วิธีที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวร (PMG) ทำงานร่วมกับอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานสำหรับโครงการไมโครกริดอุตสาหกรรมแบบแยกเดี่ยว

เพลาขุดลึกแบบควบคุมระยะไกลที่เหมืองทองคำซานตง สถานีปิโตรเคมีนอกชายฝั่งและตามแนวชายฝั่งของซิโนเปค และสายการผลิตยางที่มีภาระสูงของลิงหลงไทร์ มักพึ่งพาสถาปัตยกรรมระบบจ่ายไฟแบบเกาะ (islanded power architectures) ซึ่งไม่มีระบบจ่ายไฟจากโครงข่ายหลักสำรองไว้ ในโครงการไมโครกริดอุตสาหกรรมแบบเดี่ยว (standalone industrial micro-grid) การบังคับให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานโดยไม่ประสานงานกันเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงโหลดอย่างรวดเร็ว หรือการปล่อยพลังงานแบตเตอรี่จนหมดในช่วงที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตพลังงานไม่เพียงพอเป็นเวลานาน จะก่อให้เกิดอันตรายแฝงรุนแรงหลายประการ ได้แก่ แรงดันบนบัสกระแสตรง/กระแสสลับ (DC/AC bus) ลดลงจนล้มเหลว แบตเตอรี่เสื่อมสภาพจากการคายประจุลึกเกินไป โรเตอร์ร้อนจัดจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก และความล้มเหลวของเกียร์กลาง

ENNENG แก้ไขปัญหาคอขวดด้านความมั่นคงของไมโครกริดเหล่านี้ผ่านโซลูชันการสร้างและการขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็กถาวรที่มีประสิทธิภาพสูง ณ eNNENG ด้วยการฝังแม่เหล็กถาวรนีโอดิเมียม-เหล็ก-โบรอน (NdFeB) ที่มีสมรรถนะสูงโดยตรงเข้าไปในโรเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ENNENG Permanent magnet generator pmg ขจัดขดลวดเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กและสูญเสียพลังงานจากทองแดงบนโรเตอร์ทั้งหมด ครอบคลุมช่วงกำลังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบรวมศูนย์ตั้งแต่ 5 กิโลวัตต์ ถึง 5 เมกะวัตต์ และช่วงแรงดันไฟฟ้าแบบรวมศูนย์ตั้งแต่ 110 โวลต์ ถึง 690 โวลต์ — พร้อมการประยุกต์ใช้พิเศษกับกังหันลมแกนแนวตั้งที่มีอันดับกำลัง 1 กิโลวัตต์ ถึง 10 กิโลวัตต์ (โดยมีจุดเน้นทางวิศวกรรมหลักที่หน่วยขนาด 3 กิโลวัตต์, 5 กิโลวัตต์ และ 10 กิโลวัตต์) — ENNENG ช่วยให้ผู้บูรณาการไมโครกริดสามารถจับคู่การแปลงพลังงานเชิงกลอย่างต่อเนื่องเข้ากับระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) ที่ตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว

จุดเด่นด้านเทคนิค: บทบาทเสริมซึ่งกันและกันของ PMG กับระบบเก็บพลังงาน

ในไมโครกริดอุตสาหกรรมแบบแยกตัว (islanded) Permanent magnet generator pmg และหน่วยเก็บพลังงานแบตเตอรี่จะต้องทำงานภายใต้ลำดับการควบคุมแบบรวมศูนย์ แทนที่จะแข่งขันกันตามค่ากำลังที่ระบุไว้บนป้ายชื่อแต่ละตัว

1. การแปลงพลังงานแบบซิงโครไนซ์และการขจัดการสูญเสียจากการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก

