Solución de produto para a operación colaborativa de transformadores de distribución de 10 kV e microxeración

1. Desafíos

1.1 Adaptabilidade insuficiente ao fluxo de potencia bidireccional

• Fluctuacións de tensión e riscos de sobrecarga

O fluxo de potencia bidireccional acentúa a inestabilidade da tensión e a sobrecarga do equipo, pondo en perigo os transformadores e a integridade da rede. É imperativo un deseño adaptativo mellorado.

• Limitacións do deseño unidireccional

Os transformadores de distribución convencionais de 10 kV, deseñados para o fluxo de potencia unidireccional, teñen dificultades para acomodar a integración da xeración distribuída nas microredes.

• Calidade da potencia e longevidade do equipo

Os deseños optimizados dos transformadores melloran a adaptabilidade ao fluxo de potencia bidireccional, asegurando un suministro estable de potencia e unha vida útil prolongada do equipo.

1.2 Desafíos no control da calidade da potencia

• Intermitencia e distorsión harmónica

As microredes enfrentan a xeración renovable intermitente e a contaminación harmónica dende electrónica de potencia, desafiando a estabilidade de tensión/frecuencia.

• Aumento das perdas e degradación da aislación

Os entornos complexos de potencia aceleran as perdas dos transformadores e o sobreaquecimento localizado, levando ao envellecemento da aislación e aos riscos de fallos.

• Melloras na seguridade operativa

A mitigación avanzada da calidade da potencia reduce as perdas e os fallos dos transformadores, asegurando operacións máis seguras das microredes.

1.3 Comunicación e coordinación de control pobres

• Limitacións na troca de datos en tempo real

Os transformadores existentes de 10 kV carecen de interfaces de comunicación robustas para a integración do sistema de xestión de enerxía (EMS) da microrede.

• Barreras de programación e optimización

A interoperabilidade limitada impide un despacho flexible e a operación óptima da microrede.

• Necesidade de actualización intelixente

As actualizacións de transformadores intelixentes con protocolos de comunicación habilitados para IoT (por exemplo, IEC 61850) son cruciais para a controlabilidade na orilla da rede.

1.4 Configuracións de protección inadequadas

• Desafíos na coordinación de protección

Os esquemas de protección tradicionais non abordan os cambios na direción da corrente de falso causados polas fontes de enerxía distribuída (DERs).

• Riscos de disparo falso

O fluxo de potencia bidireccional complica a coordinación da protección contra sobrecorrente/terramento, aumentando os riscos de mala operación.

• Solucións de protección adaptativas

Son necesarios relés de sobrecorrente direccionais e algoritmos baseados en sincofasores para a isolación de fallos en redes híbridas.

2. Solucións eléctricas de Vizman

2.1 Optimización global do deseño do núcleo

• Compatibilidade multiestándar

Soporta niveis de tensión de 11-66 kV, operación dual de frecuencia (50/60 Hz) e configuracións de 3 fases 4 cables (TN-C/TN-S)/5 cables (sistema IT).

• Interfaces híbridas AC/DC

Interfaces compatibles con IEC 61850-7-420 con certificación UL 1741 SA/CE aseguran a interoperabilidade global das microredes.

2.2 Resiliencia ambiental mellorada

• Adaptación a climas extremos

Deseño IP65 con rango operativo de -50°C a +55°C, validado segundo IEC 60068-3 para zona sísmica 4 (escala Richter 8).

• Resistencia á corrosión

Cubricións de acero inoxidable con recubrimentos de epoxi que cumprirán os estándares ISO 9227 de pulverización de sal para aplicacións costeiras/industriais.

2.3 Control intelixente localizado

• Soporte multi-protocolo

Integra DNP3, Modbus e IEC 60870-5-104 para unha integración semelleante EMS/SCADA.

• Interoperabilidade con plataformas en nube

Compatible con AWS/Azure con interfaces impulsadas por API para Schneider EcoStruxure e Siemens Spectrum Power.

2.4 Almacenamento de enerxía e alineación de políticas

• Integración de BESS multi-tecnoloxía

Interfaces plug-and-play para baterías LFP, baterías de flujo e almacenamento de hidróxeno, compatibles con NFPA 855/Regulación de Baterías da UE.

