Як генератор з постійними магнітами (PMG) взаємодіє з акумуляторними блоками в автономних промислових мікроґрідах

Віддалений гірничий об’єкт демонструє мікромережу, яка окупилася сама

Віддалений оброблювальний об’єкт розташовувався далеко від електромережі й працював на наборі двигун-генераторних агрегатів, що споживали паливо, доставлене по довгій дорозі. Експлуатант додав вітрову й сонячну складові за акумуляторною батареєю, причому постійний магнітний генератор (PMG) з вітрової сторони живив шину постійного струму через випрямляч. Постійний магнітний генератор (PMG) замінив споживаючий багато палива двигун-генераторний агрегат як основне джерело живлення, тож тепер базове навантаження забезпечують акумуляторна батарея й вітер. Гібридна система різко скоротила споживання палива в період вітряної пори, а акумуляторна батарея поглинала пориви вітру, тому традиційні агрегати більше не вмикалися при кожному шквалі. Постійний магнітний генератор (PMG) довів свою доцільність, зробивши змінний вітер корисним, а не руйнівним.

Та сама логіка постійного магніту генератора PMG застосовується до будь-якого об’єкта, де мережа є слабкою або відсутньою — від ізольованих ферм до будівельних таборів, оскільки буфер зберігання перетворює змінне джерело на надійне.

Чому підхід, орієнтований на підключення до мережі, не працює поза мережею

Прихована небезпека поза мережею полягає в тому, що генератор, розроблений для стабільного виводу енергії в комунальні мережі, погано поводиться, коли навантаження й сонячне світло змінюються щохвилини. Індукційний генератор потребує збудження від шини й споживає реактивний струм, що навантажує невелику ізольовану систему, тоді як погано підібране джерело може довести акумулятор до меж його можливостей і вимкнути всю мікромережу. Генератор постійного магніту PMG уникне проблеми збудження, оскільки його магнітне поле є постійним, але пристрій все одно потребує налаштування під акумуляторну систему, щоб не перезарядити й не «зголодити» акумуляторну батарею. ENNENG закриває цю прогалину, адаптуючи генератор до акумулятора за допомогою перевіреної схеми керування замість загальноприйнятих налаштувань інвертера.

Постійний магнітний генератор (PMG) також усуває перегрів магнітів, що турбує конструкторів-початківців, оскільки випрямляч контролює струм і не допускає роботи машини в зоні демагнітизації. ENNENG моделі, які обмежують навантаження під час найсильнішого пориву вітру до виготовлення, щоб острововий режим залишався безпечним під час пікових вітрових навантажень. Постійний магнітний генератор (PMG), налаштований на систему зберігання енергії, усуває цей ризик, оскільки випрямляч обмежує напругу до того, як акумуляторна батарея подасть сигнал про перевантаження.

Як працює постійний магнітний генератор (PMG) разом із системою зберігання енергії

Ринок ENNENG Діапазон потужностей PMG — від 5 кВт до 5 МВт при напрузі від 110 В до 690 В, що охоплює як дахові установки, так і промислові машини; менші моделі вертикально-вісних вітрових турбін мають потужність від 1 кВт до 10 кВт, а основними рекламованими розмірами є 3 кВт, 5 кВт та 10 кВт. У таблиці порівнюються індукційний генератор і постійний магнітний генератор (PMG) за параметрами, що визначають стабільність мікромережі.

Добре підібраний постійний магнітний генератор (PMG) живить акумулятор через випрямляч, який обмежує напругу й перенаправляє надлишок енергії на резистивне навантаження або інше навантаження; тому сильний порив вітру забезпечує заряджання, а не перевантаження. Оскільки ротор не має обмотки, машина зберігає високу ефективність при низьких і змінних швидкостях, що переважають у реальних вітрових умовах, а мікромережа зберігає резервну потужність для безвітряних годин. На гірничому об’єкті той самий постійний магнітний генератор (PMG) працював протягом цілого сезону без жодної несправності збудження — це типова причина виходу з ладу індукційних одиниць у островному режимі.

Постійний магнітний генератор (PMG) охоплює діапазон від 5 кВт до 5 МВт і напруг від 110 В до 690 В, тож та сама філософія керування масштабується від окремого дахового блоку до заводського агрегату без потреби переінженерії шини.

Стандарти, що забезпечують безпеку й порівнянність мікромережі

Автономну мікромережу оцінюють за зразками як для генератора, так і для системи зберігання енергії. Стандарт IEC 60034-3 стосується продуктивності генераторів та їхніх варіантів із турбінним приводом, тоді як стандарт IEC 61400 стосується вітрових турбін та їхніх граничних параметрів безпеки для малих і середніх установок. Стандарт IEEE 1547, хоча й розроблений для підключення до мережі, визначає логіку вимикання та здатності до роботи під час порушень — цю логіку автономна (острівна) система запозичує, щоб уникнути каскадних вимикань. Стандарт IEC 62933 визначає поведінку систем зберігання енергії, тому акумулятор і постійний магнітний генератор (PMG) задаються на однаковій порівняльній основі. Стандарт ISO 50001 розглядає весь об’єкт як керовану енергетичну систему, а не як набір окремих компонентів.