แบบซิงโครนัส Permanent magnet generator pmg แปลงแรงบิดเชิงกลจากกังหันลม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำ หรือเพลาที่ขับด้วยก๊าซ ให้เป็นกระแสไฟฟ้าที่มีความถี่สอดคล้องโดยตรงกับความเร็วของโรเตอร์โดยไม่มีการลื่นไถล ต่างจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่มีขดลวดสนามหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ ซึ่งต้องดึงกระแสแม่เหล็กกระตุ้นแบบรีแอคทีฟและเกิดความร้อนสูงในตัวนำทองแดงของโรเตอร์ ENNENG เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวรความเร็วต่ำ สร้างสนามแม่เหล็กในช่องว่างอากาศอย่างเสถียรโดยอาศัยหลักการแบบพาสซีฟ การออกแบบนี้ทำให้บรรลุมาตรฐานประสิทธิภาพ IEC 60034-30-1 ระดับ IE5 ได้ตลอดช่วงโหลดตั้งแต่ 25% ถึง 120% ของโหลดที่กำหนด ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน 2% ถึง 5% และรักษาระดับแฟกเตอร์กำลังไว้ที่ 0.95 ถึง 1.0 ขณะเดียวกัน อินเวอร์เตอร์จัดเก็บพลังงานแบบสองทิศทางสามารถตอบสนองภายในไม่กี่มิลลิวินาที เพื่อดูดซับการเปลี่ยนแปลงโหลดแบบฉับพลัน ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเร่งหรือลดกำลังอย่างราบรื่นเพื่อรองรับความต้องการพลังงานที่ต่อเนื่อง

2. ลำดับการควบคุมไมโครกริดแบบห้าขั้นตอนและการป้องกันบัส

การประสานงานระหว่าง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไมโครกริดสำหรับอุตสาหกรรม กับแบตเตอรี่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลเทเลเมตรีแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าที่บัสแบบ DC/AC สถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ (SoC) และความพร้อมใช้งานของเครื่องขับหลัก:

• ขั้นตอนที่ 1 – รักษาระดับสำรอง SoC: กำหนดขอบเขตบนและล่างของระดับความจุที่เหลือ (SoC) เพื่อให้แบตเตอรี่มีพื้นที่ว่างเพียงพอสำหรับรับพลังงานส่วนเกินจากลมหรือพลังงานน้ำที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน Permanent magnet generator pmg ขณะเดียวกันก็รักษาความสามารถในการทำงานต่อเนื่องในภาวะฉุกเฉินไว้

• ขั้นตอนที่ 2 – ใช้ระบบเก็บพลังงานรองรับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว: เมื่อมอเตอร์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่เริ่มทำงาน อินเวอร์เตอร์แบตเตอรี่แบบสองทิศทางจะจ่ายกำลังไฟฟ้าแบบปฏิกิริยาและกำลังไฟฟ้าจริงทันทีเป็นลำดับแรก เพื่อป้องกันไม่ให้ความถี่ของระบบลดลงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกิดการสั่นสะเทือน

• ขั้นตอนที่ 3 – จัดสรรภาระโหลดที่คงที่ให้กับ PMG: เมื่อความต้องการพลังงานช่วงชั่วคราวคงที่แล้ว ตัวควบคุมไมโครกริดจะเปลี่ยนภาระโหลดพื้นฐานที่ต้องใช้ต่อเนื่องไปยัง Permanent magnet generator pmg และส่งพลังงานส่วนเกินไปยังระบบเก็บพลังงานเพื่อชาร์จใหม่

การจัดการอุปกรณ์มอเตอร์แม่เหล็กถาวรฝั่งโหลด (PMSM)

การกำหนดขนาดไมโครกริดแบบแยกตัวต้องพิจารณาด้วยว่าเครื่องจักรฝั่งโหลด มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบ PMSM มีปฏิสัมพันธ์กับอินเวอร์เตอร์แบบเกาะเดี่ยวและสายจ่ายไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างไร

