چگونه یک دستگاه یکپارچه اینورتر ذخیره انرژی، شرایط جزیره‌ای شدن را مدیریت می‌کند؟

اگر تا به حال در حین قطع برق در اطراف لبه‌های شبکه بوده‌اید، احتمالاً دیده‌اید که اوضاع به هم ریخته می‌شود - چراغ‌ها خاموش می‌شوند، وسایل برقی افزایش می‌یابند، و کسب‌وکارهای محلی ضربه‌های زیادی می‌خورند. برای تیم های انرژی، بدترین بخش زمانی است که سیستم های خورشیدی یا بادی به کار خود ادامه می دهندبعد ازشبکه پایین می رود - به این می گویند جزیره ای شدن، و این فقط یک سکسکه جزئی نیست. این می تواند به تجهیزات شبکه آسیب برساند، به کارگران خطی که در تلاش برای رفع قطعی هستند صدمه بزند و حتی پایداری کل شبکه برق محلی را به هم بزند. اینجاست که یک ماشین یکپارچه اینورتر ذخیره‌سازی انرژی مدرن (شما می‌توانید واحد دقیق ما را در اینجا بررسی کنید: /pad-mounted-transformers/energy-storage-inverter-integrated-machine.html) وارد می‌شود—این فقط انرژی را ذخیره و تخلیه نمی‌کند. این اساسا اولین خط دفاعی در برابر جزیره‌نشینی است.

بیایید این را تجزیه کنیم، همانطور که دارم آن را برای یکی از همکاران فنی در یک فروشگاه خورشیدی توضیح می دهم، بدون استفاده از اصطلاحات کسل کننده. اول، بیایید به همان صفحه برویم: چهاستجزیره ای، دقیقا؟ جزیره‌ای شدن زمانی اتفاق می‌افتد که منابع انرژی توزیع‌شده (DER) - مانند پانل‌های خورشیدی، توربین‌های بادی، یا ذخیره‌سازی باتری - در حالی که شبکه اصلی برق آفلاین است، به تغذیه بخشی از شبکه محلی ادامه می‌دهد. بی ضرر به نظر می رسد، اما اپراتورهای شبکه ولتاژ و فرکانس را با یک تحمل بسیار تنگ همگام می کنند (برای فرکانس ± 0.5 هرتز، برای ولتاژ ± 5 درصد). وقتی DERها به طور مستقل اجرا می‌شوند، نمی‌توانند دقیقاً با آن همگام‌سازی مطابقت داشته باشند، بنابراین شما تغذیه برگشتی دریافت می‌کنید، یا زمانی که کارگران خط فکر می‌کنند که برای لمس کردن امن هستند، بخش‌های "غیر دیده" شبکه انرژی می‌گیرند. این یک نه بزرگ است.

اکنون، دستگاه یکپارچه اینورتر ذخیره‌سازی انرژی ما فقط در آنجا نمی‌نشیند و شارژ نگه می‌دارد. این مملو از حسگرها و هوشمندهایی است که شبکه را مانند شاهین 24/7 تماشا می کنند. سس مخفی در اینجا تشخیص ضد جزیره ای است - در واقع دو نوع اصلی که با هم کار می کنند بنابراین نقاط کور صفر وجود دارد. تشخیص غیرفعال همیشه در پس‌زمینه اجرا می‌شود، ولتاژ، فرکانس و زاویه فاز را در نقطه کوپلینگ مشترک (PCC) بررسی می‌کند - جایی که سیستم شما به شبکه اصلی متصل می‌شود. اگر شبکه کاهش یابد، تشخیص غیرفعال یک پرش یا کاهش در این مقادیر را سریعتر از چشمک زدن یک انسان انجام می دهد. اما تشخیص غیرفعال گاهی اوقات می‌تواند نوسانات شبکه کوچک و تدریجی را از دست بدهد (مانند قطعی کوچک در اثر ضربه زدن یک سنجاب به خط)، بنابراین ما از تشخیص فعال نیز استفاده می‌کنیم. واحد ما فرکانس خروجی را تغییر می دهدفقط یه ذره(مانند 0.05 هرتز) که برای تأثیرگذاری بر بارهای معمولی بسیار کوچک است، اما وقتی شبکه خاموش است، «بافر شبکه‌ای» وجود ندارد که این ترفند را حفظ کند. واحد تغییر فرکانس خود را می بیند و فوراً خاموش می شود. بدون تاخیر، بدون سردرگمی.

صبر کن، اما اگر توخواستنجزیره ای؟ مثلاً اگر کافی‌شاپ یا خواربارفروشی هستید و در هنگام قطع برق به برق نیاز دارید. این جزیره‌سازی عمدی نامیده می‌شود، و ماشین یکپارچه اینورتر ذخیره‌سازی انرژی ما نیز برای آن ساخته شده است - فقط مطمئن می‌شویم که اشتباهی نباشد. در اینجا گام به گام بازی به بازی برای نحوه مدیریت جزیره ای، چه تصادفی یا عمدی، آورده شده است.

