شرکت VZIMAN راه‌حل‌های قطعکننده SF6 برای یکپارچگی شبکه انرژی تجدیدپذیر
1. چالش‌های کنونی در ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر در شبکه
1.1 نوسانات فرکانس شبکه و مشکلات پایداری
متناوب بودن و متغیر بودن منابع انرژی تجدیدپذیر (مانند باد و خورشید) منجر به تغییرات مداوم در فرکانس شبکه می‌شود. شکستگرهای مداری سنتی دچار مشکل در واکنش سریع به چنین بارهای پویا می‌شوند، که می‌تواند باعث آسیب به تجهیزات یا قطع برق منطقه‌ای شود. به عنوان مثال، در طول سقوط ناگهانی قدرت باد یا نوسانات ناگهانی خروجی خورشیدی، شبکه باید عیوب را در چند میلی‌ثانیه جدا کند، که نیازمند عملکرد فوق‌سریع و دقیق شکستگر مداری است.
1.2 افزایش تقاضا برای قابلیت اطمینان تجهیزات
انبارهای انرژی تجدیدپذیر غالباً در مناطق دورافتاده (مانند بیابان‌ها، دریا) قرار دارند، جایی که شرایط حدی (رطوبت بالا، اسپری نمک، نوسانات دما) تسریع در پیری تجهیزات را ایجاد می‌کنند. شکستگرهای مداری سنتی قادر به برآوردن نیازهای قابلیت اطمینان بلندمدت به دلیل عمر مکانیکی محدود و عملکرد عایق‌بندی نیستند. علاوه بر این، عملیات تغییر مکرر (مانند روشن و خاموش کردن مبدل‌های خورشیدی) در نقاط اتصال شبکه، افت تیغه‌ها را تشدید می‌کند و خطرات شکست را افزایش می‌دهد.
1.3 فشارهای مطابقت با محیط زیست
اگرچه گاز SF6 خصوصیات عالی خاموش‌سازی قوس الکتریکی را دارد، اما پتانسیل گرم‌سازی جهانی (GWP) 23,500 آن منجر به محدودیت‌های قانونی در مناطقی مانند اتحادیه اروپا شده است. پروژه‌های تجدیدپذیر به تدریج به مجوز ESG (محیط زیست، اجتماعی، حکمرانی) نیاز دارند، که فشار را بر شکستگرهای مداری سنتی SF6 برای رقابت با گزینه‌های صرفه‌جویی در انرژی ایجاد می‌کند.
1.4 شکاف‌ها در ادغام و کنترل شبکه هوشمند
ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر نیازمند هماهنگی با سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و دستگاه‌های انتقال انعطاف‌پذیر است. با این حال، شکستگرهای مداری سنتی قادر به نظارت در زمان حقیقی و کنترل دوردست نیستند، که مانع سازگاری آنها با سیستم‌های مدیریت دیجیتال شبکه هوشمند می‌شود.
2. راه‌حل‌های شکستگر SF6 VZIMAN
برای مقابله با این چالش‌ها، VZIMAN سری "HV" شکستگرهای هوشمند SF6 خود را معرفی می‌کند که چهار فناوری کلیدی را تلفیق می‌کند:
2.1 فناوری خاموش‌سازی قوس الکتریکی سازگار با فرکانس پویا
با استفاده از کامرهای خاموش‌سازی قوس الکتریکی مغناطیس-هیدرودینامیک (MHD)، این فناوری فشار گاز SF6 و مسیرهای قوس الکتریکی را با نظارت بر تغییرات فرکانس شبکه (±0.1Hz دقت) به صورت پویا تنظیم می‌کند. این فناوری زمان خاموش‌سازی قوس را به کمتر از 5 میلی‌ثانیه کاهش می‌دهد - 40٪ سریع‌تر از راه‌حل‌های سنتی - که مؤثر است در جلوگیری از شکست‌های پی‌درپی 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 خاموش‌سازی قوس الکتریکی را حفظ می‌کند و نرخ لیک را به 0.3٪/سال کاهش می‌دهد. با یک سیستم بازیابی گاز کاملاً بسته، این فناوری اطمینان می‌دهد که در طول نگهداری هیچ انتشاری وجود ندارد و با مقررات F-Gas اتحادیه اروپا مطابقت دارد.
2.3 طراحی اضافه‌سازی ماژولی
با دارا بودن ماژول‌های تماس قابل تعویض و مکانیزم‌های عملیاتی دو فنری، این طراحی امکان تعویض اجزای پاره شده در خط امکان‌پذیر می‌کند و زمان نگهداری را 70٪ کاهش می‌دهد. این محصول با پوشش کلاس ولتاژ از 72.5kV تا 550kV، با اضافه یا کاستن واحد‌های خاموش‌سازی قوس الکتریکی به سناریوهای مختلف مانند مزارع بادی ساحلی و مزارع خورشیدی دریایی سازگار است.
2.4 پلتفرم دیجیتال یکپارچه O&M
به دستگاه‌های چندپارامتری (دمای، فشار، تخلیه جزئی) مجهز شده، داده‌ها از طریق دروازه‌های محاسبات لبه‌ای به پلتفرم ابر انرژی هوشمند VZIMAN ارسال می‌شوند. این امکان پیش‌بینی سلامت و تشخیص خودکار را فراهم می‌کند و الگوریتم‌های هوش مصنوعی هشدارهای 14 روزه قبل از خرابی را ارائه می‌دهند، که هزینه‌های O&M را 35٪ کاهش می‌دهد.
3. نتایج قابل دستیابی
3.1 افزایش ایمنی شبکه
در آزمایش‌های میدانی در یک مزرعه بادی 2GW در منطقه داخل مغولستان، سری "HV" با موفقیت چهار رویداد فرکانس فراتر از حد را که ناشی از قطع توربین‌ها بود، مسدود کرد و نرخ دسترسی معادل شبکه 99.998٪ را به دست آورد.
3.2 کاهش هزینه‌های چرخه عمر
راه‌حل گاز ترکیبی هزینه‌های مالیات کربن را 85٪ کاهش می‌دهد، در حالی که طراحی ماژولی عمر تجهیزات را به 30 سال افزایش می‌دهد و هزینه کل مالکیت (TCO) را 22٪ کاهش می‌دهد.
3.3 تسریع در گرفتن مجوز صفر کربن
این محصول مجوز تجهیزات صفر کربن DNV GL را به دست آورده است.
3.4 سازگاری با شبکه هوشمند
در یک پیلوت نیروگاه مجازی، 200 واحد موفق به هماهنگی در سطح میلی‌ثانیه با سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی شدند و خطاهای پاسخ کاهش اوج را زیر 1٪ نگه داشتند.