๑. การลดกระแสเริ่มต้นและความเครียดจากฮาร์โมนิกบนบัสแบบเกาะเดี่ยว

การแทนที่มอเตอร์โหลดแบบอะซิงโครนัสรุ่นเก่าด้วยมอเตอร์ ENNENG มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบ PMSM ช่วยบรรเทาข้อจำกัดด้านความจุของไมโครกริดโดยตรง เนื่องจากมอเตอร์ชนิดนี้ มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบ PMSM ทำงานที่ค่าแฟกเตอร์กำลัง 0.95 ถึง 1.0 และไม่มีการสูญเสียพลังงานจากกระแสไหลในโรเตอร์ ทำให้กระแสในสายลดลงมากกว่า 10% และอุณหภูมิในการทำงานเพิ่มขึ้นน้อยกว่า 20 เคลวิน (ยังคงต่ำกว่า 60 เคลวิน) จึงสามารถใช้มอเตอร์ที่มีขนาดโครงสร้างเล็กลงหนึ่งถึงสองระดับ ในสายการผลิตผสมยางสำหรับยางรถบรรทุก การติดตั้งมอเตอร์ PMSM แบบไดรฟ์โดยตรงความเร็วต่ำช่วยลดการใช้ไฟฟ้าได้ 7% ถึง 40% ขณะที่การติดตั้งคอมเพรสเซอร์อากาศแบบปรับความถี่ได้ช่วยประหยัดพลังงานได้สูงสุดถึง 50%— ลดความต้องการพลังงานสะสม (kWh) ที่ต้องสำรองไว้ในแบตเตอรี่แบบแยกตัวได้อย่างมีนัยสำคัญ

2. สถาปัตยกรรมระบบไฟฟ้า การเชื่อมต่อแบบไดเรกท์ไดร์ฟ และมาตรฐานความปลอดภัย

ไม่ว่าจะเป็น Permanent magnet generator pmg จ่ายพลังงานไปยังบัสกระแสตรง (DC bus) ร่วมกันผ่านเรกติไฟเออร์แบบแอคทีฟ หรือจ่ายไปยังบัสกระแสสลับ (AC bus) ผ่านคอนเวอร์เตอร์แบบกริด-โฟลโลวิง ซึ่งระบบการป้องกันต้องสอดคล้องตามกฎด้านความปลอดภัยสำหรับคอนเวอร์เตอร์ IEC 62109-2 ข้อกำหนดการต่อสายดิน NFPA 70 และขีดจำกัดฉนวนสำหรับอินเวอร์เตอร์ดิวตี้ตาม ANSI/NEMA MG 1 ส่วนที่ 31 การเพิ่มจำนวนขั้วโรเตอร์ทำให้มอเตอร์และเจเนอเรเตอร์ของ ENNENG สามารถ eNNENG เชื่อมต่อโดยตรงกับเทอร์ไบน์ความเร็วต่ำหรือเพลาที่ขับเคลื่อนโดยไม่ต้องใช้เกียร์บ๊อกซ์กลาง จึงหลีกเลี่ยงการรั่วของน้ำมัน ลดความซับซ้อนของการติดตั้งระบบป้องกันตาม OSHA 1910.219 และควบคุมระดับการสั่นสะเทือนให้อยู่ภายในเกณฑ์ ISO 10816 และ ISO 20816

รายการตรวจสอบก่อนเปิดใช้งาน และข้อได้เปรียบจากการปรับแต่งเฉพาะของ ENNENG

ได้รับการสนับสนุนจากผู้เชี่ยวชาญจากศูนย์วิศวกรรมแม่เหล็กถาวรจากแร่หายากแห่งชาติ รวมทั้งสิทธิบัตรหลายสิบฉบับ ENNENG ออกแบบและปรับแต่งแต่ละ Permanent magnet generator pmg และ มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบ PMSM ให้เหมาะสมกับไมโครกริดในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น เกาะ ทะเลทราย แหล่งน้ำมัน และเหมืองแร่ ก่อนส่งมอบ วิศวกรภาคสนามควรดำเนินการตรวจสอบก่อนเปิดใช้งานสามขั้นตอน ดังนี้

• การทดสอบการเปลี่ยนผ่านระหว่างหลายโซนโซซีโอ (Multi-SoC Transition Testing): ยืนยันการแบ่งโหลดอย่างต่อเนื่องและการลดโหลดอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสกับอินเวอร์เตอร์แบตเตอรี่ ที่ระดับ SoC ต่ำ ปานกลาง และสูง

• การตรวจสอบการเพิ่มโหลดแบบขั้นตอนและระบบความปลอดภัยสำรอง: ใช้การสตาร์ทมอเตอร์แบบขั้นตอนเพื่อยืนยันว่าแรงดันบนบัสสามารถกลับคืนสู่ภาวะปกติได้ การกรองฮาร์โมนิกเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ และระบบสามารถเปลี่ยนไปใช้โหมดสำรองได้อย่างปลอดภัยหากการสื่อสารกับคอนโทรลเลอร์หยุดชะงัก

