راه‌حل هوشمند برای جداکننده برق فشار خارجی در پروژه‌های توزیع شده PV و ذخیره‌سازی ویتنام

1. 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 جدی مواجه هستند:

1.1 آسیب‌پذیری شبکه:​​

• شبکه ویتنام با نوسانات مداوم (به ویژه در مناطق صنعتی شمالی) مواجه است. در سال 2023، کمبود انرژی زغال‌سنگ باعث قطع برق در مقیاس بزرگ شد که منجر به خسارات روزانه بیش از 5 میلیون دلار شد.
• سیستم‌های PV سنتی توانایی جدا شدن سریع را ندارند و در مواقع خرابی شبکه آسیب‌پذیر به خرابی تجهیزات و حوادث ایمنی هستند. ​این نیاز حیاتی برای یک High voltage Disconnect Switch قابل اعتماد را تأکید می‌کند.​​

​1.2 فشار مطابقت با سیاست‌ها و استانداردهای ایمنی:​​

• قوانین جدید ویتنام در سال 2024 نیاز به عبور از تست عملیات جزیره‌ای 72 ساعته توسط EVN (گروه برق ویتنام) و داشتن توانایی عبور از ولتاژ بالا (HVRT) را برای سیستم‌های ذخیره سازی انرژی تعیین می‌کند.
• ریسک‌های ولتاژ بالا در سمت DC برجسته هستند؛ خطا‌های قوس الکتریکی (با دمای لحظه‌ای بالغ بر 1000°C) می‌توانند آتش‌سوزی‌ها را ایجاد کنند. ​یک High voltage Disconnect Switch قوی برای کاهش این ریسک‌های سمت DC ضروری است.​​

1.3 نیازهای تطبیق با محیط:​​

• آب و هوای گرم و مرطوب (رطوبت متوسط سالانه >80%) عمر تجهیزات را کاهش می‌دهد و نیاز به کلیدهای جدا شدن با توانایی مقاومت در برابر فرسودگی و مرطوبیت قوی را می‌طلبد. ​High voltage Disconnect Switch باید این نیازهای محیطی سختگیرانه را برآورده کند.​​

​2. راه‌حل: سیستم کلید جدا شدن ولتاژ بالای هوشمند​

2.1 طراحی فناوری هسته‌ای​

• ​کلید جدا شدن ولتاژ بالا سه وضعیتی (باز-بسته-زمین‌دار):​​

از ساختار دورانی دو قطع استفاده می‌کند، ولتاژ اسمی ≥15kV، جریان اسمی 6300A (طراحی خنک‌سازی مکانیکی)، که نیازهای نیروگاه‌های توزیع شده در مقیاس بزرگ را برآورده می‌کند.

​بهینه‌سازی خاموشی قوس الکتریکی:​​تجهیزات خاموشی قوس الکتریکی مغناطیسی داخلی دارد، زمان خاموشی قوس DC ≤20ms، که از ایجاد آتش‌سوزی ناشی از خطا‌های قوس الکتریکی جلوگیری می‌کند. ​این خاموشی سریع قوس الکتریکی یک ویژگی ایمنی کلیدی در High voltage Disconnect Switch است.​​ 

• ​افزایش تطبیق با محیط:​​

پوشش IP65 دارد؛ قطعات اصلی با نقره پوشیده شده‌اند تا در برابر فرسودگی نمکی مقاوم باشند (مطابق با استاندارد IEC 60068-2-52). ​این محافظت‌ها اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت High voltage Disconnect Switch را فراهم می‌کنند.​​

​طراحی حرارتی:​​رادیاتورهای آلومینیوم اضافه شده‌اند، افزایش دما کنترل شده در ≤40K (در دمای محیط 40°C). ​مدیریت حرارتی مؤثر برای High voltage Disconnect Switch در اقلیم‌های استوایی حیاتی است.​​ 

2.2 سیستم نظارت و محافظت هوشمند​

• ​ماژول سنسور یکپارچه:​​

نظارت زنده بر دمای تماس، سیگنال‌های قوس الکتریکی و وضعیت عایق‌بندی؛ داده‌ها در میلی‌ثانیه به سیستم‌های SCADA محلی و پلتفرم‌های ابری (مانند Hoymiles S-miles Cloud) همزمان شده‌اند. ​نظارت مداوم ایمنی High voltage Disconnect Switch را افزایش می‌دهد.​​

• ​هماهنگی منطق محافظت:​​

​همکاری با کلیدهای قطع‌کننده:​​در صورت تشخیص کاهش ولتاژ شبکه به 20٪ UN در 10 ثانیه به صورت خودکار باز می‌شود (مطابق با نیاز قفل‌کننده ولتاژ پایین ویتنام).

​همکاری با سیستم AFCI (قطع‌کننده مدار خطا قوس الکتریکی):​​مدار خطا را در 0.5 ثانیه قطع می‌کند. ​این منطق محافظت سریع به‌طور هموار با High voltage Disconnect Switch یکپارچه شده است.​​ 

2.3 بهبود‌های تطبیق محلی​

• ​مطابقت با شبکه:​​

حالت تست جزیره‌ای مورد نیاز EVN را پشتیبانی می‌کند، که می‌تواند به صورت بی‌وقفه به تأمین انرژی از طریق ذخیره سازی پس از قطع شبکه تغییر کند. ​High voltage Disconnect Switch در عبور از این تست حیاتی نقش اساسی دارد.​​

رابط‌های سیم بسته‌سازی پیش‌نصب شده برای رعایت الزامات بسته‌سازی اتاق مترینگ ویتنام.

• ​سهولت نگهداری:​​

عمر تماس ≥10,000 عملیات؛ دوره نگهداری به 5 سال افزایش یافته است، که هزینه‌های O&M در مناطق استوایی را کاهش می‌دهد. ​طول عمر High voltage Disconnect Switch هزینه‌های کلی را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.​​

3. نتایج حاصله​

3.1 افزایش ایمنی و قابلیت اطمینان​

• در مواقع خرابی شبکه در 10 میلی‌ثانیه جدا شدن از شبکه را انجام می‌دهد (بیشتر از استاندارد 50 میلی‌ثانیه ویتنام)، که ادامه عملیات بارهای حیاتی (مانند خط تولید کارخانه) را تضمین می‌کند. ​این جدا شدن سریع توسط High voltage Disconnect Switch امکان‌پذیر شده است.​​
• پس از نصب در پروژه ویلا هانوی در سال 2024، ریسک آتش‌سوزی سمت DC به 90٪ کاهش یافت و حوادث شوک الکتریکی حذف شدند.

3.2 مزایای اقتصادی و مطابقت​

• ​کاهش ریسک جریمه:​​مطابق با نیازهای انتشار کربن "قانون صنعت سبز"، از جریمه‌های سالانه 3٪ درآمد جلوگیری می‌کند.
• ​کوتاه شدن دوره بازگشت سرمایه:​​به دلیل کاهش هزینه‌های نگهداری (30٪) و کاهش خسارات ناشی از توقف، IRR به 2-3 درصد افزایش یافت.

3.3 تقویت توانایی پشتیبانی از شبکه​

از تست ماده تنظیم توان عبور کرد: تا 30٪ ظرفیت نصب شده را تحت تنظیم توان انعطاف‌پذیر EVN (وقتی بار شبکه <75٪) پشتیبانی می‌کند، که اجازه می‌دهد نیروگاه‌ها در بازار تنظیم فرکانس (FRP) شرکت کنند. ​High voltage Disconnect Switch در این توانایی پشتیبانی از شبکه نقش دارد.​