10 kV jakautusmuuntaja ja mikroverkoston yhteistyötä tukeva tuotepalveluratkaisu

1. Haasteet

1.1 Epäriittävä sopeutuvuus kaksisuuntaiseen sähkövirtaan

• Jännitteen heilahtelu & ylikuormitusrisikit

Kaksisuuntainen sähkövirta pahentaa jännitteen epävakautta ja laitteiden ylikuormitusta, vaarantamalla muunmuassa muuntimia ja sähköverkon eheyttä. Parannettu sopeutuva suunnittelu on välttämätöntä.

• Yksisuuntaisen suunnittelun rajoitukset

Perinteiset 10 kV jakajamuuntimet, jotka on suunniteltu yksisuuntaiselle sähkövirralle, kamppailevat hajautettujen tuotantoyksiköiden integroinnin kanssa mikroverkoissa.

• Sähkölaadun & laitteiden käyttöiän

Optimoitu muuntimen suunnittelu parantaa kaksisuuntaisen sähkövirran sopeuttavuutta, varmistamalla vakavan sähkön tarjonnan ja pidemmän laitekäytön.

1.2 Haasteet sähkölaadun hallinnassa

• Epäsäännöllisyys & harmoninen vääristyminen

Mikroverkot kohtaavat epäsäännöllistä uusiutuvaa tuotantoa ja harmonista saastumista sähkökomponenteista, haasteena jännitteen ja taajuuden vakaudelle.

• Lisääntyvät tappiot & eristyksen huonontuminen

Monimutkaiset sähköympäristöt nopeuttavat muuntimien tappioita ja paikallista ylikuumenemista, johtamalla erityksen ikääntymiseen ja virheriskeihin.

• Toiminnallisen turvallisuuden parantaminen

Edistynyt sähkölaadun lievittäminen vähentää muuntimien tappioita ja virheitä, varmistamalla turvallisempia mikroverkkotoimintoja.

1.3 Heikko viestintä & ohjauksen yhteistyö

• Todellisen ajan tiedonsiirron rajoitukset

Olemassa olevilla 10 kV muuntimilla ei ole luotettavia viestintärajapintoja mikroverkon energiahallintajärjestelmän (EMS) integrointia varten.

• Aikataulutus- & optimointiongelmat

Rajoitetulla yhteentoimivuudella vaikeutetaan joustavaa ajoitusta ja optimaalista mikroverkkotoimintaa.

• Älykäs päivityksen tarve

Älymuuntimien päivitys IoT-aktivoitujen viestintäprotokollien (esim. IEC 61850) avulla on kriittistä rajaverkon hallitsemiseksi.

1.4 Riittämättömät suojausasetukset

• Suojauskoordinoinnin haasteet

Perinteiset suojajärjestelmät eivät kykene käsittelemään sijainninmuutoksia, jotka aiheutuvat hajautetuista energialähteistä (DER).

• Väärän toiminnon riskit

Kaksisuuntainen sähkövirta monimutkistaa ylikuormitus- ja maavirransuojauksen koordinoinnin, lisäämällä väärän toiminnan riskejä.

• Soveltuviat suojausratkaisut

Suuntaylikuormisuuskilpailijat ja synkronoidun vaihesignaaliperustaiset algoritmit ovat tarpeen virhetarkistuksessa hybridiverkoissa.

2. Vizman Electric Power Solutions

2.1 Yleinen ydinrakenteen optimointi

• Monistandardiyhteensopivuus

Tukee 11–66 kV jännitetasoja, kaksitaajuuden toimintaa (50/60 Hz) ja kolmifasista neliviivaisia (TN-C/TN-S)/viisiviivaisia (IT-järjestelmä) konfiguraatioita.

• Hybridi AC/DC rajapinnat

IEC 61850-7-420-yhteensopivat rajapinnat UL 1741 SA/CE-sertifikaation kanssa varmistavat globaalin mikroverkon yhteensopivuuden.

2. 2 Parannettu ympäristökestävyys

• Äärimmäisten ilmastonolosuhteiden sopeutuminen

IP65-luokiteltu suunnittelu -50°C +55°C toimintatempelaama, validoituna IEC 60068-3:n mukaan maanjäristysalueelle 4 (8 Richterin asteikko).

• Rostottumiskiestävyys

Rostovalmistettu kotelu epoksihautaluksella vastaa ISO 9227:n meripohjaisia/puolustusteollisuuden standardeja.

2.3 Paikallinen älykäs hallinta

• Monirotuksen tuki

Integroi DNP3, Modbus ja IEC 60870-5-104 siihen EMS/SCADA-integraatiolle.

• Pilvipalveluympäristön yhteistoimivuus

AWS/Azure-yhteensopiva API-ajatuksella Schneider EcoStruxure- ja Siemens Spectrum Power -rajapinnat.

