopció de reguladors de derivació sobrecarregables avançats i dispositius de compensació reactiva, aquest enfocament redueix eficaçment les fluctuacions de tensió i els problemes de sobrecàrrega causats per la corrent elèctrica bidireccional.
• Impacte en els usuaris: Gràcies a l'optimització estructural dels transformadors i a les configuracions de protecció millorades, la fiabilitat del subministrament d'energia en microxarxes i xarxes de distribució ha millorat significativament, resultant en una reducció notable de la durada mitjana anual de les interrupcions per als usuaris.

3.2 Millora de la qualitat de l'energia

• Control THD

A través de la funcionalitat de gestió de la qualitat de l'energia integrada, el contingut harmònic en les microxarxes es controla estrictament dins dels límits estandards nacionals, prevenint eficaçment els danys als equips elèctrics i als sistemes d'energia causats pels harmònics.

• Supressió de les fluctuacions de tensió

La tecnologia avançada de supressió de les fluctuacions de tensió assegura una tensió estable a l'extrem de l'usuari, reduint les fallades dels equips i els problemes de qualitat de l'energia causats per les fluctuacions de tensió.

• Reducció dels danys als equips

La millora de la qualitat de l'energia minimitza significativament els danys als equips elèctrics causats per problemes de qualitat de l'energia, ampliant la llargada de vida dels equips, millorant l'eficiència i proporcionant energia de alta qualitat als usuaris.

• Millora dels beneficis econòmics del subministrament d'energia

La millora de la qualitat de l'energia redueix les fallades dels equips i els costos de manteniment causats per problemes de qualitat de l'energia, millorant els beneficis econòmics i la qualitat del servei per als subministradors d'energia.

3.3 Millora de l'eficiència operativa

• Sinergia de control

El sistema intel·ligent ajusta automàticament els reguladors de derivació i la compensació reactiva

Redueix el flux redundant de potència entre un 15-20%

• Reducció de pèrdues

La regulació de tensió en temps real redueix les pèrdues dels transformadors

Millora l'eficiència energètica en més d'un 25%

• Optimització de costos

La coordinació de la xarxa intel·ligent redueix els costos de manteniment

Assegura la viabilitat a llarg termini de les microxarxes

• Actualització holística

Potencia la integració de l'energia neteja

Assolim un model d'O&M sostenible

3.4 Millora de la flexibilitat del sistema

• Integració eficient de fonts de potència distribuïdes

Els transformadors de distribució de 10 kV actualitzats permeten una resposta ràpida a les fluctuacions de potència en les microxarxes, integrant eficientment fonts de potència distribuïdes. Això assegura una utilització òptima de l'energia i sinergies energètiques complementàries.

• Gestió flexible de la càrrega

A través del disseny optimitzat del transformador, s'assoleix una regulació flexible de la càrrega, equilibrant eficaçment les relacions d'oferta i demanda en les microxarxes. Això millora la flexibilitat operativa i la capacitat d'acollir energies renovables.

• Promoció de l'adopció de l'energia neteja

Els transformadors de distribució de 10 kV actualitzats impulsen l'aplicació generalitzada de l'energia neteja, millorant significativament la capacitat d'acollir energies renovables en les microxarxes. Això posa les bases per a la transformació futura de la infraestructura energètica.

• Millora de la flexibilitat operativa de les microxarxes

Amb capacitats com la resposta ràpida a les fluctuacions de potència, la integració eficient de fonts de potència distribuïdes i la regulació flexible de la càrrega, els transformadors de 10 kV actualitzats milloren substancialment la flexibilitat operativa de les microxarxes.

4. Tendències futures

4.1 Convergència intel·ligent i digital

• Integració IoT: Diagnòstic en temps real dels transformadors mitjançant sensors integrats i gemells digitals
• Energia - Estalvi i Ambient - Amigable

Avance el reciclatge/reutilització dels transformadors per impulsar la sostenibilitat, minimitzar residus i forjar ecosistemes verds col·laboratius.

4.2 Altament adaptat a nous sistemes de potència

• Sinergia col·laborativa
  Els transformadors de 10 kV del futur s'integraran de manera fluida amb l'energia renovable,
  emmagatzematge d'energia, vehicles elèctrics i tecnologies de xarxa intel·ligent per construir sistemes de potència sostenibles,
  eficients i resilients.
• Compatibilitat i adaptabilitat
  Els transformadors de 10 kV del futur milloraran la compatibilitat i adaptabilitat per
  flexiblement atendre a diverses demandes de la xarxa en diversos escenaris, assegurant un subministrament estable

4.3 Desenvolupament de productes verds i amigables amb l'ambient

• Fabricació de materials verds

Els transformadors del futur utilitzaran materials d'aïllament eco-amigables i fabricació eficient d'energia per reduir tant el consum d'energia operatiu com la pegada ecològica.

• Energia - Estalvi i Ambient - Amigable
  Avance el reciclatge/reutilització dels transformadors per impulsar la sostenibilitat, minimitzar residus i forjar ecosistemes verds col·laboratius.

4.4 Funció integrada i disseny modular

• Funció integrada

Els transformadors de 10 kV evolucionaran cap a unitats modulaires multifuncionals que incorporen capacitats de gestió de la qualitat de l'energia, protecció, comunicació i control per atendre les demandes de les microxarxes.

• Disseny modular

racionalitza l'instal·lació, el manteniment i les actualitzacions, mentre augmenta la versatilitat/intercanviabilitat del producte, permetent la substitució ràpida de components al camp per reduir costos i augmentar l'eficiència del sistema.