• การดูแลเชิงป้องกันด้านอุณหภูมิและตลับลูกปืน: ตรวจสอบตลับลูกปืนที่มีฉนวนกันความร้อน ยืนยันความสมบูรณ์ของซีลที่ตัวเรือนระดับ IP55/IP65 และทำความสะอาดช่องระบายความร้อนให้โล่ง เพื่อควบคุมการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิไม่เกิน 60 เคลวิน

ติดต่อ ENNENG วันนี้

ติดต่อทีมวิศวกรเทคนิคผ่าน eNNENG เพื่อขอข้อเสนอระบบไมโครกริดแบบเฉพาะทาง: Permanent magnet generator pmg ไมโครกริด

• วอตส์แอป: +86 18562780228

• อีเมล:  [email protected]

• โทรศัพท์: +86 532 66000559

คำถามที่พบบ่อย

คำถาม: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวร (PMG) ประสานงานกับระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่อย่างไรเมื่อมีการเปลี่ยนโหลดแบบฉับพลันในไมโครกริด?

คำตอบ: ขณะที่มีการเพิ่มโหลดอุตสาหกรรมแบบฉับพลัน อินเวอร์เตอร์ระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่จะตอบสนองภายในไม่กี่มิลลิวินาที เพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดันและค่าความถี่บนบัส ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวร (PMG) เพิ่มกำลังส่งออกอย่างราบรื่น เพื่อจ่ายพลังงานอย่างต่อเนื่อง การแบ่งหน้าที่ร่วมกันเช่นนี้ช่วยป้องกันการกระแทกทางกลที่เพลา หลีกเลี่ยงการตัดวงจรจากกระแสเกินที่ตัวแปลง และรักษาสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ไว้ระหว่างการดำเนินงานไมโครกริดแบบแยกเดี่ยว

คำถาม: ENNENG มีข้อกำหนดด้านกำลังไฟฟ้าและแรงดันสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไมโครกริดแบบแยกเดี่ยวชนิดใดบ้าง?

เอ: เอ็นเนิง ผลิตระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวร (พีเอ็มจี) ที่มีช่วงกำลังตั้งแต่ 5 กิโลวัตต์ ถึง 5 เมกะวัตต์ และช่วงแรงดันใช้งานตั้งแต่ 110 โวลต์ ถึง 690 โวลต์ รวมทั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลมแกนตั้ง (เวอร์ติคอลแอ็กซิส) ที่ให้กำลังตั้งแต่ 1 กิโลวัตต์ ถึง 10 กิโลวัตต์ โดยเน้นหลักที่รุ่น 3 กิโลวัตต์ 5 กิโลวัตต์ และ 10 กิโลวัตต์ นอกจากนี้ยังออกแบบรุ่นเฉพาะสำหรับแรงดันสูง (6 กิโลโวลต์/10 กิโลโวลต์) และแรงดันต่ำ (380 โวลต์/660 โวลต์/1140 โวลต์) เพื่อให้สอดคล้องกับขนาดพื้นที่ติดตั้งจริง

ค: การใช้มอเตอร์แม่เหล็กถาวร (พีเอ็มเอสเอ็ม) บนโหลดไมโครกริดช่วยลดความจำเป็นในการจัดเก็บพลังงานได้อย่างไร

เอ: การแทนที่มอเตอร์โหลดแบบอะซิงโครนัสมาตรฐานด้วยมอเตอร์แม่เหล็กถาวร (พีเอ็มเอสเอ็ม) ของเอ็นเนิง จะยกระดับแฟกเตอร์กำลังของระบบให้อยู่ที่ 0.95–1.0 และลดกระแสในสายไฟลงมากกว่า 10% ซึ่งส่งผลให้ประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้จริง 7% ถึง 40% สำหรับเครื่องจักรหนัก และสูงสุดถึง 50% สำหรับคอมเพรสเซอร์อากาศแบบปรับความเร็วได้ ส่งผลให้ความต้องการสูงสุดของไมโครกริดลดลง และลดความจุแบตเตอรี่ที่จำเป็น