Вибір постійного магнітного генератора (PMG) з урахуванням цих стандартів дозволяє оператору обґрунтувати конфігурацію мікромережі перед страховиком або регулятором, оскільки й генератор, й система зберігання енергії задаються на однаковій порівняльній основі, а не на основі припущення.

Практичний контрольний перелік для визначення вимог та обслуговування

Підбір постійного магніту генератора (PMG) для мікромережі починається з профілю навантаження та ємності акумулятора, а не лише з карти вітрового потенціалу. Узгодьте діапазон потужності генератора — від 5 кВт до 5 МВт і напруги — від 110 В до 690 В — з шиною, налаштуйте випрямляч відповідно до меж заряджання акумулятора й враховуйте вертикальні моделі потужністю від 1 кВт до 10 кВт для невеликих або комбінованих дахів. Під час введення в експлуатацію реєструйте напругу на шині та рівень заряду акумулятора протягом вітряного й безвітряного дня — ці дані стануть базовими. Технічне обслуговування мінімальне: перевіряйте охолодження випрямляча, регулярно огляньте підшипники ротора й стежте за напругою при холостому ході, щоб виявити відмову магніту чи з’єднання до того, як це викличе аварійне відключення острова.

Генератор з постійними магнітами (PMG) вимагає лише легкого контролю, оскільки випрямляч і підшипники — єдині рухомі й комутуючі компоненти, що старіють, і їх легко спостерігати.

Зверніться до ENNENG щодо джерела вашої мікромережі

ENNENG створює генератори з постійними магнітами та прототипи відповідно до стандартів ISO 9001 та CE для об’єктів — від віддалених промислових майданчиків до розподілених проектів відновлюваної енергетики. Надішліть інженерній команді профіль навантаження, ємність акумулятора та бажану напругу, щоб отримати генератор з постійними магнітами (PMG), який точно відповідає вашій системі зберігання енергії, а не приблизний варіант із каталогу.

Зв’яжіться з ENNENG за цими посиланнями:

• WhatsApp:+86 18562780228
• Електронна пошта: [email protected]
• Адреса:  Промисловий парк Haichuang New Energy & New Materials, вулиця Guiding, будинок 1, район Ліцан, Ціндао, провінція Шаньдун, Китай
• Вебсайт: global.ennengmotor.com

Часті запитання

П: Чому варто обрати генератор з постійними магнітами (PMG) замість індукційного генератора у позасітковому режимі?

А: Індукційний генератор повинен забирати реактивну потужність із шини, щоб збудити свій ротор, що створює навантаження на невелику автономну мережу й вимагає опорної сітки, якої може й не бути. Генератор з постійними магнітами (PMG) є самозбуджуваним, тому він безпосередньо живить акумулятор без потреби у реактивній потужності (VAR), а також зберігає високу ефективність при низьких і змінних швидкостях, які характерні для реальної вітрової енергії. Це забезпечує стабільність мікромережі під час поривів вітру, а не викликає аварійного вимкнення старих генераторів при кожному шквалі.

П: Який діапазон потужностей охоплює PMG компанії ENNENG?

А: Діапазон потужності генератора ENNENG охоплює від 5 кВт до 5 МВт при напрузі від 110 В до 690 В — від окремого блоку для даху до машини промислового масштабу. Для малих або змішаних дахів вертикальні вітрові турбіни мають потужність у діапазоні від 1 кВт до 10 кВт, а основними розмірами є 3 кВт, 5 кВт і 10 кВт. Правильний вибір спочатку враховує навантаження й акумулятор, а потім — вітровий ресурс, тож одиниця підлаштовується під електричну шину, а не під брошуру.

П: Як генератор запобігає перезаряджанню акумулятора?

А: Постійний магнітний генератор (PMG) живить акумулятор через випрямляч, який обмежує напругу на шині й перенаправляє надлишкову потужність на резистивне навантаження або корисний тепловий сток, коли акумуляторна батарея повна. Цей контроль налаштовується під межі заряджання акумулятора під час введення в експлуатацію, тому сильний порив вітру забезпечує заряджання, а не перевантаження. Без такого узгодження навіть добрий постійний магнітний генератор (PMG) може вивести систему зберігання за межі безпечної робочої зони й викликати відключення острова.

П: Які стандарти застосовуються до проектування мікромереж?

А: IEC 60034-3 охоплює характеристики генераторів, IEC 61400 стосується безпеки вітрових турбін, а IEC 62933 визначає поведінку систем зберігання енергії, щоб акумулятор і генератор «розмовляли» однією мовою. IEEE 1547 забезпечує логіку відключення та роботи під час перерв у живленні, яку автономна система використовує для запобігання каскадним відмовам. Разом ці стандарти дозволяють покупцеві вказувати постійний магнітний генератор (PMG) на порівнянній та підлягаючій аудиту основі.