شرکت VZIMAN راه‌حل‌های قطع‌کننده SF6 برای یکپارچه‌سازی شبکه انرژی تجدیدپذیر
1. چالش‌های فعلی در یکپارچگی انرژی‌های تجدیدپذیر با شبکه
1.1 نوسانات فرکانس شبکه و مشکلات پایداری
میزان متغیر بودن منابع انرژی تجدیدپذیر (مانند باد و خورشید) منجر به تغییرات مداوم فرکانس شبکه می‌شود. دستگاه‌های قطع کننده مدار سنتی توانایی واکنش سریع به این بارهای پویا را ندارند، که می‌تواند باعث آسیب به تجهیزات یا قطع برق منطقه‌ای شود. برای مثال، در زمان کاهش ناگهانی توان باد یا تغییرات ناگهانی خروجی خورشیدی، شبکه باید عیوب را در چند میلی‌ثانیه جدا کند، که نیازمند عملکرد بسیار سریع و دقیق قطع کننده مدار است.
1.2 افزایش تقاضا برای قابلیت اطمینان تجهیزات
انبارهای انرژی تجدیدپذیر اغلب در مناطق دورافتاده (مانند بیابان‌ها، دریا) قرار دارند، جایی که شرایط شدید (رطوبت بالا، اسپری نمک، تغییرات دما) موجب تسریع در پیری تجهیزات می‌شود. قطع کننده‌های مدار سنتی به دلیل طول عمر مکانیکی محدود و عملکرد عایق‌بندی، نمی‌توانند نیازهای قابلیت اطمینان بلندمدت را برآورده کنند. علاوه بر این، عملیات تغییر مداوم (مانند روشن و خاموش شدن مبدل‌های خورشیدی) در نقاط اتصال شبکه، سایش تماس‌ها را افزایش می‌دهد و خطرات خرابی را بالا می‌برد.
1.3 فشارهای همگامی با محیط زیست
با وجود اینکه گاز SF6 ویژگی‌های خنثی‌سازی قوس الکتریکی عالی دارد، پتانسیل گرم‌سازی جهانی (GWP) 23,500 آن منجر به محدودیت‌های قانونی در مناطقی مانند اتحادیه اروپا شده است. پروژه‌های تجدیدپذیر به تدریج نیازمند گواهینامه ESG (محیط زیست، اجتماعی، حکمرانی) می‌شوند، که فشاری بر قطع کننده‌های مدار سنتی SF6 می‌گذارد تا با جایگزین‌های دوستانه‌تر با محیط زیست رقابت کنند.
1.4 شکاف‌های موجود در یکپارچگی و کنترل شبکه هوشمند
یکپارچگی انرژی‌های تجدیدپذیر نیازمند هماهنگی با سیستم‌های ذخیره سازی انرژی و دستگاه‌های انتقال انعطاف‌پذیر است. با این حال، قطع کننده‌های مدار سنتی قادر به نظارت و کنترل از راه دور در زمان واقعی نیستند، که مانع سازگاری آنها با سیستم‌های مدیریت دیجیتال شبکه هوشمند می‌شود.
2. راه‌حل‌های قطع کننده SF6 VZIMAN
برای مقابله با این چالش‌ها، VZIMAN مجموعه "HV" از قطع کننده‌های هوشمند SF6 خود را معرفی می‌کند که شامل چهار فناوری اصلی است:
2.1 فناوری خنثی‌سازی قوس الکتریکی تطبیقی با فرکانس پویا
با استفاده از کامرهای خنثی‌سازی قوس الکتریکی مبتنی بر هیدrodynamics (MHD)، این فناوری فشار گاز SF6 و مسیر قوس الکتریکی را با نظارت بر تغییرات فرکانس شبکه (±0.1Hz دقت) تنظیم می‌کند. زمان خنثی‌سازی قوس الکتریکی را به کمتر از 5ms کاهش می‌دهد - 40٪ سریع‌تر از راه‌حل‌های سنتی - که مؤثر است در جلوگیری از شکست‌های پیاپی ناشی از نوسانات انرژی تجدیدپذیر.
2.2 فرمول گاز ترکیبی دوستانه با محیط زیست
ترکیب اختصاصی گاز SF6/Novec 1230 (GWP < 100) 90٪ از عملکرد اصلی خنثی‌سازی قوس الکتریکی را حفظ می‌کند و نرخ لیک را به 0.3٪/سال کاهش می‌دهد. با سیستم بازیابی گاز کاملاً بسته، این ترکیب اطمینان می‌دهد که در طول نگهداری هیچ انتشاری ندارد و با مقررات F-Gas اتحادیه اروپا سازگار است.
2.3 طراحی قابل تعویض مدولار
با ماژول‌های تماس قابل جایگزینی و مکانیسم‌های عملیاتی دو فنری، طراحی امکان جایگزینی آنلاین اجزای خسته شده را فراهم می‌کند و زمان نگهداری را 70٪ کاهش می‌دهد. این محصول با پوشش کلاس‌های ولتاژ از 72.5kV تا 550kV، به صورت انعطاف‌پذیر به سناریوهای مختلف مانند مزارع بادی خشکی و خورشیدی دریا تطبیق پیدا می‌کند با اضافه یا حذف واحد‌های خنثی‌سازی قوس الکتریکی.
2.4 پلتفرم دیجیتال یکپارچه O&M
با سنسورهای چندپارامتری (دمای، فشار، تخلیه جزئی)، داده‌ها از طریق دروازه‌های محاسبات لبه‌ای به پلتفرم ابر انرژی هوشمند VZIMAN ارسال می‌شوند. این امکان پیش‌بینی سلامت و تشخیص خودکار را فراهم می‌کند، با الگوریتم‌های هوش مصنوعی که هشدارهای 14 روزه قبل از خرابی را ارائه می‌دهند و هزینه‌های O&M را 35٪ کاهش می‌دهند.
3. نتایج قابل دستیابی
3.1 افزایش ایمنی شبکه
در آزمایش‌های میدانی در یک مزرعه بادی 2GW در منگولیا داخلی، مجموعه "HV" موفق به مسدود کردن چهار رویداد فرکانس بیش از حد ناشی از قطع توربین‌ها شد و نرخ معادل دسترسی شبکه 99.998٪ را به دست آورد.
3.2 کاهش هزینه‌های چرخه حیات
راه‌حل گاز ترکیبی هزینه‌های مالیات کربن را 85٪ کاهش می‌دهد، در حالی که طراحی مدولار عمر تجهیزات را به 30 سال افزایش می‌دهد و هزینه کل مالکیت (TCO) را 22٪ کاهش می‌دهد.
3.3 تسریع در گرفتن گواهینامه سبز
این محصول گواهینامه تجهیزات بدون کربن DNV GL را کسب کرده است.
3.4 سازگاری با شبکه هوشمند
در یک پروژه نمونه نیروگاه مجازی، 200 واحد موفق به هماهنگی در سطح میلی‌ثانیه با سیستم‌های ذخیره سازی انرژی شدند و خطاهای پاسخ کاهش پیک را زیر 1٪ حفظ کردند.
