Solution de produit pour la collaboration entre transformateur de distribution 10 kV et micro-réseau

1. Défis

1.1 Adaptabilité insuffisante au flux d'énergie bidirectionnel

• Fluctuations de tension et risques de surcharge

Le flux d'énergie bidirectionnel aggrave l'instabilité de la tension et la surcharge des équipements, mettant en danger les transformateurs et l'intégrité du réseau. Une conception adaptative améliorée est impérative.

• Limites de la conception unidirectionnelle

Les transformateurs de distribution 10 kV conventionnels, conçus pour un flux d'énergie unidirectionnel, peinent à intégrer la génération distribuée dans les micro-réseaux.

• Qualité de l'énergie et longévité des équipements

Des conceptions optimisées de transformateurs améliorent l'adaptabilité au flux d'énergie bidirectionnel, assurant une alimentation stable et prolongeant la durée de vie des équipements.

1.2 Défis dans le contrôle de la qualité de l'énergie

• Intermittence et distorsion harmonique

Les micro-réseaux font face à une génération renouvelable intermittente et à la pollution harmonique provenant des électroniques de puissance, ce qui challenge la stabilité de la tension et de la fréquence.

• Pertes accrues et dégradation de l'isolation

Les environnements électriques complexes accélèrent les pertes des transformateurs et le surchauffage localisé, conduisant au vieillissement de l'isolation et aux risques de défauts.

• Améliorations de la sécurité opérationnelle

La réduction avancée des problèmes de qualité de l'énergie diminue les pertes et les défauts des transformateurs, assurant des opérations plus sûres des micro-réseaux.

1.3 Mauvaise communication et coordination de contrôle

• Limites de l'échange de données en temps réel

Les transformateurs 10 kV existants manquent d'interfaces de communication robustes pour l'intégration au système de gestion d'énergie (EMS) des micro-réseaux.

• Barrières à la planification et à l'optimisation

L'interopérabilité limitée entrave la mise en service flexible et l'exploitation optimale des micro-réseaux.

• Nécessité d'une mise à niveau intelligente

Les mises à niveau de transformateurs intelligents avec des protocoles de communication IoT (par exemple, IEC 61850) sont essentielles pour la contrôlabilité au bord du réseau.

1.4 Configurations de protection inadéquates

• Défis de coordination de protection

Les schémas de protection traditionnels ne parviennent pas à traiter les changements de direction des courants de défaut causés par les sources d'énergie distribuées (SED).

• Risques de déclenchement erroné

Le flux d'énergie bidirectionnel complique la coordination de la protection contre les surintensités et les défauts à la terre, augmentant les risques de mauvais fonctionnement.

• Solutions de protection adaptatives

Des relais de surintensité directionnels et des algorithmes basés sur des synchrophaseurs sont nécessaires pour l'isolement des défauts dans les réseaux hybrides.

2. Solutions électriques Vizman

2.1 Optimisation globale de la conception du noyau

• Compatibilité multi-normes

Prend en charge les niveaux de tension de 11 à 66 kV, l'opération biface (50/60 Hz) et les configurations triphasées à quatre fils (TN-C/TN-S) ou cinq fils (système IT).

• Interfaces hybrides AC/DC

Des interfaces conformes à la norme IEC 61850-7-420 avec certification UL 1741 SA/CE garantissent l'interopérabilité mondiale des micro-réseaux.

2.2 Résilience environnementale améliorée

• Adaptation aux climats extrêmes

Conception IP65 avec une plage de fonctionnement de -50°C à +55°C, validée selon la norme IEC 60068-3 pour la zone sismique 4 (échelle de Richter 8).

• Résistance à la corrosion

Boîtiers en acier inoxydable avec revêtement époxy répondant aux normes ISO 9227 de pulvérisation saline pour les applications côtières et industrielles.

2.3 Contrôle intelligent local

• Support multi-protocole

Intègre DNP3, Modbus et IEC 60870-5-104 pour une intégration transparente EMS/SCADA.

• Interopérabilité avec les plateformes cloud

Compatible AWS/Azure avec des interfaces pilotées par API pour Schneider EcoStruxure et Siemens Spectrum Power.

