10 kV distribucijski transformator i rešenje za saradnju mikromreže

1. Izazovi

1.1 Nedovoljna prilagodljivost dvosmernom toku struje

• Fluktuacije napona i rizici od preopterećenja

Dvosmerni tok struje podseća na nestabilnost napona i preopterećenje opreme, stavlja u opasnost transformatore i integritet mreže. Potrebno je unaprediti adaptivni dizajn.

• Ograničenja jednosmernog dizajna

Konvencionalni distributivni transformatori na 10 kV, dizajnirani za jednosmerni tok struje, teško se prilagođavaju integraciji raspodeljenog generisanja u mikromrežama.

• Kvalitet struje i dugovečnost opreme

Optimizovani dizajn transformatora poboljšava prilagodljivost dvosmernom toku struje, osiguravajući stabilnu snabdevanje strujom i produžen vek trajanja opreme.

1.2 Izazovi u kontrolisanju kvaliteta struje

• Intermitentnost i harmonijska distorzija

Mikromreže su izložene intermitentnom obnovljivom generisanju i harmonijskoj kontaminciji iz elektronskih uređaja, što predstavlja izazove za stabilnost napona/frekvencije.

• Povećane gubitke i degradacija izolacije

Kompleksne elektroenergetske okruženja ubrzavaju gubitke transformatora i lokalno pregrejavanje, što dovodi do starjenja izolacije i rizika od grešaka.

• Unapređenja u operativnoj bezbednosti

Napredna mitigacija kvaliteta struje smanjuje gubitke i greške transformatora, osiguravajući sigurniju operaciju mikromreža.

1.3 Loša komunikacija i koordinacija kontrole

• Ograničenja u realnom vremenu razmene podataka

Postojeći 10 kV transformatori nemaju robusne komunikacione sučelja za integraciju sistema upravljanja energijom (EMS) mikromreža.

• Barijere u planiranju i optimizaciji

Ograničena interoperabilnost sprečava fleksibilnu raspodelu i optimalnu operaciju mikromreže.

• Neophodnost inteligentnih nadogradnji

Inteligentne nadogradnje transformatora sa IoT-omogućenim komunikacionim protokolima (npr. IEC 61850) su ključne za kontrolu na rubu mreže.

1.4 Nedovoljna konfiguracija zaštite

• Izazovi u koordinaciji zaštite

Tradicionalni sistemi zaštite ne uspevaju da reše promene u smjeru strujnog toka uzrokovanog raspodeljenim energetskim resursima (DER).

• Rizici od lažnih aktivacija

Dvosmerni tok struje komplikuje koordinaciju zaštite od prekomernog toka struje i zemljišta, povećavajući rizike od pogrešnog funkcionisanja.

• Adaptivna rešenja za zaštitu

Potrebni su smjerovi prekomernog toka relja i algoritmi bazirani na sinhronizovanim fazorima za izolaciju grešaka u hibridnim mrežama.

2. Rešenja Vizman Electric Power

2.1 Globalna optimizacija dizajna jezgra

• Multistandardna kompatibilnost

Podržava nivo napona od 11–66 kV, dualnu frekvenciju (50/60 Hz) i 3-fazne 4-žične (TN-C/TN-S)/5-žične (IT sistem) konfiguracije.

• Hibridna AC/DC sučelja

Sučelja u skladu sa IEC 61850-7-420 sa UL 1741 SA/CE sertifikatom osiguravaju globalnu interoperabilnost mikromreža.

2.2 Unapređena otpornost na okruženje

• Prilagodba ekstremnim klimatskim uslovima

Dizajn IP65 sa radnim opsegom od -50°C do +55°C, validiran prema IEC 60068-3 za seismičku zonu 4 (8 Richterova skala).

• Otpornost na koroziju

Omotaci od nerjestave čelike sa epoksidnim pokrovom zadovoljavaju standard ISO 9227 za solnu sprsovanje za primene na obali i u industriji.

2.3 Lokalizovana inteligentna kontrola

• Podrška više protokola

Integrira DNP3, Modbus i IEC 60870-5-104 za besprekorno EMS/SCADA integraciju.

• Interoperabilnost sa cloud platformama

Kompatibilan sa AWS/Azure sa API-om pokretanim sučeljima za Schneider EcoStruxure i Siemens Spectrum Power.

