در زمینه انرژی های نو، به عنوان تجهیزات کنترلی و حفاظتی هسته سیستم قدرت، کلید برق نقش حیاتی در زمینه های فتوولتائیک، نیروی باد و ذخیره انرژی ایفا می کند. سناریوهای کاربردی و ویژگی های فنی آنها ارتباط نزدیکی با ایمنی، کارایی و قابلیت اطمینان سیستم دارد. این سه حوزه اصلی به شرح زیر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت:
I. سیستم های فتوولتائیک: محافظ های اصلی برای دسترسی ایمن و جداسازی خطا
سیستم های PV انرژی خورشیدی را از طریق ماژول های PV به جریان مستقیم تبدیل می کنند و جریان مستقیم جریان مستقیم را از طریق اینورترها به جریان متناوب تبدیل می کند و در شبکه یکپارچه می شود. در این فرآیند، کلید برق دو وظیفه اصلی دارد:
ایزوله سازی امنیتی و کنترل دسترسی
مدار شکن DC: برای قطع قوس DC بین اینورتر و مجموعه PV برای جلوگیری از برق گرفتگی در طول تعمیر و نگهداری استفاده می شود. برای مثال، سوئیچهای قطع DC Projoy Electric با فاصلهگذاری فیزیکی برای اطمینان از ایمنی اپراتورها طراحی شدهاند و به تامینکننده تعیینشده برای ۸۰ درصد از تولیدکنندگان اینورتر اصلی در سراسر جهان تبدیل شدهاند.
شبکه-کابینت های کلید اتصال: این قطع کننده های مدار یکپارچه، قطع کننده های مدار و ماژول های حفاظت در برابر صاعقه به عنوان یک هاب اتصال بین ایستگاه های PV و شبکه، حفاظت از اضافه بار،{1}}مدار کوتاه و حفاظت از جریان برگشت را ارائه می دهند. طراحی ضد هوا آنها در برابر محیط های خشن مقاومت می کند، از اتصالات ماژول PV متعدد پشتیبانی می کند و نیازهای گسترش تاسیسات پشت بام مسکونی و پروژه های توزیع شده تجاری/صنعتی را برآورده می کند.
پاسخ سریع به خطا و محافظت از سیستم
قطع کننده های مدار هوشمند: نظارت بر زمان واقعی ناهنجاری های جریان و ولتاژ در پاسخ به نوسانات توان خروجی سیستم های PV، قطع خودکار مدارها در صورت سرریز، اتصال کوتاه- یا رویدادهای نشتی برای جلوگیری از آسیب تجهیزات. برای مثال، هنگامی که یک مدار شاخه رشته PV کوتاه-میشود، قطع کنندههای مدار هوشمند میتوانند به سرعت نقطه خطا را جدا کرده و از فروپاشی سیستم جلوگیری کنند.
ii سیستمهای قدرت بادی: عملکرد قابل اعتماد و تعمیر و نگهداری هوشمند در محیطهای فشار قوی-
سیستم های قدرت بادی با چالش های فشار بالا، خوردگی قوی و شرایط آب و هوایی شدید مواجه هستند. ارتقای فن آوری سوئیچ های الکتریکی بر سازگاری اقیانوس، تحمل ولتاژ و هوشمندی تمرکز دارد:
راهحلهای کلید ولتاژ بالا-بادی فراساحلی
کلید 72.5 کیلوولت GIS: ساختار فلزی کاملاً محصور، پوشش ضد خوردگی درجه CX، درجه حفاظتی IP66، اسپری نمک بالا و مقاومت محیط در برابر رطوبت. به عنوان مثال، تابلوی برق 72.5 کیلوولت GIS با فرکانس پایین-XD Electric، که با یک قطع کننده مدار جعبه معمولی طراحی شده است، با موفقیت آزمایش-تولید با حجم بالا/ آسیب را به پایان رساند و آن را به اولین مورد کاربردی در جهان تبدیل کرد.
550 کیلوولت DC GIS: برای انتقال از راه دور انتقال نیروی بادی دریایی، کاهش فضای مورد نیاز تا 90 درصد برای سکوهای دریایی و ایستگاه های مبدل خشکی. GIS DC ± 550 کیلو ولت آن در ایستگاه مبدل گوانگشی گویژونگ به بهره برداری رسیده است که نشان دهنده یک پیشرفت تکنولوژیک در تابلو برق DC محصور شده با ولتاژ بالا- چین است.
