EN
Ένα βιομηχανικό μικροδίκτυο δεν γίνεται αξιόπιστο απλώς με την προσθήκη μιας γεννήτριας και μιας μπαταρίας. Το χρήσιμο ερώτημα είναι πώς συμπεριφέρονται ως ένα ηλεκτρικό σύστημα η Γεννήτρια Μόνιμου Μαγνήτη PMG, οι μετατροπείς ισχύος, η μονάδα αποθήκευσης ενέργειας, οι κρίσιμες φορτίσεις και οι εποπτικοί έλεγχοι. Από μηχανική άποψη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, το προφίλ φόρτισης έρχεται πρώτο: ένα εργαστήριο ορυχείου, μια διαδικαστική μονάδα, ένας κόμβος τηλεπικοινωνιών ή μια απομακρυσμένη εγκατάσταση μπορούν να έχουν πολύ διαφορετικά ρεύματα εκκίνησης, ρυθμούς αύξησης και προτεραιότητες κατά τη διακοπή λειτουργίας.
Ένας γεννήτρια μόνιμων μαγνητών (PMG) παράγει ηλεκτρική ενέργεια όταν οι μαγνήτες του δρομέα κινούνται παράλληλα με τις περιελίξεις του στάτορα. Δεδομένου ότι το μαγνητικό πεδίο παρέχεται από μόνιμους μαγνήτες και όχι από ένα ξεχωριστά ενεργοποιημένο πεδίο δρομέα, η μηχανή δεν απαιτεί έλεγχο ρεύματος πεδίου για τη δημιουργία αυτού του πεδίου. Σε ένα μικροδίκτυο, ωστόσο, η ακατέργαστη έξοδος της γεννήτριας είναι μόνο το πρώτο βήμα του προβλήματος σχεδιασμού. Η μεταβλητή ταχύτητα του άξονα μπορεί να σημαίνει μεταβλητή τάση και συχνότητα, ενώ οι βιομηχανικές φορτίσεις αναμένουν γενικά ένα αυστηρά ελεγχόμενο εναλλασσόμενο ρεύμα (AC bus) ή συνεχές ρεύμα (DC bus).
Η διαδρομή της ισχύος: από τον περιστρεφόμενο άξονα σε χρησιμοποιήσιμη ενέργεια μικροδικτύου
Η συνηθισμένη διαδρομή ενσωμάτωσης τοποθετεί έναν ανορθωτή ή έναν ενεργό μετατροπέα μετά τον Permanent magnet generator pmg .Αυτός ο μετατροπέας μετατρέπει τη μεταβλητή έξοδο της μηχανής σε ελεγχόμενη συνεχή ρεύμα (DC) σύνδεση ή, σε ορισμένες αρχιτεκτονικές, σε ρυθμιζόμενη εναλλασσόμενη ρεύμα (AC) παροχή. Ένας δικατευθυντικός μετατροπέας μπαταρίας συνδέει τη μονάδα αποθήκευσης ενέργειας στο ίδιο δίκτυο. Ένας αντιστροφέας τροφοδοτεί στη συνέχεια φορτία εναλλασσόμενου ρεύματος (AC), ή ένας μετατροπέας δημιουργίας δικτύου (grid-forming converter) καθορίζει την τοπική αναφορά τάσης και συχνότητας κατά τη λειτουργία απομόνωσης (island operation).
Αυτή η διάταξη αναθέτει σε κάθε στοιχείο μια ξεχωριστή λειτουργία. Ο γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη (Permanent Magnet Generator, PMG) μετατρέπει τη διαθέσιμη μηχανική ενέργεια. Η μονάδα αποθήκευσης απορροφά πλεονάζουσα ενέργεια, καλύπτει σύντομες ελλείψεις και περιορίζει απότομες διακυμάνσεις του δικτύου. Ο ελεγκτής αποφασίζει ποια λειτουργία έχει προτεραιότητα σε κάθε δεδομένη στιγμή. Η αντιμετώπιση της ονομαστικής ισχύος της γεννήτριας ως σταθερού αριθμού είναι κατάλληλη για τις αρχικές φάσεις σχεδιασμού· όμως, όταν συμπεριληφθούν η ταχύτητα του άξονα, οι συνθήκες περιβάλλοντος, τα όρια του μετατροπέα και η ικανότητα φόρτισης, η χρήσιμη έξοδος μπορεί να μεταβληθεί σημαντικά.
- Ο έλεγχος από την πλευρά της γεννήτριας διατηρεί τη γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη (Permanent Magnet Generator, PMG) εντός των ορίων ταχύτητας, ρεύματος, τάσης και θερμοκρασίας.