• Resposta dinámica a tarifas

Sistemas de xestión de enerxía (EMS) impulsados por IA optimizan estratexias de prezos ToU/negativos para mercados da UE/Australia.

2.5 Certificación de fiabilidade e deseño orientado á conformidade

• Estándares internacionais e certificacións de proxecto

As solucións de poder de Weitzmann cumprirán estritamente coas normas técnicas formuladas por organismos de estandarización internacionais, incluíndo:

Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) e Instituto de Ingenieros Eléctricos e Electrónicos (IEEE).

• Solucións de servizo de enxeñaría

Sistema de transferencia de xeneradores diésel sen interrupción:

Integrado con interruptor automático de transferencia (ATS) compatible con IEC 61439 e controlador de sincronización de bus dúplex, logrando un retardo de transferencia <16ms (segundo os requisitos de IEEE 1547 Class IV) para un suministro ininterrumpido de potencia.

• Plataforma de cuantificación de créditos de carbono:

Módulo de monitorización de emisións certificado por VERRA VCS/Gold Standard con protección contra sobretensión conforme a IEC 62305-1, permitindo a xeración de créditos de carbono en tempo real e a súa comercialización mediante bloques co protocolo de informe alineado con ISO 14064-2.

2.6 Estándares internacionais e certificacións de proxecto

• Compatibilidade electromagnética e requisitos ambientais

Cumple coas normas de compatibilidade electromagnética (EMC) EN 55032 (CE) e FCC Part 15, mentres se cumpren os requisitos ambientais de RoHS (UE) e REACH (cumprimento libre de PFAS), reducindo eficazmente a interferencia electromagnética e a contaminación ambiental.

• Normas de seguridade eléctrica

As solucións de poder de Weitzmann cumprirán coas normas de seguridade eléctrica IEC 60076 e IEEE C57.12.00, asegurando a seguridade enxeñeira no deseño e procesos de fabricación do produto, con prevención efectiva de fallos eléctricos e lesións persoais.

• Clasificacións de resistencia ao fogo e eficiencia energética

Certificado coas normas de resistencia ao fogo UL 94 V-0 (EE.UU.) e EN 45545 (UE), mentres se cumpren os requisitos de eficiencia energética DOE 2016 (EE.UU.) e EU Tier 3, asegurando a operación segura e o rendemento de alta eficiencia do equipo eléctrico.

3. Resultados conseguidos

3.1 Fiabilidade mellorada do suministro de potencia

• Otimización estructural: OLTC avanzados e compensación reactiva reducen as fluctuacións de tensión en un 32%.
• Actualización do sistema de protección: A través dun deseño sofisticado da estrutura interna do transformador, combinado coa adopción de cambiadores de tope ba carga avanzados e dispositivos de compensación de potencia reactiva, este enfoque reduce eficazmente as fluctuacións de tensión e os problemas de sobrecarga causados polo fluxo de potencia bidireccional.
• Impacto no usuario: A través da optimización estructural dos transformadores e das configuracións de protección melloradas, a fiabilidade do suministro de potencia das microredes e das redes de distribución foi significativamente mellorada, resultando nunha reducción marcada na duración media anual de cortes de enerxía para os usuarios.

3.2 Melhora da calidade da potencia

• Control de THD

A través da funcionalidade integrada de xestión da calidade da potencia, o contido harmónico nas microredes está estritamente controlado dentro dos límites dos estándares nacionais, evitando eficazmente danos no equipo eléctrico e nos sistemas de potencia causados polos harmónicos.

• Suprimir fluctuacións de tensión

A tecnoloxía avanzada de supresión de fluctuacións de tensión asegura unha tensión estable no final do usuario, reducindo as falhas do equipo e os problemas de calidade da potencia causados polas fluctuacións de tensión.

• Reducir danos no equipo

A melhora da calidade da potencia minimiza significativamente o dano ao equipo eléctrico causado por problemas de calidade da potencia, prolongando a vida útil do equipo, mellorando a eficiencia e entregando potencia de alta calidade aos usuarios.

