Xəbərlər - Dizel generator dəstləri ilə enerjinin saxlanması arasında əlaqə probleminin təhlili

Burada dizel generator dəstlərinin və enerji saxlama sistemlərinin qarşılıqlı əlaqəsi ilə bağlı dörd əsas məsələnin ingilis dilində ətraflı izahı verilmişdir. Bu hibrid enerji sistemi (çox vaxt “Dizel + Saxlama” hibrid mikro şəbəkəsi adlanır) səmərəliliyi artırmaq, yanacaq sərfiyyatını azaltmaq və sabit enerji təchizatını təmin etmək üçün təkmil həlldir, lakin ona nəzarət olduqca mürəkkəbdir.

Əsas Məsələlərə Baxış

100ms Ters Güc Problemi: Enerjinin saxlanmasının dizel generatoruna geri qidalanma gücünün qarşısını necə almaq və beləliklə onu qorumaq.
Daimi Güc Çıxışı: Dizel mühərrikinin yüksək səmərəlilik zonasında davamlı işləməsini necə saxlamaq olar.
Enerji saxlama sisteminin qəfil kəsilməsi: Enerji saxlama sistemi qəfildən şəbəkədən düşdüyü zaman təsirin öhdəsindən necə gəlmək olar.
Reaktiv güc problemi: Gərginliyin sabitliyini təmin etmək üçün iki mənbə arasında reaktiv enerji mübadiləsini necə əlaqələndirmək olar.

1. 100ms Əks Güc Problemi

Problemin təsviri:
Ters güc, elektrik enerjisi enerji saxlama sistemindən (və ya yükdən) dizel generator dəstinə doğru axdıqda baş verir. Dizel mühərriki üçün bu, mühərriki idarə edən "motor" kimi fəaliyyət göstərir. Bu son dərəcə təhlükəlidir və aşağıdakılara səbəb ola bilər:

Mexaniki zədə: Mühərrikin anormal hərəkəti krank mili və birləşdirici çubuqlar kimi komponentlərə zərər verə bilər.
Sistemin qeyri-sabitliyi: Dizel mühərrikinin sürətində (tezliyində) və gərginliyində dalğalanmalara səbəb olur və potensial olaraq bağlanmağa səbəb olur.

100 ms ərzində həll etmək tələbi mövcuddur, çünki dizel generatorları böyük mexaniki ətalətə malikdir və onların sürətini idarə edən sistemlər yavaş cavab verir (adətən saniyələr sırasına görə). Bu elektrik geri axını tez bir zamanda yatırmaq üçün özlərinə arxalana bilməzlər. Tapşırığı enerji saxlama sisteminin ultra sürətli cavab verən Güc Dönüşüm Sistemi (PCS) həll etməlidir.

Həlli:

Əsas Prinsip: "Dizel aparır, saxlama izləyir." Bütün sistemdə dizel generator dəsti “şəbəkəyə” analoji olaraq gərginlik və tezlik istinad mənbəyi (yəni, V/F idarəetmə rejimi) kimi çıxış edir. Enerji saxlama sistemi Sabit Güc (PQ) İdarəetmə rejimində işləyir, burada onun çıxış gücü yalnız master nəzarətçinin əmrləri ilə müəyyən edilir.
Nəzarət məntiqi:
1. Real vaxt rejimində monitorinq: Sistem master nəzarətçisi (və ya yaddaş kompüterinin özü) çıxış gücünə nəzarət edir (P_dizel) və real vaxt rejimində çox yüksək sürətlə (məsələn, saniyədə minlərlə dəfə) dizel generatorunun istiqaməti.
2. Güc təyin nöqtəsi: Enerji saxlama sistemi üçün güc təyinat nöqtəsi (P_set) təmin etməlidir:P_load(ümumi yük gücü) =P_dizel+P_set.
3. Sürətli Tənzimləmə: Yükün birdən azalmasına səbəb olurP_dizelmənfi tendensiyaya keçmək üçün nəzarətçi bir neçə millisaniyə ərzində saxlama PCS-yə boşalma gücünü dərhal azaltmaq və ya uducu gücə (doldurma) keçmək üçün əmr göndərməlidir. Bu, artıq enerjinin batareyalara hopmasını təmin edirP_dizelmüsbət olaraq qalır.
Texniki mühafizə tədbirləri:
- Yüksək Sürətli Rabitə: Minimum komanda gecikməsini təmin etmək üçün dizel nəzarətçisi, yaddaş PCS və sistem master nəzarətçisi arasında yüksək sürətli rabitə protokolları (məsələn, CAN avtobusu, sürətli Ethernet) tələb olunur.
- PCS Rapid Response: Müasir yaddaş PCS blokları 100 ms-dən çox daha sürətli, çox vaxt 10 ms ərzində enerji reaksiya vaxtlarına malikdir və bu, onları bu tələbi tam şəkildə yerinə yetirməyə qadir edir.
- Ehtiyatsız Mühafizə: Nəzarət keçidindən kənarda, adətən son avadanlıq maneəsi kimi dizel generatorunun çıxışında əks güc mühafizə rölesi quraşdırılır. Bununla belə, onun işləmə müddəti bir neçə yüz millisaniyə ola bilər, ona görə də o, ilk növbədə ehtiyat mühafizə kimi xidmət edir; əsas sürətli müdafiə nəzarət sisteminə əsaslanır.

