Şəbəkəyə qoşulmuş və şəbəkədən ayrı mikroşəbəkələr: Əsas fərqlər və avadanlıq tələbləri

Mikroşəbəkələrin iki əsas iş rejimi var: şəbəkəyə qoşulmuş və şəbəkədən ayrılmış. Bu iki rejim idarəetmə məntiqi, avadanlıq seçimi və qoruma parametrləri baxımından aydın fərqlənir. Bu fərqlərin başa düşülməsi layihənin erkən mərhələsində avadanlıq seçiminin əsasını təşkil edir.

1. İki növ mikroşəbəkənin necə işlədiyi

Şəbəkəyə qoşulmuş iş rejimində mikroşəbəkə ümumi qoşulma nöqtəsi (PCC) vasitəsilə xarici əsas şəbəkəyə qoşulur. Əsas şəbəkə gərginlik və tezliyi sabit saxlamaq üçün məsuliyyət daşıyır. Mikroşəbəkə daxilindəki paylanmış generatorlar və enerji saxlama sistemləri şəbəkəni izləyir və əsasən dəstək deyil, birgə əməkdaşlıq edir. Xarici şəbəkə çox böyük gərginlik mənbəyi və tezlik mənbəyi kimi çıxış edir və mikroşəbəkənin dalğalanmalarını udur.

Şəbəkədən kənar iş rejimində PCC ayırılır və mikroşəbəkə kiçik müstəqil enerji sistemi halına gəlir. Xarici mənbəyə etibar etmək mümkün deyil. Mikroşəbəkə daxilindəki enerji saxlama qurğuları, PV, dizel generatorlar və digər mənbələr özbaşına gərginlik və tezliyi yaratmalı və istehsalatı yük ilə davamlı olaraq tarazlaşdırmalıdır. İdarəetmə rejimi şəbəkəni izləməkdən aktiv dəstəkləməyə keçir və çətinlik əhəmiyyətli dərəcədə artır.

İki rejim arasında keçid planlı və plansız keçid olmaqla iki yerə bölünür. Planlı keçid hazırlıq müddətini nəzərdə tutur: əvvəlcə daxili generasiya və yük tənzimlənə bilər, sonra mikroşəbəkə pürüzsüz şəkildə ayırıla bilər. Plansız keçid tez-tez şəbəkə arızası ilə baş verir. Anormallığın aşkar edilməsindən sonra idarəetmə qurğusu sürətlə ayırılmalı və enerji saxlama qurğusu və ya ehtiyat mənbəyi yükü öz üzərinə götürməlidir; buna görə də sistemə çox yüklənmə və dağılma qarşısını almaq üçün bəzi qeyri-mühüm yükler kəsilir. Şəbəkədən kənar rejimdən şəbəkəyə qoşulmuş rejimə keçid zamanı əvvəlcə gərginlik, tezlik və fazların sinxronlaşdırılması tamamlanmalıdır. Əks halda, qapanma anında zərbə cərəyanı yaranar və avadanlıqlara zərər verə bilər.

2. Elektrik kəsilməsi zamanı şəbəkədən kənar işləmənin texniki çətinlikləri

Elektrik təchizatı dayandıqdan və sistem şəbəkədən kənar işləmə rejiminə keçdikdən sonra ən böyük dəyişiklik odur ki, sistem inertsiyası itir əsas şəbəkədə bir çox fırlanan maşınlar var ki, bunlar təbii olaraq inersiya təmin edir və anidən yaranan yük dəyişikliklərindən qaynaqlanan tezlik dəyişikliklərini yumşaldır. Şəbəkədən ayrılmış mikroşəbəkə kiçik ölçülüdür və enerji saxlama çeviriciləri kimi güclü elektron cihazlar eyni fiziki inersiyanı təmin edə bilmir. Tezlik və gərginlik pozuntulara daha sürətli və daha böyük amplitudla reaksiya verir.

