10 kV distribuční transformátor a mikrořízení spolupracující operační produktové řešení

1. Výzvy

1.1 Nedostatečná adaptabilita k obousměrnému toku energie

• Kolísání napětí a rizika přetížení

Obousměrný tok energie zhoršuje nestabilitu napětí a přetížení zařízení, což ohrožuje transformátory a integritu sítě. Je nezbytné zlepšit adaptivní návrh.

• Omezení jednosměrného návrhu

Tradiční distribuční transformátory na 10 kV, navržené pro jednosměrný tok energie, se těžko vyrovnají s integrací distribuované generace v mikrosítích.

• Kvalita energie a životnost zařízení

Optimalizované návrhy transformátorů zlepšují adaptabilitu k obousměrnému toku energie, což zajišťuje stabilní dodávku energie a prodlouženou životnost zařízení.

1.2 Výzvy v řízení kvality energie

• Nestálé zdroje a harmonické zkreslení

Mikrosítě čelí intermitentní generaci obnovitelných zdrojů a harmonickému znečištění ze strany elektronických zařízení, což komplikuje stabilitu napětí a frekvence.

• Zvýšené ztráty a degradace izolace

Komplexní energetické prostředí zrychluje ztráty transformátorů a lokální přehřívání, což vede k stárnutí izolace a rizikům poruch.

• Zlepšení operační bezpečnosti

Pokročilé metody snížení kvality energie redukují ztráty a poruchy transformátorů, což zajišťuje bezpečnější provoz mikrosítí.

1.3 Chudá komunikace a koordinace ovládání

• Omezení reálného času při výměně dat

Existující transformátory na 10 kV chybí robustní komunikační rozhraní pro integraci do systému správy energie (EMS) mikrosítí.

• Bariéry plánování a optimalizace

Omezená interoperabilita brání flexibilnímu plánování a optimálnímu provozu mikrosítí.

• Nutnost inteligentní modernizace

Inteligentní modernizace transformátorů s IoT podporou komunikačních protokolů (např. IEC 61850) je klíčová pro kontrolovatelnost na okraji sítě.

1.4 Nedostatečné konfigurace ochrany

• Výzvy v koordinaci ochrany

Tradiční schémata ochrany selhávají v řešení změn směru proudů v důsledku distribuovaných energetických zdrojů (DER).

• Rizika falešných spuštění

Obousměrný tok energie komplikuje koordinaci ochrany přetoku proudu a zemského vedení, což zvyšuje rizika nesprávného fungování.

• Adaptivní řešení ochrany

Směrové relé přetoku proudu a algoritmy založené na synchrophasorech jsou nezbytné pro izolaci poruch v hybridních sítích.

2. Elektroenergetická řešení Vizman

2.1 Globální optimalizace jádra transformátoru

• Kompatibilita s více standardy

Podporuje napěťové úrovně 11–66 kV, dvojfrekvenční provoz (50/60 Hz) a 3-fázové 4-drátové (TN-C/TN-S)/5-drátové (IT systém) konfigurace.

• Hybridní AC/DC rozhraní

Rozhraní kompatibilní s IEC 61850-7-420 a s certifikací UL 1741 SA/CE zajišťují globální interoperabilitu mikrosítí.

2. 2 Zlepšená odolnost vzhledem k prostředí

• Adaptace na extrémní klimatické podmínky

Návrh s hodnocením IP65 s operačním rozsahem -50°C až +55°C, ověřený podle IEC 60068-3 pro seismickou zónu 4 (8 stupňů Richterovy škály).

• Odolnost proti korozi

Plechové obaly z nerezové oceli s epoxidovými povlaky splňují normy ISO 9227 pro solnou mlhu pro pobřežní a průmyslové aplikace.

2.3 Lokalizované inteligentní ovládání

• Podpora více protokolů

Integruje DNP3, Modbus a IEC 60870-5-104 pro hladkou integraci EMS/SCADA.

• Interoperabilita s cloudovými platformami

Kompatibilní s AWS/Azure s rozhraními API pro Schneider EcoStruxure a Siemens Spectrum Power.

