پیشنهاد هوشمند جداکننده برق بالا برای پروژه های توزیع شده فتوولتائیک و ذخیره سازی در ویتنام

۱. زمینه پروژه​

پروژه‌های فتوولتائیک توزیع شده (PV) و ذخیره سازی انرژی در ویتنام و جنوب شرق آسیا به سرعت در حال توسعه هستند، اما با چالش‌های شدید مواجه هستند:

۱.۱ آسیب‌پذیری شبکه:​​

• شبکه ویتنام به طور مداوم نوسانات دارد (به ویژه در مناطق صنعتی شمال). در سال ۲۰۲۳، کمبود برق فسیلی باعث قطع برق در مقیاس بزرگ شد که باعث خسارت روزانه بیش از ۵ میلیون دلار شد.
• سیستم‌های PV سنتی قابلیت جدا شدن سریع را ندارند که باعث آسیب به تجهیزات و حوادث ایمنی در مواقع خرابی شبکه می‌شود. ​این موضوع نیاز حیاتی به یک کلید قطع کننده ولتاژ بالا را تأکید می‌کند.​​

​۱.۲ فشار مطابقت با قوانین و استانداردهای ایمنی:​​

• قوانین جدید ویتنام در سال ۲۰۲۴ الزام می‌کند که سیستم‌های ذخیره سازی انرژی باید تست عملیات جزیره‌ای ۷۲ ساعته EVN (شرکت برق ویتنام) را عبور کرده و قابلیت عبور از ولتاژ بالا (HVRT) را داشته باشند.
• ریسک‌های ولتاژ بالا در سمت DC برجسته هستند؛ خطاها (با دماهای لحظه‌ای بالغ بر ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد) می‌توانند آتش‌سوزی را ایجاد کنند. ​یک کلید قطع کننده ولتاژ بالا قوی برای کاهش این ریسک‌های سمت DC ضروری است.​​

۱.۳ نیازهای تطبیق با محیط:​​

• آب و هوای داغ و مرطوب (رطوبت میانگین سالانه >۸۰٪) باعث تسریع در پیری تجهیزات می‌شود و نیاز به کلیدهای قطع کننده با قابلیت مقاومت در برابر فرسایش و ضد رطوبت است. ​کلید قطع کننده ولتاژ بالا باید این نیازهای محیطی سختگیرانه را برآورده کند.​​

​۲. راه حل: سیستم کلید قطع کننده ولتاژ بالای هوشمند​

۲.۱ طراحی فناوری اصلی​

• ​کلید قطع کننده ولتاژ بالا سه وضعیتی (باز-بسته-زمین):​​

از ساختار دورانی دو تکه استفاده می‌کند، ولتاژ اسمی ≥۱۵kV، جریان اسمی ۶۳۰۰A (طراحی خنک کننده هوا)، که نیازهای پروژه‌های توزیع شده در مقیاس بزرگ را برآورده می‌کند.

​بهینه‌سازی خاموش کردن قوس الکتریکی:​​تجهیزات خاموش کننده قوس الکتریکی داخلی، زمان خاموش کردن قوس DC ≤۲۰ms، جلوگیری از آتش‌سوزی ناشی از خطاها. ​این خاموش کردن سریع قوس الکتریکی یک ویژگی ایمنی کلیدی کلید قطع کننده ولتاژ بالا است.​​ 

• ​افزایش تطبیق با محیط:​​

پوشش با درجه محافظت IP65؛ اجزای کلیدی با پوشش نقره‌ای برای مقاومت در برابر فرسایش نمک (مطابق با استاندارد IEC 60068-2-52). ​این محافظت‌ها قابلیت اطمینان بلندمدت کلید قطع کننده ولتاژ بالا را تضمین می‌کنند.​​