Bu üç xüsusi problem yaradır. Birincisi, tezlik və gərginliyin sürətli tənzimlənməsi . Şəbəkədən ayrılmış rejimdə enerji saxlama çeviricisi şəbəkəyə uyğunlaşdıran rejimdən şəbəkəni formalaşdıran rejimə keçməli və aktiv olaraq gərginlik və tezlik istinadını qurmalıdır. Bu, şəbəkəyə qoşulmuş rejimdə idarə etməkdən xeyli çətin olur. İkincisi, planlanmamış keçidin hamarlığı . Keçid zamanı gərginlik və ya tezlik çox azalırsa, həssas yüklər işə düşə bilər və ya zədələnə bilər. Buna görə də keçid idarəetməsi millisaniyələr ərzində vəziyyəti müəyyən etməli və strategiyanı dəyişməlidir. Üçüncüsü, quruluşun torpaqlanma sisteminə daxil olan dəyişikliklər şəbəkəyə qoşulduqda, torpaqlama əsas şəbəkə tərəfindən təşkil olunur. Şəbəkədən çıxıldıqdan sonra torpaqlama üsulu dəyişilə bilər; bu, qısa qapanma cərəyanının trayektoriyasını və qoruyucu sistemlərin düzgün işləməsini birbaşa təsir edir.

3. Transformatorlar, açar aparatları və qoruma sistemləri üçün fərqli tələblər

Transformatorlar

Şəbəkəyə qoşulmuş arxitekturada transformatorun tutumu əsasən mikroşəbəkə ilə şəbəkə arasındakı enerji mübadiləsi hesabına müəyyən olunur və vektor qrupu ilə nisbət şəbəkə gərginliyinə uyğunlaşdırılır. Şəbəkədən ayrılmış arxitekturada transformator aşağı yük və zərbə yükü şəraitində də gərginliyi sabit saxlamalıdır; buna görə də gərginlik tənzimləmə qabiliyyəti və impendans dizaynı üçün əlavə tələblər qoyulur. Qısa qapanma tutumu məhdud olduqda transformatorun impendansı qəza cərəyanını məhdudlaşdırmağa da kömək edir. Zhongmeng-in paylayıcı transformatorları və quru tipli transformatorları mikroşəbəkə tutumu ilə yük xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq vektor qruplarını və gərginlik tənzimləmə konfiqurasiyalarını tənzimləyə bilir və hər iki arxitekturanın fərqli prioritetlərinə uyğunlaşır.

Qurğuların açar söndürməsi

Şəbəkəyə qoşulmuş və şəbəkədən ayrı işləmə rejimi arasındakı sərhəd adətən PCC-də təyin olunur. Bu nöqtədəki açar iki istiqamətli kəsici qabiliyyətə malik olmalıdır: şəbəkənin arızalanması halında mikroşəbəkənin arızalı şəbəkəyə enerji geri verməsini maneə törətmək üçün tezliklə kəsməli və şəbəkədən ayrı işləmə rejiminə keçid zamanı da etibarlı şəkildə açılmalıdır. Zhongmeng-in yüksək və aşağı gərginlikli açarlar qurğusu və öncədən hazırlanmış kabin avadanlıqları fabrikdə əvvəlcədən yığılmış və sınaqdan keçirilmişdir. Tikinti sahəsində yalnız xətlərin birləşdirilməsi tələb olunur; bu da sürətli yerləşdirilmə tələb edən mikroşəbəkə layihələrinə uyğundur.

Qoruma sistemləri

Bu, iki arxitektura arasındakı ən böyük fərq sahəsidir. Şəbəkəyə qoşulmuş iş rejimində qısa qapanma cərəyanı əsasən əsas şəbəkə tərəfindən təmin olunur və qısa qapanma cərəyanı səviyyəsi nisbətən yüksəkdir. Şəbəkədən ayrılmış iş rejiminə keçildikdən sonra qısa qapanma cərəyanı yalnız mikroşəbəkə daxilindəki paylanmış mənbələr tərəfindən təmin olunur və şəbəkəyə qoşulmuş halda olan dəyərin yalnız bir hissəsi ola bilər. Əgər qoruma parametrləri hələ də şəbəkəyə qoşulmuş şərtlər üçün qurulubsa, rele qorunmaz rejimdə nasazlıqları aşkar edə bilməyə bilər və işləməyə bilər. Buna görə də qoruma sistemi hər iki rejimdə adaptiv qabiliyyətə malik olmalıdır və ya ən azı rejim dəyişdikdə qoruma parametrləri qruplarını dəyişə bilməlidir. Şebeke interfeysi həm şəbəkə, həm də mikroşəbəkə tərəfində baş verə biləcək nasazlıqları əhatə etmək üçün iki istiqamətli qorumaya ehtiyac duyur. Zhongmeng-in qoruma və idarəetmə cihazları tam paket şəklində açar aparatları və transformatorlarla inteqrasiya edilə bilər ki, bu da müxtəlif təchizatçıların avadanlıqları arasındakı koordinasiya riskini azaldır.