2.4 Uložení energie a soulad s politikou

• Integrace BESS s více technologiemi

Plug-and-play rozhraní pro LFP, plynové baterie a vodíkové úložiště, kompatibilní s NFPA 855/EU Battery Regulation.

• Dynamická reakce na tarify

Systémy správy energie (EMS) s AI optimalizují strategie ToU/negativní ceny pro trhy EU a Austrálie.

2.5 Certifikace spolehlivosti a návrh orientovaný na soulad s normami

• Mezinárodní standardy a certifikace projektu

Weitzmann Power Solutions striktně dodržují technické standardy formulované mezinárodními organizačními tělesy, včetně:

Mezinárodní elektrotechnické komise (IEC) a Institutu inženýrů elektroniky a elektriky (IEEE).

• Inženýrské servisní řešení

Seamless Diesel Generator Transfer System:

Integrován s automatickým přepínačem (ATS) v souladu s IEC 61439 a dvojitým synchronizačním kontrolérem, dosahující latence přenosu <16 ms (podle požadavků IEEE 1547 Class IV) pro nepřetržitou dodávku energie.

• Platforma pro kvantifikaci uhlíkových kreditů:

Vestavěný modul sledování emisí certifikovaný VERRA VCS/Gold Standard s ochranou proti nadměrnému napětí v souladu s IEC 62305-1, umožňující reálnou produkci uhlíkových kreditů a obchodování na blockchainu prostřednictvím protokolů v souladu s ISO 14064-2.

2.6 Mezinárodní standardy a certifikace projektu

• Elektromagnetická kompatibilita a environmentální požadavky

Splňuje standardy elektromagnetické kompatibility (EMC) EN 55032 (CE) a FCC Part 15, zároveň splňuje environmentální požadavky RoHS (EU) a REACH (bez PFAS), efektivně snižuje elektromagnetické rušení a environmentální znečištění.

• Elektrotechnické bezpečnostní standardy

Weitzmann Power Solutions splňují elektrotechnické bezpečnostní standardy IEC 60076 a IEEE C57.12.00, zajišťují inženýrsky bezpečný návrh a výrobu produktů, efektivně prevencují elektrotechnické poruchy a zranění osob.

• Flame Retardancy & Energy Efficiency Classifications

Certifikováno podle standardů odpornosti na hoření UL 94 V-0 (USA) a EN 45545 (EU), zároveň splňuje požadavky na energetickou efektivitu DOE 2016 (USA) a EU Tier 3, zajišťuje bezpečnou operaci a vysokou efektivitu výkonu elektrického zařízení.

3. Dosáhlé výsledky

3.1 Zlepšení spolehlivosti dodávky energie

• Strukturální optimalizace: Pokročilé OLTC a reaktivní kompenzace snižují kolísání napětí o 32%.
• Upgrade ochranného systému: Prostřednictvím sofistikovaného návrhu vnitřní struktury transformátoru, kombinovaného s použitím pokročilých relé načítacích článků a zařízení pro reaktivní kompenzaci, tento přístup efektivně snižuje kolísání napětí a problémy s přetížením způsobené obousměrným tokem energie.
• Dopad na uživatele: Prostřednictvím strukturální optimalizace transformátorů a zlepšených konfigurací ochrany byla výrazně zlepšena spolehlivost dodávky energie v mikrosítích a distribučních sítích, což vedlo ke značnému snížení ročního průměrného doby výpadku u uživatelů.

3.2 Zlepšení kvality energie

• Řízení THD

Prostřednictvím integrované funkce správy kvality energie je harmonický obsah v mikrosítích striktně kontrolován v rámci národních standardních limitů, což efektivně brání poškození elektrického zařízení a energetických systémů způsobené harmonickými vlnami.

• Potlačení kolísání napětí

Pokročilá technologie potlačení kolísání napětí zajišťuje stabilní napětí na straně uživatele, snižuje selhání zařízení a problémy s kvalitou energie způsobené kolísání napětí.

• Snížení poškození zařízení

Zlepšená kvalita energie výrazně minimalizuje škodu na elektrickém zařízení způsobenou problémy s kvalitou energie, prodlužuje životnost zařízení, zvyšuje efektivitu a poskytuje vysokou kvalitu energie uživatelům.