- Ο έλεγχος από την πλευρά της μπαταρίας επιβάλλει τους περιορισμούς φόρτισης, θερμοκρασίας, ρεύματος φόρτισης/εκφόρτισης και αποθεματικής ισχύος.
- Η διαχείριση του μικροδικτύου ισορροπεί την παραγωγή, την αποθήκευση, τα ελέγξιμα φορτία και οποιαδήποτε υπηρεσία δικτύου ή εφεδρική πηγή.
Γιατί η αποθήκευση αλλάζει το χρονικό παράθυρο λειτουργίας
Χωρίς αποθήκευση, ένας γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη (PMG) πρέπει να ακολουθεί το φορτίο σχεδόν αμέσως, στιγμή προς στιγμή, ή μια ξεχωριστή πηγή πρέπει να το κάνει αυτό. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε περικοπή παραγωγής όταν η μηχανική είσοδος είναι πλούσια και σε αστάθεια όταν μειώνεται. Με αποθήκευση, ο μετατροπέας μπαταρίας μπορεί να φορτίζει όταν η γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη (PMG) έχει περισσευούσα ισχύ και να εκφορτίζει κατά την αιφνίδια αύξηση του φορτίου ή την πτώση της παραγωγής. Το αποτέλεσμα δεν είναι «δωρεάν» ισχύς· είναι μια ελεγχόμενη χρονική μετατόπιση μεταξύ παραγωγής και κατανάλωσης.
Ίσως σκέφτεστε ότι μια μεγάλη μπαταρία επιλύει αυτόματα τις διακυμάνσεις της παραγωγής. Δεν είναι έτσι. Ένα σύστημα αποθήκευσης πρέπει να διαθέτει επαρκή χωρητικότητα ενέργειας για την προβλεπόμενη διάρκεια και επαρκή ισχύ για να καλύψει τη μεγαλύτερη αναμενόμενη στιγμιαία ζήτηση. Ο μετατροπέας του πρέπει επίσης να συντονίζεται με τον μετατροπέα της Γεννήτριας Μόνιμου Μαγνήτη (PMG), ώστε και οι δύο να μην προσπαθούν να ρυθμίζουν την ίδια μεταβλητή του DC λεωφορείου με αντικρουόμενους βρόχους ελέγχου.
Τρεις καταστάσεις λειτουργίας που οι μηχανικοί πρέπει να ορίσουν νωρίς
1. Φόρτιση κατά την περίοδο πλεονάσματος παραγωγής
Όταν η έξοδος της Γεννήτριας Μόνιμου Μαγνήτη (PMG) υπερβαίνει τη ζήτηση, ο ελεγκτής μπορεί να κατευθύνει τη διαφορά προς το σύστημα αποθήκευσης, υπό τον όρο ότι δεν ξεπερνά το όριο φόρτισης της μπαταρίας και την τρέχουσα κατάσταση φόρτισής της. Εάν η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη ή μη διαθέσιμη, το σύστημα απαιτεί μια σκόπιμη στρατηγική περικοπής ή απόρριψης φορτίου. Η μη ορισμένη διαχείριση αυτής της κατάστασης μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της ταχύτητας ή της τάσης του DC λεωφορείου εκτός του επιθυμητού εύρους λειτουργίας.
2. Αποφόρτιση με ακολούθηση του φορτίου
Όταν η ζήτηση υπερβαίνει τη διαθέσιμη έξοδο της Γεννήτριας Μόνιμου Μαγνήτη (PMG), η αποθήκευση μπορεί να εκφορτωθεί για να διατηρήσει την ηλεκτρική γραμμή εντός της ελεγχόμενης περιοχής. Για βιομηχανικό εξοπλισμό, ο έλεγχος πρέπει να διακρίνει μια σύντομη επιβάρυνση εκκίνησης κινητήρα από μια διαρκή έλλειψη ενέργειας. Μια μπαταρία μπορεί να ανταποκριθεί καλά στην πρώτη περίπτωση, ενώ ενδέχεται να είναι ακατάλληλη για μια μακρά παραγωγική βάρδια χωρίς άλλη πηγή ενέργειας.
3. Διαταραχές και επανεκκίνηση σε νησιωτική λειτουργία
Κατά τη νησιωτική λειτουργία, μία συσκευή πρέπει να καθορίζει την αναφορά τάσης και συχνότητας. Συχνά αυτή είναι ένας αντιστροφέας μπαταρίας που δημιουργεί το δίκτυο, ενώ ο Permanent magnet generator pmg μετατροπέας ακολουθεί αυτή την αναφορά και προσφέρει τη διαθέσιμη ισχύ. Η σειρά είναι κρίσιμη κατά την επανεκκίνηση από πλήρη διακοπή (black start) και την ανάκαμψη: πρώτα ενεργοποιείται η απαραίτητη ελεγκτική τροφοδοσία, στη συνέχεια δημιουργείται μια σταθερή ηλεκτρική γραμμή, ενεργοποιείται η διαδρομή της γεννήτριας και τέλος επανασυνδέονται οι προτεραιότητας φορτία σε στάδια.