اول، حالت عادی اتصال به شبکه: واحد ما با فرکانس و ولتاژ شبکه همگام‌سازی می‌شود، بنابراین می‌تواند انرژی اضافی خورشیدی یا باتری ذخیره‌شده را به برق برگرداند، یا اگر DER کم است، از شبکه برق بگیرد تا باتری‌ها را شارژ کند. این مانند یک بازیکن تیم است که با ریتم شبکه مطابقت دارد بنابراین هیچ کس متوجه وجود آن نمی شود. حالا، دومی که یک کلید برق قطع می‌شود، یا خطی خراب می‌شود، سیگنال شبکه می‌افتد. حسگرهای غیرفعال انحراف را دریافت می کنند - مثلاً فرکانس از 60 هرتز به 58 هرتز در 100 میلی ثانیه می رسد - و سیستم تنظیم فرکانس فعال می بیند که هیچ شبکه ای برای قفل کردن وجود ندارد. در این مرحله، واحد دو انتخاب دارد: اگر یک جزیره تصادفی باشد (هیچکس به برق پشتیبان نیاز ندارد)، اینورتر را در عرض 2 ثانیه خاموش می کند. اگر عمدی باشد (کاربر دکمه «حالت قطع شبکه» را فشار داده)، در یک ولتاژ و فرکانس از پیش تنظیم شده قفل می شود (مناسب برای بارهای محلی مانند یخچال یا چراغ ها) و به طور یکپارچه به حالت خارج از شبکه سوئیچ می شود. بدون لرزش، بدون کم نور شدن - غذای شما سرد می ماند، رایانه های شما کار می کنند.

من این کار را در زندگی واقعی دیده‌ام، نه فقط در آزمایش‌های آزمایشگاهی. سال گذشته، یک مشتری در روستایی تگزاس، یک راه‌اندازی خورشیدی بادی با ماشین مجتمع اینورتر ذخیره‌سازی انرژی ما، به‌علاوه یک پست پست فشرده (صفحه پست فشرده ما را در اینجا بررسی کنید: /pad-mounted-transformers/compact-substation.html) داشت که همه چیز را به شبکه محلی متصل می‌کند. طوفان تابستانی یک خط 12 کیلوولتی را به مدت 3 ساعت از کار انداخت. شبکه خاموش شد، اما باد و خورشید به تولید ادامه دادند و باتری ها شارژ شدند. واحد ما فوراً جزیره را شناسایی کرد - این عمدی بود، زیرا مدرسه ابتدایی محلی برای سیستم خنک کننده خود به برق نیاز داشت. در کمتر از یک ثانیه به حالت خارج از شبکه تبدیل شد و بار محلی را روی 60 هرتز و 480 ولت همگام سازی کرد، بنابراین مدرسه هرگز برق را از دست نداد. هنگامی که شبکه برگشت، یک بررسی سریع همگام سازی انجام داد، پارامترهای شبکه را مطابقت داد و بدون هیچ گونه مداخله دستی به حالت گرید-tie بازگشت. شرکت در واقع بعد از آن با ما تماس گرفت و گفت که سایر DERها در منطقه باعث برگشت خوردگی شده اند، اما پروتکل ضد جزیره ای واحد ما مانع از وقوع آن شد.

صبر کنید، بیایید در مورد اینکه چرا واحد ما بهتر از مجموعه های قدیمی است صحبت کنیم. بسیاری از سیستم‌های باتری قدیمی‌تر یا اینورترهای خورشیدی فقط از تشخیص غیرفعال استفاده می‌کنند، که می‌تواند در جزیره‌ای «متعادل» از کار بیفتد – زمانی که خروجی برق DER دقیقاً با بار محلی مطابقت دارد، بنابراین ولتاژ و فرکانس تقریباً نرمال می‌مانند و حسگرهای غیرفعال را کور می‌کنند. تشخیص فعال ما با افزودن آن تغییر فرکانس کوچک و عمدی آن را برطرف می‌کند. اگر شبکه وجود داشته باشد، آن ترفند جذب می شود. اگر اینطور نیست، فرکانس به اندازه‌ای تغییر می‌کند که باعث خاموش شدن شود. این مانند یک سیگنال مخفی است که فقط شبکه می تواند آن را بشنود.

همچنین، ماشین مجتمع اینورتر ذخیره‌سازی انرژی ما برای کار با سایر سخت‌افزارهای شبکه، مانند ترانسفورماتورهای روی پد (در اینجا صفحه ترانسفورماتور نصب‌شده روی پد ما است: /pad-mounted-transformers/pad-mounted-transformer.html)، پست‌های پیش ساخته (/pad-mounted-transformers/prefab-substation)، طراحی شده است. (/pad-mounted-transformers/wid-solar-power-compact-substation.html). اینها با هم کار می کنند تا مطمئن شوند که کل بخش شبکه محلی ایمن می ماند حتی اگر جزیره ای شدن اتفاق بیفتد. به عنوان مثال، ترانسفورماتور نصب شده بر روی پد، ولتاژ شبکه را تا حد قابل استفاده کاهش می دهد، و اینورتر ما اطمینان حاصل می کند که در صورت قطع شدن شبکه، ترانسفورماتور برق برگشتی دریافت نمی کند که می تواند به کارگران خط آسیب برساند.