• Zlepšení ekonomických výhod dodávky energie

Zlepšená kvalita energie snižuje selhání zařízení a náklady na údržbu způsobené problémy s kvalitou energie, zlepšuje ekonomické výhody a kvalitu služeb dodavatelům energie.

3.3 Zlepšení operační efektivity

• Synergetické ovládání

Inteligentní systém automaticky upravuje relé načítacích článků a reaktivní kompenzace

Sníží redundantní tok energie o 15-20%

• Snížení ztrát

Reálné časové regulace napětí snižují ztráty transformátorů

Zlepšují energetickou efektivitu o 25%+

• Optimalizace nákladů

Koordinační inteligentní síť snižuje náklady na údržbu

Zajišťuje dlouhodobou životaschopnost mikrosítí

• Komplexní upgrade

Zvyšuje míru integrace čisté energie

Dosahuje udržitelného modelu O&M

3.4 Zlepšení flexibility systému

• Efektivní integrace distribuovaných zdrojů energie

Upgradované distribuční transformátory na 10 kV umožňují rychlou reakci na kolísání energie v mikrosítích, efektivně akomodují distribuované zdroje energie. To zajišťuje optimální využití energie a doplňkové synergie energie.

• Flexibilní správa zatížení

Prostřednictvím optimalizovaného návrhu transformátoru je dosaženo flexibilního regulačního zatížení, efektivně vyrovnává vztah nabídky a poptávky v mikrosítích. To zlepšuje operační flexibilitu a kapacitu akomodace obnovitelné energie.

• Podpora adopce čisté energie

Upgradované distribuční transformátory na 10 kV podporují široké použití čisté energie, výrazně zlepšují kapacitu akomodace obnovitelné energie v mikrosítích. To položí základy pro budoucí transformaci energetické infrastruktury.

• Zlepšení operační flexibility mikrosítí

S funkcemi včetně rychlé reakce na kolísání energie, efektivní integrace distribuovaných zdrojů energie a flexibilní regulační zatížení, upgradované transformátory na 10 kV výrazně zlepšují operační flexibilitu mikrosítí.

4. Budoucí trendy

4.1 Konvergence inteligence a digitalizace

• Integrace IoT: Reálně časová diagnostika transformátorů prostřednictvím vestavěných senzorů a digitálních dvojčat
• Energeticky úsporné a environmentálně přátelské

Rozvíjení recyklace a opětovného použití transformátorů pro podporu udržitelnosti, minimalizaci odpadu a vytváření spolupracujících zelených ekosystémů.

4.2 Vysoká adaptabilita na nové typy energetických systémů

• Synergetická spolupráce
  Budoucí transformátory na 10 kV budou bezproblémově integrovány s obnovitelnými zdroji energie,
  úložišti energie, elektrickými vozidly a technologiemi inteligentních sítí, aby vytvořily udržitelné,
  efektivní a odolné energetické systémy.
• Kompatibilita a adaptabilita
  Budoucí transformátory na 10 kV zlepší kompatibilitu a adaptabilitu, aby flexibilně vyhovovaly různým požadavkům sítí v různých scénářích, zajišťují stabilní
  dodávku

4.3 Vývoj zelených a environmentálně přátelských produktů

• Výroba zelených materiálů

Budoucí transformátory budou využívat ekologické izolační materiály a energeticky efektivní výrobu, aby snížily spotřebu energie během provozu i ekologickou stopu.

• Energeticky úsporné a environmentálně přátelské
  Rozvíjení recyklace a opětovného použití transformátorů pro podporu udržitelnosti, minimalizaci odpadu a vytváření spolupracujících zelených ekosystémů.

4.4 Integrace funkcí a modulární návrh

• Integrace funkcí

Transformátory na 10 kV se vyvinou na multifunkční modulární jednotky, které integrují funkce správy kvality energie, ochrany, komunikace a ovládání, aby vyhovely požadavkům mikrosítí.

• Modulární návrh

zjednodušuje instalaci, údržbu a upgrade, zároveň zvyšuje variabilitu a vyměnitelnost produktu, umožňuje rychlou výměnu součástek v terénu, aby snížilo náklady a zvýšilo efektivitu systému.