Στον τομέα της νέας ενέργειας, ως βασικός εξοπλισμός ελέγχου και προστασίας του συστήματος ισχύος, ο διακόπτης ισχύος διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στους τομείς των φωτοβολταϊκών, της αιολικής ενέργειας και της αποθήκευσης ενέργειας. Τα σενάρια εφαρμογής και τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους συνδέονται στενά με την ασφάλεια, την αποτελεσματικότητα και την αξιοπιστία του συστήματος. Αυτοί οι τρεις κύριοι τομείς αναλύθηκαν ως εξής:
I. Φωτοβολταϊκά Συστήματα: Βασικές διασφαλίσεις για ασφαλή πρόσβαση και απομόνωση βλαβών
Τα Φ/Β συστήματα μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε συνεχές ρεύμα μέσω των φωτοβολταϊκών μονάδων και το συνεχές ρεύμα μετατρέπει το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα μέσω των μετατροπέων και ενσωματώνεται στο δίκτυο. Σε αυτή τη διαδικασία, ο ηλεκτρικός διακόπτης έχει δύο βασικές λειτουργίες:
Απομόνωση ασφαλείας και έλεγχος πρόσβασης
Διακόπτης κυκλώματος DC: Χρησιμοποιείται για την κοπή του τόξου συνεχούς ρεύματος μεταξύ του μετατροπέα και του συγκροτήματος φωτοβολταϊκών για την αποφυγή ηλεκτροπληξίας κατά τη συντήρηση. Για παράδειγμα, οι διακόπτες αποσύνδεσης DC της Projoy Electric έχουν σχεδιαστεί με φυσική απόσταση για να διασφαλίζουν την ασφάλεια των χειριστών και έχουν γίνει καθορισμένος προμηθευτής για το 80% των βασικών κατασκευαστών μετατροπέων παγκοσμίως.
Δίκτυο-Επιλογές σύνδεσης: Αυτοί οι ενσωματωμένοι αυτόματοι διακόπτες κυκλώματος, οι διακόπτες κυκλώματος και οι μονάδες αντικεραυνικής προστασίας παρέχουν προστασία υπερφόρτωσης, βραχυκυκλώματος-και αντιρροής ως κόμβος σύνδεσης μεταξύ των φωτοβολταϊκών σταθμών και του δικτύου. Η αεροστεγή σχεδίασή τους αντέχει σε σκληρά περιβάλλοντα, υποστηρίζει πολλαπλές συνδέσεις φωτοβολταϊκών μονάδων και ανταποκρίνεται στις ανάγκες επέκτασης των εγκαταστάσεων σε στέγες κατοικιών και των εμπορικών/βιομηχανικών κατανεμημένων έργων.
Ταχεία απόκριση σφαλμάτων και προστασία συστήματος
Έξυπνοι διακόπτες κυκλώματος:-παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο ανωμαλιών ρεύματος και τάσης ως απόκριση στις διακυμάνσεις της ισχύος εξόδου των φωτοβολταϊκών συστημάτων, αυτόματη διακοπή κυκλωμάτων σε περίπτωση υπερχείλισης, βραχυκυκλώματος-συμβάντων ή διαρροών για την αποφυγή ζημιών στον εξοπλισμό. Για παράδειγμα, όταν βραχυκυκλώνεται-το κύκλωμα διακλάδωσης στοιχειοσειράς ΦΒ, οι έξυπνοι διακόπτες κυκλώματος μπορούν να απομονώσουν γρήγορα το σημείο σφάλματος και να αποτρέψουν την κατάρρευση του συστήματος.