​طراحی حرارتی:​​اضافه کردن تبریدکننده آلومینیوم، کنترل افزایش دما در ≤۴۰K (در دمای محیط ۴۰ درجه سانتیگراد). ​مدیریت موثر حرارتی برای کلید قطع کننده ولتاژ بالا در آب و هوای استوایی حیاتی است.​​ 

۲.۲ سیستم نظارت هوشمند و محافظت​

• ​ماژول سنسور یکپارچه:​​

نظارت زنده بر دماهای تماس، سیگنال‌های قوس الکتریکی و وضعیت عایق‌بندی؛ داده‌ها در میلی ثانیه به سیستم‌های SCADA محلی و ابری (مانند Hoymiles S-miles Cloud) همزمان می‌شوند. ​نظارت مداوم ایمنی کلید قطع کننده ولتاژ بالا را افزایش می‌دهد.​​

• ​هماهنگی منطق محافظت:​​

​همکاری با کلیدهای قطع کننده:​​به طور خودکار در ۱۰ ثانیه بعد از تشخیص کاهش ولتاژ شبکه به ۲۰٪ UN باز می‌شود (مطابق با نیاز قفل کردن ولتاژ پایین ویتنام).

​همکاری با سیستم AFCI (قطع کننده مدار خطا قوس الکتریکی):​​قطع مدار خطا در ۰.۵ ثانیه. ​این منطق محافظت سریع به طور هموار با کلید قطع کننده ولتاژ بالا یکپارچه شده است.​​ 

۲.۳ بهبودهای تطبیق محلی​

• ​مطابقت با شبکه:​​

پشتیبانی از حالت تست جزیره‌ای مورد نیاز EVN، شبیه‌سازی تغییر سریع به تأمین انرژی ذخیره شده پس از قطع شبکه. ​کلید قطع کننده ولتاژ بالا برای عبور از این تست حیاتی اساسی است.​​

رابط‌های سیم بسته‌سازی پیش‌نصب شده برای رعایت نیازهای اجباری بسته‌سازی اتاق میزان‌گیری ویتنام.

• ​راحتی نگهداری:​​

عمر تماس ≥۱۰,۰۰۰ عملیات؛ چرخه نگهداری به ۵ سال تمدید شده، کاهش هزینه‌های O&M در مناطق استوایی. ​طول عمر کلید قطع کننده ولتاژ بالا هزینه‌های عمر کلی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.​​

۳. نتایج حاصله​

۳.۱ افزایش ایمنی و قابلیت اطمینان​

• قطع شبکه در ۱۰ms در مواقع خرابی شبکه (بیش از استاندارد ۵۰ms ویتنام)، تضمین عملکرد مداوم بارهای مهم (مانند خطوط تولید کارخانه). ​این قطع سریع توسط کلید قطع کننده ولتاژ بالا امکان‌پذیر است.​​
• پس از نصب در پروژه ویلا ۲۰۲۴ هانوی، ریسک آتش‌سوزی سمت DC ۹۰٪ کاهش یافت و حوادث شوک الکتریکی حذف شدند.

۳.۲ مزایای اقتصادی و مطابقت​

• ​کاهش ریسک جریمه:​​مطابقت با نیازهای انتشار کربن قانون صنعت سبز، جلوگیری از جریمه‌های سالانه ۳٪ درآمد.
• ​کوتاه شدن دوره بازگشت سرمایه:​​به دلیل کاهش هزینه‌های نگهداری (۳۰٪) و کاهش خسارت‌های توقف، IRR ۲-۳ درصد افزایش یافت.

۳.۳ تقویت قابلیت پشتیبانی از شبکه​

عبور از تست بند کردن پویا: پشتیبانی از تنظیم توان تا ۳۰٪ ظرفیت نصب شده تحت تنظیم انعطاف‌پذیر EVN (وقتی بار شبکه <۷۵٪)، امکان شرکت در بازار تنظیم فرکانس (FRP). ​کلید قطع کننده ولتاژ بالا در این قابلیت پشتیبانی از شبکه نقش دارد.​