¿Cómo interrumpirá la popularización de las redes de distribución de CC la arquitectura tradicional de compensación de potencia reactiva?

El rápido desarrollo de la tecnología de la red de distribución de DC está conduciendo a cambios profundos en la arquitectura del sistema de energía. Como fabricante de equipos de compensación de potencia reactiva de bajo voltaje, Geyue Electric cree que la popularización de las redes de distribución de CC tendrá un impacto fundamental en las tecnologías tradicionales de compensación de energía reactiva. Este artículo analizará esta tendencia a partir de tres dimensiones: cambio de paradigma tecnológico, evolución de la forma del equipo y reconfiguración de la estructura del mercado.

Un cambio fundamental en los paradigmas tecnológicos

La compensación de potencia reactiva es una parte indispensable en las redes de distribución de CA tradicionales porque el sistema de CA requiere energía reactiva para mantener la estabilidad del voltaje y garantizar el funcionamiento normal de los equipos electromagnéticos. Las cargas inductivas en el sistema de CA necesitan potencia reactiva capacitiva para su compensación, y las características de las líneas capacitivas requieren potencia reactiva inductiva para su equilibrio. Este intercambio de potencia reactiva es una característica inherente del sistema de CA.

Las redes de distribución de CC cambian fundamentalmente este paradigma técnico. En un sistema de CC, tanto el voltaje como la corriente son unidireccionales y no existe el concepto de diferencia de fase. Por lo tanto, la potencia reactiva en el sentido tradicional ya no existe en un entorno de CC pura. Los sistemas de CC no necesitan mantener la estabilidad del voltaje mediante el intercambio de energía reactiva, lo que hace que la arquitectura técnica tradicional basada en la compensación de energía reactiva pierda su fundamento.

El sistema DC aún necesita abordar los problemas de calidad de energía. Aunque no hay potencia reactiva, el sistema DC enfrenta nuevos desafíos de calidad de potencia, como fluctuaciones de voltaje, supresión de ondas y manejo armónico. Las soluciones a estos problemas son fundamentalmente diferentes de la compensación de energía reactiva tradicional y requieren la adopción de enfoques técnicos y formularios de equipos completamente nuevos.

La evolución de las formas de equipo

Los equipos tradicionales de compensación de potencia reactiva correrán el destino de ser reemplazados en las redes de distribución de CC. Los bancos de condensadores, reactores, compensadores estáticos de potencia reactiva y otros dispositivos ampliamente utilizados en el sistema de CA están diseñados en función de las características del sistema de CA. Estos dispositivos no se pueden utilizar directamente en el entorno de CC e incluso pueden causar impactos negativos.

La red de distribución de DC requiere un equipo nuevo para la gestión de la calidad de la potencia. El transformador de estado sólido de CC ha reemplazado el transformador de CA tradicional y posee funciones duales de transformación de voltaje y control de calidad de potencia. El dispositivo de supresión de ondulación activa se ha convertido en un componente clave del sistema CC, utilizado para eliminar los componentes de CA en el voltaje de CC. El convertidor de CC bidireccional no solo regula el flujo de potencia, sino que también juega un papel importante en la estabilización del voltaje.

Estos nuevos dispositivos emplean componentes electrónicos de potencia totalmente controlables y algoritmos de control avanzados, lo que permite una regulación más rápida y precisa de la calidad de potencia. Los datos de un cierto proyecto de demostración de microrredes de CC muestran que después de la adopción de un dispositivo de supresión de ondulación activa, el coeficiente de ondulación de voltaje de CC disminuyó de 5% a inferior al 0.05%, mejorando significativamente la calidad de la fuente de alimentación.

Una estrategia de control de reestructuración exhaustiva

Las estrategias de control de las redes de distribución de CC son fundamentalmente diferentes de las de los sistemas de CA tradicionales. En los sistemas de CA, el control de compensación de potencia reactiva se enfoca principalmente en mejorar el factor de potencia y la estabilidad de voltaje, con objetivos de control relativamente simples. Por el contrario, el control de los sistemas DC debe considerar múltiples objetivos, como la estabilidad de voltaje, la supresión de ondas y el equilibrio de potencia simultáneamente, lo que resulta en una complejidad de control significativamente mayor.