ii. Συστήματα αιολικής ενέργειας: Αξιόπιστη λειτουργία και έξυπνη συντήρηση σε περιβάλλοντα υψηλής τάσης-
Τα συστήματα αιολικής ενέργειας αντιμετωπίζουν προκλήσεις υψηλής πίεσης, ισχυρής διάβρωσης και ακραίων καιρικών συνθηκών. Οι τεχνολογικές αναβαθμίσεις στους ηλεκτρικούς διακόπτες επικεντρώνονται στην προσαρμοστικότητα των ωκεανών, την ανοχή τάσης και την ευφυΐα:
Λύσεις διακοπτών υπεράκτιας αιολικής ενέργειας υψηλής{{0}τάσης
Διακόπτης GIS 72,5 kV: Πλήρως κλειστή μεταλλική κατασκευή, αντιδιαβρωτική επίστρωση-βαθμού CX, βαθμός προστασίας IP66, υψηλή αντοχή σε ψεκασμό αλατιού και υγρασία περιβάλλοντος. Για παράδειγμα, ο διακόπτης GIS χαμηλής-συχνότητας 72,5 kV της XD Electric, σχεδιασμένος με διακόπτη κυκλώματος κοινού κιβωτίου, ολοκλήρωσε επιτυχώς μια δοκιμή κατασκευής/βλάβης μεγάλου-όγκου, καθιστώντας τον την πρώτη περίπτωση εφαρμογής στον κόσμο.
550 kV DC GIS: για μεταφορά υπεράκτιων αιολικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις, μειώνοντας τις απαιτήσεις χώρου κατά 90% για υπεράκτιες πλατφόρμες και χερσαίους σταθμούς μετατροπέων. Το ±550 kV DC GIS του έχει τεθεί σε λειτουργία στο σταθμό μετατροπής Guangxi Guizhong, ο οποίος σηματοδοτεί μια τεχνολογική ανακάλυψη στον κλειστό διακόπτη DC υψηλής τάσης της Κίνας.
Έξυπνες λειτουργίες συντήρησης και μη επανδρωμένης λειτουργίας
Η αρχιτεκτονική των τριών-πλατφορμών που αποτελείται από τον εξοπλισμό, τον έλεγχο σταθμού και τα επίπεδα εφαρμογής λειτουργίας επιτρέπει τη δυναμική σύνδεση μεταξύ τοπικών υποσταθμών, απομακρυσμένης παρακολούθησης και κινητών πλατφορμών λειτουργίας. Η XD Electric, για παράδειγμα, έχει αναπτύξει αρθρωτούς υπεράκτιους υποσταθμούς στο έργο Three Gorges New Energy A, χρησιμοποιώντας μια διάταξη μονής-ιστορίας για τη βελτιστοποίηση του χώρου και την υποστήριξη μιας λειτουργίας "μη επανδρωμένης, απομακρυσμένης παρακολούθησης" για μείωση του λειτουργικού κόστους.
III. Συστήματα αποθήκευσης ενέργειας: βασική υποστήριξη για ρύθμιση ισχύος και σταθερότητα συστήματος
Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας προσαρμόζει την ισορροπία προσφοράς και ζήτησης μέσω της φόρτισης και της εκφόρτισης. Οι ηλεκτρικοί διακόπτες πρέπει να επιτυγχάνουν μια ισορροπία μεταξύ αποτελεσματικής μετατροπής ενέργειας και προστασίας ασφάλειας:
Έλεγχος ισχύος σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών
Αμφίδρομοι διακόπτες κυκλώματος: Υποστηρίζει αμφίδρομη ροή ισχύος όταν η μπαταρία φορτίζεται και αποφορτίζεται, επιτρέποντας ταχεία απόκριση κατά τη ρύθμιση ενεργητικής/παθητικής ισχύος στο σημείο πρόσβασης. Για παράδειγμα, όταν το σύστημα χρειάζεται να απορροφήσει υπερβολική ισχύ, ο διακόπτης κυκλώματος προσαρμόζει τη γωνία φάσης τάσης του BESS για την έγχυση ενεργού ισχύος. Όταν η τάση κυμαίνεται στο πλάι του φορτίου, ο διακόπτης κυκλώματος σταθεροποιεί την ποιότητα ισχύος ρυθμίζοντας το πλάτος της τάσης.
