Решения для трансформаторов на опорах: обеспечение интеграции возобновляемых источников энергии с помощью технологии формирования сети и экологического дизайна

1. Основные проблемы интеграции возобновляемых источников энергии в электросеть​

1.1 Волатильность и непостоянство​

• Источники возобновляемой энергии, такие как ветер и солнце, демонстрируют колебания выходной мощности из-за природных условий, что приводит к нестабильности частоты/напряжения в сети.
• Для уменьшения этих проблем необходимы системы хранения энергии и технологии умного управления. ​Комплектные трансформаторные подстанции (PMTs)​​должны обеспечивать высокую совместимость как узлы подключения к сети.

1.2 Пропускная способность сети и ограничения по поглощению​

• Высокая степень проникновения возобновляемых источников энергии может привести к перегрузке местной сети, что требует оптимизации мощности трансформаторов и топологии (например, сетей с питанием по кольцу).

1.3 Проблемы качества электроэнергии​

• Гармоническое загрязнение и недостаток реактивной мощности требуют PMTs с высокой способностью к противодействию помехам и динамическому регулированию напряжения.

2. Технические решения адаптации для комплектных трансформаторных подстанций​

2.1 Высокосовместимый дизайн​

• ​Широкий диапазон напряжений: Поддерживает многоконтактные входы (например, 13.8kV/34.5kV → 208V/480V) для различных распределенных источников энергии.
• ​Динамическое регулирование напряжения: Интегрированные ±5% переключатели обмоток (5-позиционные) позволяют в реальном времени корректировать выходную мощность в зависимости от изменения нагрузки.
• Экологически чистая изоляция: Биоразлагаемая эфирная жидкость повышает пожарную безопасность и устойчивость, соответствует целям проектов возобновляемой энергии.

2.2 Эффективность и контроль потерь​

• Сверхвысокая эффективность: Соответствие стандартам DOE 2016 (например, 300kVA PMT: потери холостого хода 280Вт, потери на нагрузку 2.2кВт, эффективность ≥99%).
• Материалы с низкими потерями: Зернотиповая стальная сердцевина и медные обмотки снижают потери от вихревых токов, адаптируясь к интермитентному режиму работы.

2.3 Структурная прочность и надежность​

• Компактный корпус: Корпус с классом защиты IP67, изготовленный из нержавеющей стали 304 или покрытый антикоррозийным слоем, выдерживает экстремальные температуры от -40°C до +40°C (например, пустыни/ветровые фермы).
• Топология питания по кольцу: Обеспечивает резервирование нескольких трансформаторов для устойчивости к отказам в локальных сетях.

3. Интегрированные системные решения: Хранение энергии + Умное управление​

​3.1 Синергия трансформатора и хранения энергии​

• Системы хранения энергии на основе аккумуляторных батарей (BESS), размещенные на PMTs, поглощают избыток возобновляемой энергии через сдвиг энергии, уменьшая волатильность нетто-нагрузки на 21%.
• Пример: 0.5MWh BESS, интегрированная с 225kVA PMT, сглаживает дневно-ночные колебания выхода фотovoltaic (PV).

3.2 Управление на основе ИИ​

• Гибридное динамическое экономическое и эмиссионное диспетчерское управление (HDEED) и алгоритмы (например, POA-CS) обеспечивают многокритериальное управление:
  ✓ Минимизирует операционные затраты и выбросы углерода.
  ✓ Адаптирует стратегии подключения к сети с использованием обобщенных коэффициентов колебаний нагрузки, увеличивая доход на 22.4%.

3.3 Подавление гармоник и оптимизация качества электроэнергии​

• Трансформаторы с фактором K (K-1~K-4) снижают высшие гармоники, возникающие при интеграции возобновляемых источников энергии.

4. Кейс-стади: Солнечная электростанция Капошвар, Венгрия​

• ​Конфигурация: 100МВт солнечная электростанция использует 5,000кВА PMTs для снижения напряжения 34.5кВ массива до 4,160В для подачи в сеть.
•  ​Экологический дизайн: Фундаменты на винтовых сваях минимизируют экологическое воздействие; стратегии умной сети обеспечивают генерацию 130ГВт/год и снижение выбросов CO₂ на 120,000 тонн.
• ​Экономика: Снижает потребление угля на 45,000 тонн/год, подтверждая жизнеспособность PMT в условиях высокой доли возобновляемых источников энергии.

5. Сравнение технических параметров (типичные продукты)​​

6. Заключение: Основная ценность комплектных трансформаторных подстанций​

PMTs играют ключевую роль в качестве физических узлов для высокоинтегрированных возобновляемых источников энергии благодаря их ​масштабируемому дизайну, ​высокой совместимости и ​возможностям умного обновления. Будущие направления развития включают:

• ​Интеграция цифровых двойников: Данные датчиков в реальном времени для предиктивного обслуживания.
• ​Управление формированием сети: Улучшенная поддержка слабых сетей.
• ​Гибридные энергетические хабы: Глубокая интеграция с технологиями нулевого выброса углерода (например, хранение, водород).