Inom området för ny energi, som kärnstyrning och skyddsutrustning för kraftsystem, spelar strömbrytaren en viktig roll inom områdena solceller, vindkraft och energilagring. Deras tillämpningsscenarier och tekniska egenskaper är nära relaterade till systemsäkerhet, effektivitet och tillförlitlighet. Dessa tre huvudområden analyserades enligt följande:
I. Solcellssystem: Kärnskydd för säker åtkomst och felisolering
PV-system omvandlar solenergi till likström genom PV-moduler och likström omvandlar likström till växelström genom växelriktare och integreras i nätet. I denna process har den elektriska omkopplaren två kärnfunktioner:
Säkerhetsisolering och åtkomstkontroll
DC-strömbrytare: Används för att skära likströmsbågen mellan växelriktaren och PV-enheten för att förhindra elstöt under underhåll. Till exempel är Projoy Electrics DC-frånkopplingsbrytare designade med fysiskt avstånd för att säkerställa operatörernas säkerhet och har blivit en utsedd leverantör till 80 % av vanliga växelriktartillverkare över hela världen.
Grid-Anslutningsställverkskåp: Dessa integrerade strömbrytare, strömbrytare och åskskyddsmoduler ger överbelastning, kortslutningsskydd och återflödesskydd som en anslutningsnav mellan solcellsstationer och nätet. Deras lufttäta design tål tuffa miljöer, stöder flera PV-modulanslutningar och möter expansionsbehoven för takinstallationer i bostäder och distribuerade kommersiella/industriella projekt.
Snabb felhantering och systemskydd
Intelligenta strömbrytare: real-övervakning av ström- och spänningsavvikelser som svar på fluktuationer i uteffekten hos PV-system, automatiskt avbrytande kretsar i händelse av översvämning, kortslutning- eller läckage för att förhindra skador på utrustningen. Till exempel, när en PV-stränggrenkrets kortsluter-kan smarta strömbrytare snabbt isolera felpunkter och förhindra att systemet kollapsar.
ii. Vindkraftssystem: pålitlig drift och intelligent underhåll i hög-högspänningsmiljöer
Vindkraftssystem står inför utmaningar med högt tryck, stark korrosion och extrema väderförhållanden. Tekniska uppgraderingar av elektriska omkopplare fokuserar på havets anpassningsförmåga, spänningstolerans och intelligens:
Offshore vindkraftslösningar för hög-spänningsställverk
72,5 kV GIS-ställverk: Helt sluten metallkonstruktion, anti-korrosionsbeläggning av CX-kvalitet, en IP66-klassificering, hög saltstänk och motståndskraftig mot fukt i miljöer. Till exempel, XD Electrics lågfrekventa 72,5 kV GIS-ställverk, designat med en gemensam kretsbrytare, genomförde framgångsrikt ett hög-tillverknings-/skadetest, vilket gjorde det till världens första applikationsfall.
550 kV DC GIS: för långdistansöverföring av havsbaserad vindkraftsöverföring, vilket minskar utrymmesbehovet med 90 % för havsbaserade plattformar och omvandlarstationer på land. Dess ±550 kV DC GIS har tagits i drift i Guangxi Guizhong Converter Station, som markerar ett tekniskt genombrott i Kinas högspännings DC-slutna ställverk.
Smart underhåll och obemannade driftlägen
De tre-plattformsarkitekturen som består av utrustning, stationskontroll och driftapplikationslager möjliggör en dynamisk anslutning mellan lokal understation, fjärrövervakning och mobila driftplattformar. XD Electric, till exempel, har distribuerat modulära offshore-transformatorstationer till Three Gorges New Energy A-projektet, med en enkel-planslayout för att optimera utrymmet och stödja ett "obemannat, fjärrövervakningsläge" för att minska driftskostnaderna.
III. Energilagringssystem: nyckelstöd för effektreglering och systemstabilitet
Energilagringssystem justerar balansen mellan utbud och efterfrågan genom laddning och urladdning. Elektriska strömbrytare måste skapa en balans mellan effektiv energiomvandling och säkerhetsskydd:
Strömkontroll i batterienergilagringssystem
Dubbelriktade strömbrytare: Stöder ett dubbelriktat strömflöde när batteriet laddas och urladdas, vilket möjliggör snabb respons under aktiv/passiv strömreglering vid åtkomstpunkten. Till exempel, när systemet behöver absorbera överskottseffekt, justerar strömbrytaren spänningsfasvinkeln för BESS för att injicera aktiv effekt. När spänningen fluktuerar på sidan av lasten, stabiliserar strömbrytaren strömkvaliteten genom att justera spänningsamplituden.
Superledande magnetisk energilagring: Genom att använda den förlustfria energilagringsegenskaperna supraledande spolen, uppnås en millisekundsrespons med elektroelektronisk omvandlingsteknik. Med mer än 90 % konverteringseffektivitet och oberoende energilagrings- och lagringsdesign är den lämplig för högeffektapplikationer som dämpning av lågfrekvent oscillation.
Säkerhetsskydd för integrerat solcellsenergilagringssystem
I ett mikronät som kombinerar PV, energilagring och laddstationer, måste intelligenta strömbrytare hantera de kombinerade riskerna med fluktuationer i uteffekten, batteriladdning och urladdning samt överbelastning av laddstation. Till exempel, som svar på höga laddningskrav från elfordon, kan strömbrytare övervaka strömavvikelser i realtid och bryta kretsen på 0,1 sekunder under en kortslutning för att säkerställa systemsäkerheten.
Tekniska trender och branschutsikter
Högspänning och integration: Med utbyggnaden av vindkraft och installerad kapacitet för solceller (PV) ökar efterfrågan på 72,5 kV och högspänningsställverk och utrustningen går mot kompakt och modulär. Till exempel minskar XD Electrics 72,5 kV tornställverk utrymmesbeläggning genom en enda-planslayout.
Intelligent och digital: Integrerad IoT-teknik, ställverk för tillståndsövervakning, felförutsägelse och adaptivt skydd. Intelligenta strömbrytare laddar till exempel upp driftsdata till molnet för att optimera skyddsstrategier genom artificiell intelligensalgoritmer.
Miljöskydd och tillförlitlighetsförbättring: användningen av SF6-gasanvändning kan minskas genom användning av vakuumavbrott, luftisolering och annan miljöteknik, medan förbättrad antikorrosionsdesign (t.ex. beläggning av CX-kvalitet) och seismiska strukturer kan förlänga utrustningens livslängd till mer än 30 år.
Tillämpningen av elektriska omkopplare inom området för ny energi har utvecklats från en-funktionsskydd till system-nivåkontroll, vilket driver utvecklingen av PV, vindkraft och energilagringssystem till att bli mer effektiva, säkra och intelligenta. Som målet för "dual carbon"-målen kommer elektriska strömbrytare att bli nyckelinfrastrukturen för konstruktion av nya kraftsystem.