حالا در مورد لبه‌ها چطور؟ مانند، اگر شبکه در حالی که واحد در حالت جزیره عمدی خارج از شبکه است بازگردد. واحد ما قبل از برگشت یک "بررسی شبکه" را انجام می دهد - تأیید می کند که فرکانس و ولتاژ شبکه در حد تحمل است و هیچ خطای مداومی وجود ندارد. اگر همه چیز خوب باشد، همگام‌سازی می‌شود و به گرید-tie برمی‌گردد. اگر همچنان مشکلی وجود دارد، تا زمانی که شبکه پایدار شود، در حالت خارج از شبکه باقی می‌ماند. این مهم است زیرا نمی خواهید ناگهان برق شبکه را به یک خط معیوب برگردانید.

یک چیز دیگر: ما پروتکل ضد جزیره خود را در برابر تمام استانداردهای آمریکای شمالی (و بین المللی) آزمایش می کنیم، مانند IEEE 1547، که استاندارد طلایی برای اتصال به شبکه DER است. بنابراین، اگر واحد ما را نصب می‌کنید، برای انطباق با کد، مجبور نخواهید بود از حلقه‌های اضافی عبور کنید. این یک مشکل بزرگ است – سیستم‌های قدیمی اغلب در بازرسی کد شکست می‌خوردند زیرا تشخیص جزیره‌ای آن‌ها بسیار کند یا نادرست بود.

در اینجا یک سوال رایج وجود دارد: "چرا نمی توانم اینورتر را هنگامی که شبکه قطع می شود خاموش کنم؟" خب توتوانستاما اگر انرژی یا انرژی تجدیدپذیر را ذخیره کرده باشید، این اتلاف است—شما برقی را دور می اندازید که می تواند برای بارهای حیاتی استفاده شود، یا حتی با بازگشت شبکه دوباره به شرکت برق می فروشید. واحد ما به شما این امکان را می‌دهد که این نیرو را در عین حال ایمن نگه دارید، بنابراین حداکثر ارزش را از سیستم انرژی خود دریافت کنید.

همچنین باید اشاره کنم که ماشین یکپارچه اینورتر ذخیره‌سازی انرژی ما فقط برای راه‌اندازی‌های تجاری یا ابزارهای بزرگ نیست - ما واحدهایی برای مشاغل کوچک، مزارع و حتی استفاده‌های مسکونی داریم (اگر صاحب خانه با باتری خورشیدی و تمام خانه هستید). اگر در مورد قطعی برق یا رعایت مقررات جزیره ای نگران هستید، این واحد تمام حدس و گمان ها را از بین می برد.

بیایید خلاصه کنیم، مثل اینکه در حال پایان دادن به جلسه هستیم: جزیره‌ای شدن یک خطر واقعی است، اما با یک ماشین مجتمع اینورتر ذخیره‌سازی انرژی مدرن، لازم نیست بین برق در هنگام قطعی برق و ایمنی شبکه یکی را انتخاب کنید. این واحد از ترکیبی از تشخیص غیرفعال و فعال ضد جزیره استفاده می کند تا زمانی که شبکه خاموش است، تصمیم می گیرد که تصادفی یا عمدی است، و حالت ها را در میلی ثانیه تغییر می دهد. این یکپارچه با سایر تجهیزات شبکه مانند ترانسفورماتورهای روی پد و پست های فشرده کار می کند، تمام استانداردهای کد را برآورده می کند، و در طوفان ها و قطعی های واقعی آزمایش شده است.

اگر آماده‌اید درباره نحوه عملکرد دستگاه یکپارچه اینورتر ذخیره‌سازی انرژی ما برای راه‌اندازی شما اطلاعات بیشتری کسب کنید، یا اگر می‌خواهید مجموعه کامل محصولات ما (شامل پست فشرده و پست فشرده انرژی خورشیدی بادی) را بررسی کنید، به وب‌سایت ما در پیوندهایی که در سراسر این پست به اشتراک گذاشته‌ایم مراجعه کنید. ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم در جزیره‌ها پیمایش کنید، سیستم انرژی خود را ایمن‌تر کنید و از باتری و تولید انرژی‌های تجدیدپذیر حداکثر استفاده را ببرید.

مرجع:

1. موسسه مهندسین برق و الکترونیک. (2018). IEEE 1547-2018: استاندارد برای اتصال و قابلیت همکاری منابع انرژی توزیع شده با رابط های مرتبط سیستم های قدرت الکتریکی.
2. آزمایشگاه ملی ساندیا (2020). روش‌های تشخیص جزیره‌ای برای منابع انرژی توزیع‌شده: تحلیل مقایسه‌ای.
3. وزارت انرژی آمریکا (2022). نوسازی شبکه: فن آوری های ضد جزیره ای و بهترین روش ها برای سیستم های ذخیره انرژی.