2.4 Stockage d'énergie et alignement des politiques

• Intégration BESS multi-technologie

Interfaces plug-and-play pour les batteries LFP, à flux et à hydrogène, conformes à la NFPA 855/Réglementation européenne sur les batteries.

• Réponse dynamique aux tarifs

Des systèmes de gestion de l'énergie (EMS) alimentés par l'IA optimisent les stratégies ToU/prix négatifs pour les marchés européens et australiens.

2.5 Certification de fiabilité et conception orientée vers la conformité

• Normes internationales et certifications des projets

Weitzmann Power Solutions se conforme strictement aux normes techniques formulées par les organismes de normalisation internationale, y compris :

Commission électrotechnique internationale (IEC) et Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

• Solutions de services ingénierées

Système de transfert de générateur diesel sans interruption :

Intégré avec un commutateur de transfert automatique (ATS) conforme à la norme IEC 61439 et un contrôleur de synchronisation de double bus, atteignant un délai de transfert inférieur à 16 ms (selon les exigences de la classe IV de la norme IEEE 1547) pour une alimentation électrique ininterrompue.

• Plateforme de quantification de crédits carbone :

Module de surveillance des émissions certifié VERRA VCS/Gold Standard avec protection contre les surtensions conforme à la norme IEC 62305-1, permettant la génération de crédits carbone en temps réel et leur échange via des protocoles de rapport alignés sur la norme ISO 14064-2.

2.6 Normes et certifications internationales des projets

• Compatibilité électromagnétique et exigences environnementales

Conforme aux normes de compatibilité électromagnétique (CEM) EN 55032 (CE) et FCC Part 15, tout en respectant les exigences environnementales de RoHS (UE) et REACH (conformité sans PFAS), réduisant efficacement les interférences électromagnétiques et la pollution environnementale.

• Normes de sécurité électrique

Weitzmann Power Solutions respecte les normes de sécurité électrique IEC 60076 et IEEE C57.12.00, assurant une sécurité ingénierée dans la conception et les processus de fabrication des produits, avec une prévention efficace des défauts électriques et des blessures du personnel.

• Classification de la résistance au feu et de l'efficacité énergétique

Certifié aux normes de résistance au feu UL 94 V-0 (États-Unis) et EN 45545 (UE), tout en respectant les exigences d'efficacité énergétique DOE 2016 (États-Unis) et UE Tier 3, assurant un fonctionnement sûr et une performance à haute efficacité des équipements électriques.

3. Résultats obtenus

3.1 Amélioration de la fiabilité de l'alimentation en électricité

• Optimisation structurelle : Les OLTC avancés et la compensation réactive réduisent les fluctuations de tension de 32%.
• Mise à niveau du système de protection : Grâce à une conception sophistiquée de la structure interne du transformateur, combinée à l'adoption de changeurs de rapports sous charge avancés et de dispositifs de compensation de puissance réactive, cette approche réduit efficacement les fluctuations de tension et les problèmes de surcharge dus au flux d'énergie bidirectionnel.
• Impact sur l'utilisateur : Par l'optimisation structurelle des transformateurs et la configuration améliorée de la protection, la fiabilité de l'alimentation en électricité des micro-réseaux et des réseaux de distribution a été considérablement améliorée, entraînant une réduction marquée de la durée moyenne annuelle d'interruption pour les utilisateurs.

3.2 Amélioration de la qualité de l'énergie

• Contrôle du THD

Grâce à une fonctionnalité de gestion de la qualité de l'énergie intégrée, le contenu harmonique dans les micro-réseaux est strictement contrôlé dans les limites des normes nationales, évitant efficacement les dommages aux équipements électriques et aux systèmes de puissance causés par les harmoniques.

• Suppression des fluctuations de tension

Une technologie avancée de suppression des fluctuations de tension assure une tension stable chez l'utilisateur, réduisant les pannes d'équipements et les problèmes de qualité de l'énergie causés par les fluctuations de tension.

• Réduction des dommages aux équipements

L'amélioration de la qualité de l'énergie réduit considérablement les dommages aux équipements électriques causés par les problèmes de qualité de l'énergie, prolongeant la durée de vie des équipements, améliorant l'efficacité et fournissant une électricité de haute qualité aux utilisateurs.