نگهداری هوشمند و حالت های عملیات بدون سرنشین
معماری سکوی سه- متشکل از تجهیزات، کنترل ایستگاه و لایههای کاربردی عملیات، اتصال پویا بین پستهای محلی، نظارت از راه دور و سکوهای عملیات سیار را امکانپذیر میسازد. برای مثال، XD Electric، پستهای دریایی مدولار را در پروژه Three Gorges New Energy A مستقر کرده است، با استفاده از یک طرحبندی تک طبقه-برای بهینهسازی فضا و پشتیبانی از حالت "بدون سرنشین و نظارت از راه دور" برای کاهش هزینههای عملیاتی.
III. سیستم های ذخیره انرژی: پشتیبانی کلیدی برای تنظیم توان و پایداری سیستم
سیستم ذخیره انرژی تعادل عرضه و تقاضا را از طریق شارژ و تخلیه تنظیم می کند. کلیدهای الکتریکی باید تعادلی بین تبدیل انرژی کارآمد و حفاظت ایمنی برقرار کنند:
کنترل توان در سیستم های ذخیره انرژی باتری
قطع کننده های مدار دو طرفه: از جریان برق دو طرفه در هنگام شارژ و دشارژ شدن باتری پشتیبانی می کند و امکان واکنش سریع در هنگام تنظیم توان فعال/غیرفعال در نقطه دسترسی را فراهم می کند. به عنوان مثال، زمانی که سیستم نیاز به جذب نیروی اضافی دارد، کلید مدار زاویه فاز ولتاژ BESS را برای تزریق توان اکتیو تنظیم می کند. هنگامی که ولتاژ در سمت بار نوسان می کند، قطع کننده مدار با تنظیم دامنه ولتاژ، کیفیت برق را تثبیت می کند.
ذخیره انرژی مغناطیسی ابررسانا: با استفاده از سیم پیچ ابررسانا ذخیره انرژی بدون تلفات، یک پاسخ میلی ثانیه ای توسط فناوری تبدیل الکترونیکی به دست می آید. با بیش از 90٪ راندمان تبدیل و طراحی مستقل ذخیره و ذخیره انرژی، برای کاربردهای توان بالا مانند میرایی نوسان فرکانس پایین مناسب است.
حفاظت ایمنی سیستم یکپارچه ذخیره انرژی فتوولتائیک
در ریزشبکه ای که ایستگاه های PV، ذخیره انرژی و شارژ را ترکیب می کند، قطع کننده های مدار هوشمند باید خطرات ترکیبی نوسانات توان خروجی، شارژ و دشارژ باتری و اضافه بار ایستگاه شارژ را بررسی کنند. به عنوان مثال، در پاسخ به نیازهای بالای شارژ خودروهای الکتریکی، قطع کننده های مدار می توانند ناهنجاری های جریان را در زمان واقعی کنترل کنند و مدار را در 0.1 ثانیه در طول یک اتصال کوتاه قطع کنند تا ایمنی سیستم را تضمین کنند.
روندهای فنی و چشم انداز صنعت
ولتاژ بالا و یکپارچه سازی: با گسترش توان بادی و ظرفیت نصب شده فتوولتائیک (PV)، تقاضا برای 72.5 کیلو ولت و تابلو برق فشار قوی افزایش یافته و تجهیزات به سمت فشرده و مدولار حرکت می کنند. برای مثال، تابلو برق 72.5 کیلوولت XD Electric اشغال فضا را از طریق یک طرح-تک طبقه کاهش می دهد.
هوشمند و دیجیتال: فناوری یکپارچه اینترنت اشیا، تجهیزات سوئیچ برای نظارت بر وضعیت، پیشبینی خطا و حفاظت تطبیقی. برای مثال، قطع کننده های مدار هوشمند، داده های عملیاتی را برای بهینه سازی استراتژی های حفاظتی از طریق الگوریتم های هوش مصنوعی در فضای ابری آپلود می کنند.
حفاظت از محیط زیست و افزایش قابلیت اطمینان: استفاده از گاز SF6 را می توان با استفاده از قطع خلاء، عایق هوا و سایر فناوری های محیطی کاهش داد، در حالی که طراحی ضد خوردگی پیشرفته (مانند پوشش درجه CX) و سازه های لرزه ای می توانند طول عمر تجهیزات را تا بیش از 30 سال افزایش دهند.
کاربرد سوئیچ الکتریکی در زمینه انرژی های جدید از-حفاظت تک عملکردی تا کنترل سطح سیستم- توسعه یافته است، که توسعه سیستم های PV، انرژی باد و ذخیره انرژی را به سمت کارآمدتر، ایمن و هوشمندتر هدایت می کند. به عنوان هدف اهداف "کربن دوگانه"، کلیدهای الکتریکی به زیرساخت کلیدی برای ساخت سیستم های قدرت جدید تبدیل خواهند شد.