El control del sistema DC depende más de la comunicación y la coordinación. En el sistema de CA, la compensación de potencia reactiva puede funcionar de forma independiente localmente, mientras que el sistema de CC requiere una comunicación rápida y un control coordinado entre varios nodos. El sistema DC basado en la arquitectura de control distribuido puede lograr la operación de optimización global, pero también impone mayores demandas sobre la confiabilidad de la comunicación y los algoritmos de control.

La tecnología de inteligencia artificial juega un papel importante en el control de los sistemas DC. Los algoritmos de aprendizaje automático pueden predecir los cambios de carga y la salida de nuevas fuentes de energía, y ajustar las estrategias de control por adelantado. La tecnología de aprendizaje profundo puede identificar estados anormales del sistema y tomar automáticamente medidas correctivas. Estos métodos de control inteligentes han mejorado en gran medida la confiabilidad operativa y la eficiencia de los sistemas DC.

Un ecosistema industrial reorganizado

La adopción generalizada de redes de distribución de CC remodelará el panorama competitivo del mercado de gestión de la calidad de la energía. Los fabricantes tradicionales de equipos de compensación de potencia reactiva están bajo presión para transformarse y necesitan dominar rápidamente la tecnología de distribución de CC y desarrollar los productos correspondientes. Las empresas emergentes, aprovechando sus ventajas en el campo de la electrónica de potencia, pueden lograr avances mediante una estrategia de "cambio de sentido".

El enfoque del mercado está cambiando hacia las soluciones del sistema. En las redes de distribución de DC, la gestión de la calidad de la potencia ya no es un proceso independiente; En cambio, está profundamente integrado con equipos de inversor, dispositivos de protección y sistemas de monitoreo. La capacidad de proporcionar soluciones integrales se ha convertido en un factor clave en la competencia del mercado.

El sistema estándar incompleto presenta oportunidades y desafíos. La tecnología de las redes de distribución de corriente continua aún está en su etapa inicial de desarrollo, y los estándares relacionados aún no están completos. Esto no solo ofrece a las empresas la oportunidad de participar en la formulación estándar, sino que también aumenta la incertidumbre en el desarrollo de productos. Ge Yue Electric está involucrado activamente en el trabajo de formulación estándar para las redes de distribución de corriente continua, promoviendo el desarrollo saludable de la industria.

Camino de transformación tecnológica y opciones estratégicas

Ante los cambios provocados por las redes de distribución de CC, los fabricantes de equipos de compensación de potencia reactiva tradicional deben formular estrategias claras de transformación tecnológica. A corto plazo, la distribución de CA aún dominará el mercado, pero la proporción de distribución de CC aumentará gradualmente. Las empresas deben mantener la competitividad de sus negocios existentes al tiempo que invierten activamente en la investigación y el desarrollo de la tecnología de DC.

El desarrollo de productos debe adoptar una estrategia progresiva. Inicialmente, se puede llevar a cabo el desarrollo de equipos de gestión de energía para sistemas híbridos CA/CC y luego realizar una transición gradual a sistemas CC puros. El diseño modular puede mejorar la adaptabilidad y escalabilidad del producto y reducir los riesgos técnicos.

La formación del personal y la transformación organizacional son de vital importancia. La tecnología de las redes de distribución de corriente continua cubre múltiples campos como la electrónica de potencia, la teoría de control y la tecnología de la comunicación, y requiere el establecimiento de equipos técnicos interdisciplinarios. La estructura organizacional debe ser más flexible, capaz de responder rápidamente a los cambios del mercado y los avances tecnológicos.

La adopción generalizada de las redes de distribución de DC no solo cambia el enfoque técnico para la gestión de la calidad de la potencia, sino que también reestructura el panorama y la cadena de valor competitivos de toda la industria. Geyue Electric adoptará activamente esta transformación, innovará continuamente productos y tecnologías, y proporcionará garantías confiables de calidad de potencia para el desarrollo de redes de distribución de CC. Creemos que a través de los esfuerzos conjuntos de todas las partes en los campos de la investigación, la educación y la industria, la tecnología de la red de distribución de DC se volverá más madura y completa, proporcionando un importante apoyo para la construcción de un nuevo sistema de energía. Si su proyecto en curso necesita un conjunto de dispositivos de compensación de potencia reactiva, no dude en escribir parainfo@gyele.com.cn.