2. Daimi Güc Çıxışı

Problemin təsviri:
Dizel mühərrikləri nominal gücünün təxminən 60%-80%-i yük aralığında maksimum yanacaq səmərəliliyi və ən aşağı emissiya ilə işləyir. Aşağı yüklər "yaş yığma" və karbon yığılmasına səbəb olur, yüksək yüklər isə yanacaq sərfiyyatını kəskin şəkildə artırır və istifadə müddətini azaldır. Məqsəd dizeli yükün dəyişməsindən təcrid etmək, onu səmərəli təyinat nöqtəsində sabit saxlamaqdır.

Həlli:

“Pak Təraş və Vadi Doldurma” Nəzarət Strategiyası:
1. Set Base Point: Dizel generator dəsti optimal səmərəlilik nöqtəsində müəyyən edilmiş sabit güc çıxışında işləyir (məsələn, nominal gücün 70%-i).
2. Saxlama Qaydaları:
  - Yük tələbi > Dizel təyinat nöqtəsi: Çatışmaz güc (P_load - P_diesel_set) enerji saxlama sisteminin boşaldılması ilə tamamlanır.
  - Yük tələbi < Dizel təyinat nöqtəsi: Həddindən artıq güc (P_diesel_set - P_load) enerji saxlama sisteminin doldurulması ilə udulur.
Sistemin üstünlükləri:
- Dizel mühərriki davamlı olaraq yüksək məhsuldarlıqla, rəvan işləyir, ömrünü uzadır və texniki xidmət xərclərini azaldır.
- Enerji saxlama sistemi kəskin yük dəyişmələrini hamarlayır, tez-tez dizel yükünün dəyişməsi nəticəsində yaranan səmərəsizliyin və aşınmanın qarşısını alır.
- Ümumi yanacaq sərfiyyatı əhəmiyyətli dərəcədə azalır.

3. Enerji Saxlamasının Birdən Ayrılması

Problemin təsviri:
Enerji saxlama sistemi batareyanın nasazlığı, PCS nasazlığı və ya mühafizə səfərləri səbəbindən qəflətən oflayn ola bilər. Əvvəllər anbar tərəfindən idarə olunan güc (istər istehsal edən, istərsə də istehlak edən) dərhal tamamilə dizel generator dəstinə ötürülür və bu, böyük bir elektrik şoku yaradır.

Risklər:

Saxlama boşaldılırsa (yükü dəstəkləyir), onun ayrılması tam yükü dizelə ötürür, potensial olaraq həddindən artıq yüklənməyə, tezliyin (sürətin) azalmasına və qoruyucu bağlanmaya səbəb olur.
Yaddaş doldurulursa (artıq gücü udursa), onun ayrılması dizelin artıq gücünü heç bir yerə getməmiş qoyur, potensial olaraq əks gücə və həddindən artıq gərginliyə səbəb olur, həmçinin bağlanmağa səbəb olur.

Həlli:

Dizel yan əyirmə ehtiyatı: Dizel generator dəsti yalnız optimal səmərəlilik nöqtəsinə uyğun ölçüdə olmamalıdır. O, dinamik ehtiyat tutumuna malik olmalıdır. Məsələn, maksimum sistem yükü 1000 kVt olarsa və dizel 700 kVt-da işləyirsə, dizelin nominal gücü 700 kVt-dan çox olmalıdır + ən böyük potensial pillə yükü (və ya anbarın maksimum gücü), məsələn, saxlama nasazlığı üçün 300 kVt tampon təmin edən 1000 kVt seçilmiş aqreqat.
Sürətli yükləmə nəzarəti:
1. Sistemin real vaxt rejimində monitorinqi: Saxlama sisteminin vəziyyətini və enerji axınını davamlı olaraq izləyir.
2. Arızanın aşkarlanması: Yaddaşın qəfil kəsilməsini aşkar etdikdən sonra, master nəzarətçi dərhal dizel nəzarətçisinə sürətli yük azaltma siqnalı göndərir.
3. Dizel reaksiyası: Dizel nəzarətçisi dərhal hərəkət edir (məsələn, yanacaq enjeksiyonunu sürətlə azaldır), yeni yükə uyğun olaraq gücü azaltmağa çalışır. İplik ehtiyatı bu daha yavaş mexaniki reaksiya üçün vaxt alır.
Son çarə: Yükün atılması: Elektrik şoku dizelin idarə edə bilməyəcəyi qədər böyükdürsə, ən etibarlı qorunma kritik yüklərin və generatorun özünün təhlükəsizliyinə üstünlük verərək, qeyri-kritik yükləri atmaqdır. Yükün azaldılması sxemi sistem dizaynında vacib qorunma tələbidir.