Η συντονισμένη λειτουργία των ελέγχων αποτελεί συνήθως την πραγματική πρόκληση της ενσωμάτωσης
Μια συνηθισμένη καθυστέρηση στην παράδοση είναι συχνά αποτέλεσμα όχι ενός ελαττώματος στην Γεννήτρια Μόνιμων Μαγνητών (PMG) αυτή καθεαυτή, αλλά μιας αντιστοίχισης μεταξύ της γεννήτριας, του αντιστροφέα, του συστήματος διαχείρισης μπαταριών και του ελεγκτή μικροδικτύου, η οποία εμφανίζεται μόνο κατά την ενσωμάτωση στον χώρο εγκατάστασης. Πριν από την αγορά, ορίστε τη μέθοδο επικοινωνίας, την κατοχή των εντολών, τις λειτουργικές λειτουργίες, τη διαχείριση συναγερμών και τις μετρήσεις με χρονοσήμανση. Επαληθεύστε τι συμβαίνει όταν χάνεται η επικοινωνία: το υλικό πρέπει να μεταβαίνει σε μια τεκμηριωμένη τοπική ασφαλή συμπεριφορά, αντί να περιμένει απεριόριστα μια απομακρυσμένη εντολή.
Το πρότυπο IEEE 2030.7-2017 αποτελεί χρήσιμο πλαίσιο αναφοράς, καθώς περιγράφει λειτουργίες για ελεγκτές μικροδικτύων πέραν του επιμέρους ελέγχου συστατικών στοιχείων, συμπεριλαμβανομένης της αυτόνομης και της σύνδεσης με το δίκτυο λειτουργίας. Δεν αντικαθιστά τις μελέτες προστασίας που είναι ειδικές για κάθε έργο, τους ισχύοντες τοπικούς ηλεκτρολογικούς κανονισμούς ή τις διαδικασίες εκκίνησης των προμηθευτών. Παρομοίως, πλαίσια αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, όπως η σειρά IEC 62933, μπορούν να διαμορφώσουν την ορολογία και τον σχεδιασμό του συστήματος, αλλά δεν αποτελούν συντομότερο δρόμο προς τον ασφαλή και σύμφωνο με τους κανονισμούς σχεδιασμό ενός συγκεκριμένου τοποθεσίας.
Σχεδιάστε βάσει της συμπεριφοράς, όχι βάσει των συστατικών στοιχείων
Ένας γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη (PMG) και μια μονάδα αποθήκευσης λειτουργούν από κοινού όταν ελεγχόμενοι μετατροπείς μετατρέπουν τη μεταβλητή μηχανική είσοδο σε διαχειριζόμενη ηλεκτρική ενέργεια, ενώ ο ελεγκτής μικροδικτύου αναθέτει σε κάθε περιουσιακό στοιχείο ένα σαφές ρόλο. Το σημαντικό σημείο είναι ότι η ενσωμάτωση επιτυγχάνεται μόνο όταν τα όρια ισχύος, η λογική αποθεματοποίησης, η προστασία και οι επικοινωνίες σχεδιάζονται ως ένα ενιαίο λειτουργικό σύστημα. Για απομακρυσμένα και ευαίσθητα στη διαθεσιμότητα έργα, ένας προμηθευτής με εμπειρία στη γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη και στην ενσωμάτωση ελέγχου μπορεί να βοηθήσει να μεταφραστεί το προφίλ φόρτισης του χώρου σε μια πρακτική διαμόρφωση, αλλά οι τελικές ρυθμίσεις πρέπει να επιβεβαιωθούν μέσω μηχανικών μελετών έργου και δοκιμών εκκίνησης.
Εάν αξιολογείτε εμπορικούς μόνιμους μαγνήτες κινητήρες για πώληση και χρειάζεστε μια μηχανολογικά σχεδιασμένη λύση οδήγησης που εγγυάται απόδοση και διάρκεια ζωής, η ENNENG είναι ο εμπιστευόμενος σας συνεργάτης. Επικοινωνήστε με την ENNENG σήμερα .Μιλήστε με την τεχνική μηχανική ομάδα μας για να λάβετε μια προσαρμοσμένη πρόταση οδήγησης.
- Whatsapp:+86 18562780228
- Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο: [email protected]
- Τηλέφωνο: +86 532 66000559