• Amélioration des avantages économiques de l'alimentation en électricité

L'amélioration de la qualité de l'énergie réduit les pannes d'équipements et les coûts de maintenance dus aux problèmes de qualité de l'énergie, améliorant les avantages économiques et la qualité de service pour les fournisseurs d'électricité.

3.3 Amélioration de l'efficacité opérationnelle

• Synergie de contrôle

Le système intelligent ajuste automatiquement les changeurs de rapports et la compensation réactive

Réduit le flux d'énergie redondant de 15 à 20%

• Réduction des pertes

La régulation de la tension en temps réel réduit les pertes des transformateurs

Améliore l'efficacité énergétique de plus de 25%

• Optimisation des coûts

La coordination du réseau intelligent réduit les coûts de maintenance

Assure la viabilité à long terme des micro-réseaux

• Mise à niveau holistique

Augmente le taux d'intégration de l'énergie propre

Atteint un modèle d'exploitation et de maintenance durable

3.4 Amélioration de la flexibilité du système

• Intégration efficace des sources d'énergie distribuées

Les transformateurs de distribution 10kV mis à jour permettent une réponse rapide aux fluctuations de puissance des micro-réseaux, intégrant efficacement les sources d'énergie distribuées. Cela assure une utilisation optimale de l'énergie et des synergies énergétiques complémentaires.

• Gestion flexible de la charge

Grâce à une conception optimisée des transformateurs, une régulation flexible de la charge est réalisée, équilibrant efficacement la relation offre-demande dans les micro-réseaux. Cela améliore la flexibilité opérationnelle et la capacité d'accueil de l'énergie renouvelable.

• Promotion de l'adoption de l'énergie propre

Les transformateurs de distribution 10kV mis à jour favorisent l'application généralisée de l'énergie propre, améliorant considérablement la capacité d'accueil de l'énergie renouvelable des micro-réseaux. Cela pose les bases pour la transformation future de l'infrastructure énergétique.

• Amélioration de la flexibilité opérationnelle des micro-réseaux

Avec des capacités telles que la réponse rapide aux fluctuations de puissance, l'intégration efficace de l'énergie distribuée et la régulation flexible de la charge, les transformateurs 10kV mis à jour améliorent considérablement la flexibilité opérationnelle des micro-réseaux.

4. Tendances futures

4.1 Convergence intelligente et numérique

• Intégration de l'IoT : Diagnostic en temps réel des transformateurs via des capteurs embarqués et des jumeaux numériques
• Économie d'énergie et respect de l'environnement

Avancer le recyclage et la réutilisation des transformateurs pour promouvoir la durabilité, minimiser les déchets et forger des écosystèmes verts collaboratifs.

4.2 Hautement adaptés aux nouveaux systèmes de puissance

• Synergie collaborative
  Les futurs transformateurs 10kV s'intégreront de manière transparente à l'énergie renouvelable, au stockage d'énergie, aux véhicules électriques et aux technologies de réseau intelligent pour construire des systèmes de puissance durables, efficaces et résilients.
• Compatibilité et adaptabilité
  Les futurs transformateurs 10kV amélioreront la compatibilité et l'adaptabilité pour répondre de manière flexible aux diverses demandes de réseau dans différents scénarios, assurant une alimentation stable.

4.3 Développement de produits verts et respectueux de l'environnement

• Fabrication de matériaux verts

Les futurs transformateurs utiliseront des matériaux d'isolation écologiques et une fabrication économe en énergie pour réduire la consommation d'énergie opérationnelle et l'empreinte écologique.

• Économie d'énergie et respect de l'environnement
  Avancer le recyclage et la réutilisation des transformateurs pour promouvoir la durabilité, minimiser les déchets et forger des écosystèmes verts collaboratifs.

4.4 Fonction intégrée et conception modulaire

• Fonction intégrée

Les transformateurs 10kV évolueront vers des unités modulaires multifonctionnelles intégrant la gestion de la qualité de l'énergie, la protection, la communication et le contrôle pour répondre aux besoins des micro-réseaux.

• Conception modulaire

Simplifie l'installation, la maintenance et les mises à niveau tout en améliorant la polyvalence et l'interchangeabilité des produits, permettant un remplacement rapide des composants sur site pour réduire les coûts et améliorer l'efficacité du système.