2.4 Skladištenje energije i usklađenost sa politikom

• Integracija više-tehnologija BESS

Plug-and-play sučelja za LFP, flow baterije i hidrogensko skladište, u skladu sa NFPA 855/EU Battery Regulation.

• Dinamička reakcija na tarife

Sistemi upravljanja energijom (EMS) bazirani na AI optimizuju strategije ToU/negativne cene za tržišta EU i Australije.

2.5 Sertifikacija pouzdanosti i dizajn usklađen sa propisima

• Međunarodni standardi i sertifikati projekta

Weitzmann Power Solutions strogo se pridržavaju tehničkih standarda formuliranih od strane međunarodnih organizacija za standardizaciju, uključujući:

Međunarodnu Elektrotehničku Komisiju (IEC) i Instituta za Elektroniku i Električne Inženjere (IEEE).

• Inženjerska usluga rešenja

Seamless Diesel Generator Transfer System:

Integriran sa ATS u skladu sa IEC 61439 i dvostrano sinhronizovanim kontrolerom, postiže transfer latenciju manju od 16ms (po zahtevima IEEE 1547 Class IV) za neprekidnu snabdevanje strujom.

• Platforma za kvantifikaciju karbonskih kredita:

Ugrađeni modul za praćenje emisija sertifikovan od strane VERRA VCS/Gold Standard sa zaštitom od visokih napona u skladu sa IEC 62305-1, omogućava generisanje karbonskih kredita u realnom vremenu i trgovanje putem blockchain-a preko protokola za izveštavanje u skladu sa ISO 14064-2.

2.6 Međunarodni standardi i sertifikati projekta

• Elektromagnetska kompatibilnost i zahtevi za okruženje

Zadovoljava standarde elektromagnetske kompatibilnosti (EMC) EN 55032 (CE) i FCC Part 15, dok zadovoljava zahtevima za okruženje RoHS (EU) i REACH (bez PFAS), efektivno smanjujući elektromagnetsku interferenciju i onesnaženje okruženja.

• Standardi električne bezbednosti

Weitzmann Power Solutions se pridržavaju standarda električne bezbednosti IEC 60076 i IEEE C57.12.00, osiguravajući inženjersku bezbednost u dizajnu i proizvodnji proizvoda, sa efektivnom prevencijom električnih grešaka i ozbiljnih povreda.

• Otpornost na plamen i klasifikacije energetske učinkovitosti

Sertifikovano prema standardima otpornosti na plamen UL 94 V-0 (USA) i EN 45545 (EU), dok zadovoljava zahtevima za energetsku učinkovitost DOE 2016 (USA) i EU Tier 3, osiguravajući bezbednu operaciju i visoku učinkovitost električne opreme.

3. Postignuti rezultati

3.1 Poboljšana pouzdanost snabdevanja strujom

• Strukturalna optimizacija: Napredni OLTC i reaktivna kompenzacija smanjuju fluktuacije napona za 32%.
• Nadogradnja sistema zaštite: Kroz sofisticirani dizajn internog strukture transformatora, kombinovan sa primenom naprednih relja za promenu stepena opterećenja i uređaja za reaktivnu kompenzaciju, ovaj pristup efektivno smanjuje fluktuacije napona i probleme preopterećenja uzrokovanog dvosmernim tokom struje.
• Uticaj na korisnike: Kroz strukturalnu optimizaciju transformatora i unapređene konfiguracije zaštite, pouzdanost snabdevanja strujom mikromreža i distributivnih mreža je značajno poboljšana, što je dovelo do očiglednog smanjenja prosečne godišnje trajanje ispadanja kod korisnika.

3.2 Poboljšana kvaliteta struje

• Kontrola THD

Kroz integrirane funkcije upravljanja kvalitetom struje, harmonijski sadržaj u mikromrežama strogo se kontrolira unutar nacionalnih standardnih granica, efektivno sprečavajući oštećenje električne opreme i sistema struje uzrokovanog harmonijskim distorzijama.

• Smanjenje fluktuacija napona

Napredne tehnologije za smanjenje fluktuacija napona osiguravaju stabilan napon na strani korisnika, smanjujući greške opreme i probleme sa kvalitetom struje uzrokovanim fluktuacijama napona.

• Smanjenje oštećenja opreme

Poboljšana kvaliteta struje značajno smanjuje štetu električnoj opremi uzrokovanu problemima sa kvalitetom struje, produžavajući vreme trajanja opreme, poboljšavajući učinkovitost i dostavljanjem visokokvalitetne struje korisnicima.