2.4 Energian varasto & sääntelyn yhteensopivuus

• Moniteknologinen BESS-integrointi

Liitä ja käytä -rajapinnat LFP, virtausakkujen ja vetyvarastojen kanssa, sopusointuun NFPA 855/EU Akkuregulaation kanssa.

• Dynaaminen hinnoittelustrategian reagointi

AI-pohjaiset energiahallintajärjestelmät (EMS) optimoivat ToU/negatiiviset hinnoittelustrategiat EU/Australian markkinoille.

2.5 Luotettavuuden sertifiointi & sääntelykeskeinen suunnittelu

• Projektin kansainväliset standardit & sertifikaatit

Weitzmann Power Solutions noudattavat tiukasti kansainvälisten standardisaatiolaitosten laatimia teknisiä standardeja, mukaan lukien:

International Electrotechnical Commission (IEC) ja Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

• Insinööritoimintaratkaisut

Seamless Diesel Generator Transfer System:

Integroidun IEC 61439 -sopivan automaattisen siirtokatkaisimen (ATS) ja kaksibus-synkronointikontrollerin avulla saavutetaan <16 ms siirtoviive (IEEE 1547 Class IV -vaatimusten mukaan) keskeytymättömälle sähkötoimitukselle.

• Hiilidioksidipistekvantitustarin alla:

Upotettu VERRA VCS/Kultaseen sertifioitu päästöseurantaohjelma IEC 62305-1 -sopivalla surgesuojalla, mahdollistaa reaaliaikaisen hiilidioksidipisteen luomisen ja blockchain-pohjaisen kaupankäynnin ISO 14064-2 -sopivien raportointiprotokollien avulla.

2.6 Projektiin liittyvät kansainväliset standardit & sertifikaatit

• Sähkömagneettinen yhteensopivuus & ympäristövaatimukset

Noudattaa sähkömagneettisen yhteensopivuuden (EMC) standardeja EN 55032 (CE) ja FCC Part 15, samalla täyttäen RoHS (EU) ja REACH (PFAS-vapaan yhteensopivuuden) ympäristövaatimukset, tehokkaasti vähentäen sähkömagneettista häiriintä ja ympäristösaastumista.

• Sähköinen turvallisuusstandardit

Weitzmann Power Solutions noudattavat sähköturvallisuusstandardeja IEC 60076 ja IEEE C57.12.00, varmistamalla insinöörikäyttöä tuotantoprosesseissa, tehokkaasti estäen sähköisiä virheitä ja henkilöstön loukkaantumisia.

• Liekinpitävyys & energiatehokkuusluokitus

Sertifioitu liekinpitävyysstandardeihin UL 94 V-0 (USA) ja EN 45545 (EU), samalla täyttäen DOE 2016 (USA) ja EU Tier 3 -energiatehokkuusvaatimukset, varmistamalla sähkölaitteiden turvallisen toiminnan ja korkean tehokkuuden.

3. Saavutetut tulokset

3.1 Parannettu sähkötoimituksen luotettavuus

• Rakenneoptimointi: Edistynyt OLTC ja reaktiivinen kompensointi vähentävät jännitteen heilahteluja 32 %.
• Suojajärjestelmän päivitys: Muuntimen sisäisen rakenteen sofistikoitu suunnittelu yhdistettynä edistyneiden kuorman kantamisen tapahtuessa ja reaktiivisen voiman kompensointilaitteiden käyttöön, tämä lähestymistapa vähentää tehokkaasti jännitteen heilahteluja ja ylikuormitusongelmia, jotka aiheutuvat kaksisuuntaisesta sähkövirrasta.
• Käyttäjän vaikutus: Muuntimien rakenneoptimoinnin ja parannettujen suojarakenteiden avulla mikroverkkojen ja jakeluverkkojen sähkötoimituksen luotettavuus on huomattavasti parantunut, mikä on johtanut käyttäjien vuosittaiseen keskimääräiseen keskeytyskestoön huomattavaan vähenemiseen.

3.2 Parannettu sähkölaatu

• THD-hallinta

Yhdennetty sähkölaadunhallintatoiminnallisuuden avulla mikroverkkojen harmoniset sisällöt pysyv tiukasti kansallisten standardien rajoissa, tehokkaasti ehkäisemässä harmonisten vaikutusten aiheuttamaa sähkölaitteiden ja sähköjärjestelmien vaurioitumista.

• Jännitteen heilahteluiden hillitseminen

Edistynyt jännitteen heilahteluiden hillitsemisteknologia varmistaa vakaiden jännitteiden käyttäjän loppuosassa, vähentäen jännitteen heilahteluiden aiheuttamia laiterikkoja ja sähkölaadun ongelmia.

• Vähennä laiterikkoihin aiheuttamaa vahinkoa

Parannettu sähkölaatu vähentää huomattavasti sähkölaadun ongelmien aiheuttamaa sähkölaitteiden vaurioitumista, pidentää laitteiden käyttöikää, parantaa tehokkuutta ja tarjoaa korkealaatuisen sähkön käyttäjille.