4. Reaktiv Güc Problemi

Problemin təsviri:
Reaktiv güc maqnit sahələri yaratmaq üçün istifadə olunur və AC sistemlərində gərginliyin sabitliyini qorumaq üçün çox vacibdir. Həm dizel generatoru, həm də saxlama PCS reaktiv gücün tənzimlənməsində iştirak etməlidir.

Dizel Generator: Oyanma cərəyanını tənzimləməklə reaktiv gücün çıxışını və gərginliyini idarə edir. Onun reaktiv güc qabiliyyəti məhduddur və reaksiyası yavaşdır.
Saxlama PCS: Əksər müasir PCS qurğuları dörd kvadrantdır, yəni onlar müstəqil və sürətlə reaktiv gücü vura və ya udmaq qabiliyyətinə malikdirlər (görünən güc reytinqi kVA-dan çox olmamaq şərti ilə).

Çağırış: Hər iki bölməni həddindən artıq yükləmədən sistemin gərginliyinin sabitliyini təmin etmək üçün hər ikisini necə əlaqələndirmək olar.

Həlli:

Nəzarət strategiyaları:
1. Dizel Gərginliyi idarə edir: Dizel generator dəsti sistemin gərginliyini və tezliyini təyin etmək üçün cavabdeh olan V/F rejiminə qoyulub. Sabit bir "gərginlik mənbəyi" təmin edir.
2. Saxlama Reaktiv Tənzimləmədə İştirak edir (İstəyə görə):
  - PQ rejimi: yaddaş yalnız aktiv gücü idarə edir (P), reaktiv güclə (Q) sıfıra təyin edin. Dizel bütün reaktiv gücü təmin edir. Bu, ən sadə üsuldur, lakin dizeli yükləyir.
  - Reaktiv Gücü Göndərmə Rejimi: Sistem əsas nəzarətçisi reaktiv güc əmrlərini göndərir (Q_set) cari gərginlik şərtlərinə əsaslanan saxlama fərdi kompüterlərinə. Sistem gərginliyi aşağı olarsa, anbara reaktiv gücü daxil etməyi əmr edin; yüksəkdirsə, reaktiv gücü qəbul etməyi əmr edin. Bu, dizelin üzərinə düşən yükü yüngülləşdirir, onun diqqətini aktiv güc çıxışına yönəltməyə imkan verir, eyni zamanda gərginliyin daha incə və daha sürətli sabitləşməsini təmin edir.
  - Güc Faktoru (PF) İdarəetmə Rejimi: Hədəf güc faktoru (məsələn, 0,95) təyin edilir və yaddaş dizel generatorunun terminallarında sabit ümumi güc amilini saxlamaq üçün reaktiv çıxışını avtomatik tənzimləyir.
Tutumun Nəzərdə tutulması: Saxlama PCS kifayət qədər görünən güc tutumu (kVA) ilə ölçülənməlidir. Məsələn, 400 kVt aktiv güc çıxaran 500 kVt PCS maksimumsqrt(500² - 400²) = 300kVArreaktiv gücə malikdir. Reaktiv güc tələbi yüksəkdirsə, daha böyük PCS tələb olunur.

Xülasə

Dizel generator dəsti və enerji saxlama menteşələri arasında sabit qarşılıqlı əlaqəyə müvəffəqiyyətlə nail olmaq iyerarxik idarəetmə ilə bağlıdır:

Hardware Layer: Tez cavab verən saxlama PCS və yüksək sürətli rabitə interfeysləri ilə dizel generator nəzarətçi seçin.
Nəzarət Layeri: “Dizel V/F dəstləri, Saxlama PQ edir” əsas arxitekturasından istifadə edin. Yüksək sürətli sistem nəzarətçisi aktiv gücün “pik təraş/dərə doldurması” və reaktiv güc dəstəyi üçün real vaxt rejimində enerji ötürülməsini həyata keçirir.
Mühafizə təbəqəsi: Sistemin dizaynına hərtərəfli mühafizə planları daxil edilməlidir: əks enerjidən qorunma, həddindən artıq yüklənmədən qorunma və yaddaşın qəfil kəsilməsini idarə etmək üçün yükə nəzarət (hətta yükün atılması) strategiyaları.

Yuxarıda təsvir edilən həllər vasitəsilə, qaldırdığınız dörd əsas problem səmərəli, sabit və etibarlı dizel-enerji saxlama hibrid enerji sistemi qurmaq üçün effektiv şəkildə həll edilə bilər.