• Poboljšanje ekonomskih benefita snabdevanja strujom

Poboljšana kvaliteta struje smanjuje greške opreme i troškove održavanja uzrokovanje problemima sa kvalitetom struje, poboljšavajući ekonomske benefite i kvalitet usluge za dobavljače struje.

3.3 Poboljšanje operativne efikasnosti

• Sinhronizovana kontrola

Inteligentni sistem automatski prilagođava relje za promenu stepena opterećenja i reaktivnu kompenzaciju

Smanjuje redundantni tok struje 15-20%

• Smanjenje gubitaka

Regulacija napona u realnom vremenu smanjuje gubitke transformatora

Poboljšava energetsku učinkovitost za 25%+

• Optimizacija troškova

Koordincija inteligentne mreže smanjuje troškove održavanja

Osigurava dugoročnu održivost mikromreže

• Holistična nadogradnja

Poboljšava stopu integracije čistih izvora energije

Postiže održiv model O&M

3.4 Poboljšanje fleksibilnosti sistema

• Efikasna integracija raspodeljenih izvora struje

Nadograđeni 10kV distributivni transformatori omogućavaju brzu reakciju na fluktuacije snage u mikromreži, efikasno prihvatajući raspodeljene izvore struje. To osigurava optimalnu upotrebu energije i komplementarne simbioze energije.

• Fleksibilno upravljanje opterećenjem

Kroz optimizovan dizajn transformatora, postiže se fleksibilna regulacija opterećenja, efektivno balansirajući odnos ponude i potražnje u mikromreži. To poboljšava operativnu fleksibilnost i sposobnost akomodacije obnovljive energije.

• Promovisanje upotrebe čiste energije

Nadograđeni 10kV distributivni transformatori podstiču široku primenu čiste energije, značajno poboljšavajući sposobnost mikromreže za akomodaciju obnovljive energije. To stavlja temelje za buduću transformaciju energetske infrastrukture.

• Poboljšanje operativne fleksibilnosti mikromreže

Sa sposobnostima uključujući brzu reakciju na fluktuacije snage, efikasnu integraciju raspodeljenih izvora struje i fleksibilnu regulaciju opterećenja, nadograđeni 10kV transformatori značajno poboljšavaju operativnu fleksibilnost mikromreže.

4. Buduće trendove

4.1 Inteligentna i digitalna konvergencija

• IoT integracija: Dijagnostika transformatora u realnom vremenu putem ugrađenih senzora i digitalnih blizanci
• Energija - uštedljiva i prirodno prijateljska

Napredna reciklaza/reupotreba transformatora za podršku održivosti, smanjenje odpada i formiranje zelenih eko-sistema u saradnji.

4.2 Visoko prilagođeni novim tipovima elektroenergetskih sistema

• Kolaborativna sinergija
  Buduci 10kV transformatori će se bez prekidno integrisati obnovljive energije,
  sistem za skladištenje energije, električna vozila i tehnologije inteligentne mreže kako bi se gradili održivi,
  efikasni i otporni sistemi snabdevanja strujom.
• Kompatibilnost i prilagodljivost
  Buduci 10kV transformatori će poboljšati kompatibilnost i prilagodljivost kako bi fleksibilno zadovoljavali raznolike zahteve mreže u različitim scenarijima, osiguravajući stabilno snabdevanje strujom.

4.3 Razvoj zelenih i prirodno prijateljskih proizvoda

• Zelena proizvodnja materijala

Buduci transformatori će koristiti ekološki prijateljske izolacione materijale i energetski uštedljivu proizvodnju kako bi smanjili potrošnju energije tijekom operacije i ekološki otisak.

• Energija - uštedljiva i prirodno prijateljska
  Napredna reciklaza/reupotreba transformatora za podršku održivosti, smanjenje odpada i formiranje zelenih eko-sistema u saradnji.

4.4 Integrirana funkcija i modularni dizajn

• Integrirana funkcija

10kV transformatori će evoluirati u multifunkcionalne modularne jedinice koje uključuju upravljanje kvalitetom struje, zaštitu, komunikaciju i kontroli kako bi se odgovaralo zahtevima mikromreže.

• Modularni dizajn

pojednostavljuje instalaciju, održavanje i nadogradnje, unapređujući polifunkcionalnost/zamjensku sposobnost proizvoda, omogućavajući brzu zamjenu komponenti na terenu kako bi se smanjili troškovi i povećala efikasnost sistema.