• Paranna sähkötoimituksen taloudellisia etuja

Parannettu sähkölaatu vähentää laiterikkoihin ja ylläpitoon liittyviä kustannuksia, parantaa taloudellisia etuja ja palvelun laatu sähkötoimittajille.

3.3 Toiminnan tehokkuuden parantaminen

• Synergisoitu hallinta

Älyjärjestelmä automaattisesti säätää kuorman kantamisen tapahtuessa & reaktiivinen kompensointi

Vähentää turhia sähkövirtoja 15-20%

• Tappioiden vähentäminen

Reaaliaikainen jännitteen säätö leikkaa muuntimien tappioita

Parantaa energiatehokkuutta 25%+

• Kustannuseffektiivisyys

Älyverkon yhteistyö vähentää ylläpidon kustannuksia

Varmistaa pitkäaikaisen mikroverkon kannattavuuden

• Kokonaisvaltainen päivitys

Lisää puhtaan energian integrointitaso

Saavuttaa kestävän O&M-mallin

3.4 Järjestelmän joustavuuden parantaminen

• Hajautetun sähköntuotannon tehokas integrointi

Päivitetyt 10 kV jakajamuuntimet mahdollistavat nopean reagoinnin mikroverkon sähkövirran vaihteluille, tehokkaasti integroimalla hajautettuja sähköntuotantoja. Tämä varmistaa optimoitu energian käyttö ja komplementaarisen energian synergian.

• Joustava kuormanhallinta

Muuntimen suunnittelun optimoinnin avulla saavutetaan joustava kuormanhallinta, tehokkaasti tasapainottaen mikroverkkojen tarjonnan ja kysynnän suhteen. Tämä parantaa toiminnan joustavuutta ja uusiutuvan energian integrointikapasiteettia.

• Puhtaan energian käytön edistäminen

Päivitetyt 10 kV jakajamuuntimet edistävät laajamittaista puhtaan energian käyttöä, huomattavasti parantamalla mikroverkkojen uusiutuvan energian integrointikapasiteettia. Tämä luo perustan tulevan energiainfrastruktuurin muutokselle.

• Mikroverkon toiminnan joustavuuden parantaminen

Nopean sähkövirran vaihtelun reagoinnin, tehokkaan hajautetun sähköntuotannon integroinnin ja joustavan kuormanhallinnan avulla päivitetyt 10 kV muuntimet huomattavasti parantavat mikroverkon toiminnan joustavuutta.

4. Tulevaisuuden trendit

4.1 Älykäs & digitaalinen yhdistäminen

• IoT-integrointi: Reaaliaikainen muuntimen diagnostiikka upotetuilla antureilla ja digitaalisilla kaksoisversioilla
• Energiasäästö ja ympäristöystävällisyys

Edistä muuntimien kierrätystä/uudelleenkäyttöä kestävyyden, jätteen vähentämisen ja yhteistyöllisten vihreiden ekosysteemien luomisen tukemiseksi.

4.2 Korkeasti sopeutettu uusien sähköjärjestelmien

• Yhteistyösynergia
  Tulevaisuuden 10 kV muuntimet integroituvat uusiutuvaan energiaan, 
  energian varastointiin, sähköautoihin ja älyverkkoteknologioihin, rakentaen kestäviä, 
  tehokkaita ja resistenttejä sähköjärjestelmiä.
• Yhteensopivuus ja sopeutettavuus
  Tulevaisuuden 10 kV muuntimet parantavat yhteensopivuutta ja sopeutettavuutta 
  joustavasti vastaamaan monipuolisiin verkkojen vaatimuksiin eri skenaarioissa, varmistamalla vakavan 
  tarjoamisen

4.3 Vihreiden ja ympäristöystävällisten tuotteiden kehittäminen

• Vihreän materiaalin valmistus

Tulevaisuuden muuntimet käyttävät ympäristöystävällisiä eristyksen materiaaleja ja energiatehokasta valmistusta vähentääkseen sekä toiminnallista energiankulutusta että ympäristöalan jalanjälkeä.

• Energiasäästö ja ympäristöystävällisyys
  Edistä muuntimien kierrätystä/uudelleenkäyttöä kestävyyden, jätteen vähentämisen ja yhteistyöllisten vihreiden ekosysteemien luomisen tukemiseksi.

4.4 Integroitu toiminto ja modulaarinen suunnittelu

• Integroitu toiminto

10 kV muuntimet kehittyvät monitoimisiin modulaarisiksi yksiköiksi, jotka sisältävät sähkölaadunhallintaa, suojaa, viestintää ja ohjausta mikroverkkovaatimusten vastaamiseksi.

• Modulaarinen suunnittelu

säädös asennuksen, ylläpidon ja päivitysten helpottamiseksi, samalla parantamalla tuotteen monipuolisuutta/vaihtokelpoisuutta, mahdollistaen nopean kenttäkomponenttien korvaamisen kustannusten vähentämiseksi ja järjestelmän tehokkuuden parantamiseksi.