Giải pháp đóng cắt SF6 của Công ty VZIMAN cho việc tích hợp lưới năng lượng tái tạo

1. Thách thức hiện tại trong việc tích hợp năng lượng tái tạo vào lưới điện

1.1 Sự dao động tần số lưới và vấn đề ổn định​
Tính gián đoạn và biến đổi của nguồn năng lượng tái tạo (ví dụ: gió và mặt trời) dẫn đến sự thay đổi tần số lưới thường xuyên. Các cầu chì truyền thống khó có thể phản ứng nhanh với tải động, có thể gây hỏng thiết bị hoặc mất điện cục bộ. Ví dụ, trong trường hợp giảm đột ngột công suất gió hoặc dao động đột ngột công suất mặt trời, lưới điện phải cách ly lỗi trong vài mili giây, đòi hỏi hoạt động cực kỳ nhanh và chính xác của cầu chì.

​1.2 Tăng nhu cầu về độ tin cậy của thiết bị​
Các nhà máy năng lượng tái tạo thường được đặt ở những khu vực xa xôi (ví dụ: sa mạc, ngoài khơi), nơi điều kiện khắc nghiệt (độ ẩm cao, hơi muối, dao động nhiệt độ) làm tăng tốc độ lão hóa thiết bị. Cầu chì truyền thống không đáp ứng được yêu cầu độ tin cậy lâu dài do tuổi thọ cơ học và hiệu suất cách điện hạn chế. Ngoài ra, các hoạt động chuyển mạch thường xuyên (ví dụ: khởi động/tắt máy nghịch lưu mặt trời) tại điểm kết nối lưới làm tăng mài mòn tiếp xúc, nâng cao rủi ro hỏng hóc.

​1.3 Áp lực tuân thủ môi trường​
Mặc dù khí SF6 có tính năng dập hồ quang xuất sắc, nhưng tiềm năng làm nóng lên toàn cầu (GWP) là 23.500 đã dẫn đến các hạn chế quy định ở các khu vực như EU. Các dự án năng lượng tái tạo ngày càng yêu cầu chứng nhận ESG (Môi trường, Xã hội, Quản trị), tạo áp lực cho các cầu chì SF6 truyền thống phải cạnh tranh với các giải pháp thân thiện với môi trường.

​1.4 Khoảng cách trong việc tích hợp và kiểm soát lưới điện thông minh​
Việc tích hợp năng lượng tái tạo đòi hỏi sự phối hợp với hệ thống lưu trữ năng lượng và thiết bị truyền tải linh hoạt. Tuy nhiên, các cầu chì truyền thống thiếu khả năng theo dõi thời gian thực và kiểm soát từ xa, gây trở ngại cho khả năng tương thích với hệ thống quản lý số hóa lưới điện thông minh.

2. Giải pháp Cầu chì SF6 của VZIMAN

Để giải quyết những thách thức này, VZIMAN giới thiệu ​​"HV" Series Smart SF6 Circuit Breakers, tích hợp bốn công nghệ cốt lõi:

​2.1 Công nghệ dập hồ quang tự điều chỉnh tần số động​
Sử dụng buồng dập hồ quang được điều khiển bằng dòng điện từ (MHD), công nghệ này điều chỉnh động áp suất khí SF6 và đường đi của hồ quang bằng cách theo dõi sự thay đổi tần số lưới (±0.1Hz). Nó giảm thời gian dập hồ quang xuống dưới 5ms—40% nhanh hơn so với các giải pháp truyền thống—hiệu quả ngăn chặn sự cố lan rộng do sự biến đổi của năng lượng tái tạo.

​2.2 Công thức khí lai thân thiện với môi trường​
Hỗn hợp khí độc quyền SF6/Novec 1230 (GWP < 100) giữ lại 90% hiệu suất dập hồ quang ban đầu trong khi giảm tỷ lệ rò rỉ xuống 0.3%/năm. Kết hợp với hệ thống thu hồi khí hoàn toàn kín, nó đảm bảo không phát thải trong quá trình bảo dưỡng, tuân thủ quy định F-Gas của EU.

2.3 Thiết kế dự phòng mô-đun​
Với các mô-đun tiếp xúc cắm và chạy và cơ chế hoạt động lò xo kép, thiết kế này cho phép thay thế trực tuyến các thành phần mòn, giảm thời gian bảo dưỡng 70%. Bao gồm các lớp điện áp từ 72.5kV đến 550kV, sản phẩm linh hoạt phù hợp với các kịch bản như trang trại gió trên bờ và trang trại mặt trời ngoài khơi bằng cách thêm/bớt các đơn vị dập hồ quang.

​2.4 Nền tảng O&M số hóa tích hợp​
Trang bị các cảm biến đa tham số (nhiệt độ, áp suất, phóng điện cục bộ), dữ liệu được tải lên qua cổng edge computing tới Nền tảng Điện năng Thông minh VZIMAN. Điều này cho phép dự đoán sức khỏe và tự chuẩn đoán, với các thuật toán AI cung cấp cảnh báo sự cố trước 14 ngày, giảm chi phí O&M 35%.

3. Kết quả đạt được

3.1 An toàn lưới điện được cải thiện​
Trong các thử nghiệm thực địa tại một trang trại gió 2GW ở Nội Mông, series "HV" đã thành công chặn bốn sự kiện vượt giới hạn tần số do sự ngắt kết nối của tua bin, đạt tỷ lệ sẵn sàng tương đương lưới 99.998%.

​3.2 Giảm chi phí vòng đời​
Giải pháp khí lai giảm chi phí thuế carbon 85%, trong khi thiết kế mô-đun kéo dài tuổi thọ thiết bị lên 30 năm, giảm Tổng Chi Phí Sở Hữu (TCO) 22%.

​3.3 Tăng tốc chứng nhận xanh​
Sản phẩm đã đạt Chứng nhận Thiết bị Không Carbon DNV GL.

​3.4 Tương thích với lưới điện thông minh​
Trong một dự án thí điểm nhà máy điện ảo, 200 đơn vị đã đạt được sự phối hợp ở mức mili giây với hệ thống lưu trữ năng lượng, duy trì lỗi phản ứng cắt đỉnh dưới 1%.