Αποθήκευση υπεραγώγιμης μαγνητικής ενέργειας: Χρησιμοποιώντας τα χαρακτηριστικά αποθήκευσης ενέργειας χωρίς απώλειες υπεραγώγιμου πηνίου, επιτυγχάνεται απόκριση χιλιοστού του δευτερολέπτου με την τεχνολογία ηλεκτρο ηλεκτρονικής μετατροπής. Με περισσότερο από 90% απόδοση μετατροπής και ανεξάρτητο σχεδιασμό αποθήκευσης και αποθήκευσης ενέργειας, είναι κατάλληλο για εφαρμογές υψηλής ισχύος, όπως η απόσβεση ταλάντωσης χαμηλής συχνότητας.
Προστασία Ασφαλείας Ολοκληρωμένου Φωτοβολταϊκού Συστήματος Αποθήκευσης Ενέργειας
Σε ένα μικροδίκτυο που συνδυάζει Φ/Β, σταθμούς αποθήκευσης και φόρτισης ενέργειας, οι έξυπνοι διακόπτες κυκλώματος πρέπει να αντιμετωπίζουν τους συνδυασμένους κινδύνους διακυμάνσεις ισχύος εξόδου, φόρτιση και εκφόρτιση μπαταρίας και υπερφόρτωση του σταθμού φόρτισης. Για παράδειγμα, ως απόκριση στις υψηλές απαιτήσεις φόρτισης ισχύος των ηλεκτρικών οχημάτων, οι διακόπτες κυκλώματος μπορούν να παρακολουθούν τις ανωμαλίες ρεύματος σε πραγματικό χρόνο και να κόβουν το κύκλωμα σε 0,1 δευτερόλεπτα κατά τη διάρκεια ενός βραχυκυκλώματος για να διασφαλίσουν την ασφάλεια του συστήματος.
Τεχνικές τάσεις και προοπτικές βιομηχανίας
Υψηλή τάση και ενσωμάτωση: Με την επέκταση της εγκατεστημένης ισχύος αιολικής ενέργειας και φωτοβολταϊκών (PV), η ζήτηση για 72,5 kV και συσκευές διανομής υψηλής τάσης αυξάνεται και ο εξοπλισμός κινείται προς συμπαγή και αρθρωτό. Για παράδειγμα, ο διακόπτης πύργου 72,5 kV της XD Electric μειώνει την κατοχή χώρου μέσω μιας-διαρρύθμισης μιας ιστορίας.
Έξυπνο και ψηφιακό: Ενσωματωμένη τεχνολογία IoT, εξοπλισμός διανομής για παρακολούθηση κατάστασης, πρόβλεψη σφαλμάτων και προσαρμοστική προστασία. Οι έξυπνοι διακόπτες κυκλώματος, για παράδειγμα, ανεβάζουν επιχειρησιακά δεδομένα στο cloud για να βελτιστοποιήσουν τις στρατηγικές προστασίας μέσω αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης.
Περιβαλλοντική προστασία και ενίσχυση αξιοπιστίας: η χρήση του αερίου SF6 μπορεί να μειωθεί με τη χρήση διακοπής κενού, μόνωσης αέρα και άλλων περιβαλλοντικών τεχνολογιών, ενώ η βελτιωμένη αντιδιαβρωτική σχεδίαση (π.χ. επίστρωση ποιότητας CX{{3}) και οι σεισμικές κατασκευές μπορούν να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού σε περισσότερα από 30 χρόνια.
Η εφαρμογή του ηλεκτρικού διακόπτη στον τομέα της νέας ενέργειας έχει αναπτυχθεί από μια-προστασία μιας λειτουργίας έως τον έλεγχο επιπέδου συστήματος-, που οδηγεί την ανάπτυξη συστημάτων αποθήκευσης φωτοβολταϊκών, αιολικής ενέργειας και ενέργειας ώστε να είναι πιο αποτελεσματικά, ασφαλή και έξυπνα. Ως στόχος των στόχων «διπλού άνθρακα», οι ηλεκτρικοί διακόπτες θα γίνουν η βασική υποδομή για την κατασκευή νέων συστημάτων ισχύος.