• Potenciar os beneficios económicos do suministro de potencia

A melhora da calidade da potencia reduce as falhas do equipo e os custos de manutención debido a problemas de calidade da potencia, mellorando os beneficios económicos e a calidade do servizo para os fornecedores de potencia.

3.3 Melhora da eficiencia operativa

• Control sinérgico

O sistema intelixente auto-axusta os cambiadores de tope e a compensación reactiva

Reduz o fluxo de potencia redundante en un 15-20%

• Reducción de perdas

A regulación de tensión en tempo real reduz as perdas do transformador

Melhora a eficiencia enerxética en máis do 25%

• Optimización de custos

A coordinación da rede intelixente reduce os custos de manutención

Asegura a viabilidade a longo prazo da microrede

• Actualización holística

Potencia a taxa de integración de enerxía limpa

Alcanza un modelo de O&M sustentable

3.4 Potenciar a flexibilidade do sistema

• Integración eficiente de fontes de potencia distribuída

Os transformadores de distribución de 10kV actualizados permiten unha resposta rápida ás fluctuacións de potencia da microrede, acomodando eficientemente as fontes de potencia distribuída. Esto asegura un uso óptimo da enerxía e sinergias complementarias de enerxía.

• Xestión de carga flexible

A través do deseño optimizado do transformador, se logra unha regulación de carga flexible, equilibrando eficazmente as relacións de oferta-demanda nas microredes. Esto mellora a flexibilidade operativa e a capacidade de acomodación de enerxía renovable.

• Promover a adopción de enerxía limpa

Os transformadores de distribución de 10kV actualizados impulsan a aplicación xeralizada da enerxía limpa, mellorando significativamente a capacidade de acomodación de enerxía renovable das microredes. Esto senta as bases para a transformación futura da infraestrutura de enerxía.

• Potenciar a flexibilidade operativa da microrede

Con capacidades que inclúen unha resposta rápida ás fluctuacións de potencia, unha integración eficiente de potencia distribuída e unha regulación de carga flexible, os transformadores de 10kV actualizados melloran substancialmente a flexibilidade operativa da microrede.

4. Tendencias futuras

4.1 Converxencia intelixente e digital

• Integración de IoT: Diagnóstico en tempo real dos transformadores a través de sensores incorporados e xemelgos dixitais
• Enerxético e ambientalmente amigable

Avance na reciclaxe/reutilización de transformadores para impulsar a sustentabilidade, minimizar residuos e forxar ecossistemas verdes colaborativos.

4.2 Altamente adaptados a novos sistemas de potencia

• Sinergia colaborativa
  Os futuros transformadores de 10kV integrarán seamlessmente a enerxía renovable, 
  almacenamento de enerxía, vehículos eléctricos e tecnoloxías de rede intelixente para construír sistemas de potencia sustentables, 
  eficientes e resistentes.
• Compatibilidade e adaptabilidade
  Os futuros transformadores de 10kV mellorarán a compatibilidade e adaptabilidade para 
  flexiblemente satisfacer diversas demandas de rede en diferentes escenarios, asegurando un suministro estable 

4.3 Desenvolvemento de produtos verdes e amigables co medio ambiente

• Fabricación de materiais verdes

Os futuros transformadores empregarán materiais de aislación ecolóxicos e fabricación enerxéticamente eficiente para reducir tanto o consumo de enerxía operacional como a pegada ecolóxica.

• Enerxético e ambientalmente amigable
  Avance na reciclaxe/reutilización de transformadores para impulsar a sustentabilidade, minimizar residuos e forxar ecossistemas verdes colaborativos.

4.4 Función integrada e deseño modular

• Función integrada

Os transformadores de 10kV evolucionarán a unidades modulares multifunción que incorporan a xestión da calidade da potencia, protección, comunicación e control para atender as demandas das microredes.

• Deseño modular

simplifica a instalación, manutención e actualizacións, mentres se mellora a versatilidade/intercambiabilidade do produto, permitindo a substitución rápida de componentes no campo para reducir custos e aumentar a eficiencia do sistema.