4. Off-grid sistemlərdə gərginlik, tezlik və yük dəyişikliyi problemləri

Off-grid rejimində gərginlik və tezlik artıq əsas şəbəkə tərəfindən dəstəklənmir. Onlar enerji saxlama çeviriciləri və ya dizel generatorlar kimi əsas idarəetmə mənbələri tərəfindən real vaxtda tənzimlənir. Adətən işləmə hədəfi tezliyi 50 Hz-ə yaxın saxlamaq və gərginlik sapmasını yüklər üçün qəbul edilə bilən həddə saxlamaqdır. Lakin faktiki işləmə zamanı PV çıxışında baş verən dəyişikliklər və böyük yüklərin işə salınması və dayandırılması hər ikisi də pozuntulara səbəb olur.

Yüklənmə dəyişkənliyi, off-grid sistemin ən birbaşa sınağıdır. Nisbətən böyük bir mühərrik işə salındıqda, sistem gərginliyi anında düşə bilər. Bulud örtüyü səbəbilə PV çıxışı qəfil azaldıqda, tezlik arta bilər. Off-grid idarəetmə bu kimi davamlı pozuntular altında sabit qalmalıdır. Eyni zamanda, batareya enerji saxlama sistemi dalğalanmaları yumşaltmaq üçün sürətlə enerji yığıb buraxmalıdır və lazım olduqda prioritetlərə əsasən bəzi qeyri-mühüm yükleri söndürməlidir. Standartlar artıq off-grid rejimindən şəbəkəyə keçid müddətinin 10 ms-dən çox olmamasını tələb edir; lakin bu, idarəedici cihazların və açar aparatlarının cavab vermə sürətinə çox yüksək dəqiqlik tələbi qoyur.

5. Layihənin erkən mərhələsində təsdiqlənməli olan elektrik parametrləri

Erkən mərhələdə parametrlər nə qədər aydın olarsa, avadanlıq seçimi və qoruma ayarları üzrə təkrar işlər bir o qədər az olar. Əvvəlcə aşağıdakı parametrlər təsdiqlənməlidir:

Qısa qapanma cərəyanı səviyyəsi. Qısa qapanma cərəyanlarının maksimum və minimum qiymətləri ayrı-ayrılıqda şəbəkəyə qoşulmuş və şəbəkədən ayrılmış şəraitdə əldə edilməlidir. Şəbəkəyə qoşulmuş rejimdə onlar şəbəkə və paylanmış mənbələr tərəfindən birlikdə təmin olunur. Şəbəkədən ayrılmış rejimdə isə yalnız paylanmış mənbələr tərəfindən təmin olunur. Bu iki qiymət bir neçə dəfə fərqlənə bilər. Bu, açar aparatların kəsici qabiliyyətinin seçilməsi və qoruma parametrlərinin təyin edilməsinin birbaşa əsasını təşkil edir.

Qoşulma üsulu. Şəbəkə tərəfində və mikroşəbəkə tərəfində qoşulma üsulları koordinasiya olunmalıdır. Neytralın qoşulma üsulu birfazalı yerə qoşulma qəzası cərəyanının qiymətini və istiqamətini müəyyən edir və həmçinin transformatorun vektor qrupunun seçilməsini təsir edir. Şəbəkədən ayrılmış iş rejimindən sonra qoşulma şəraiti dəyişə bilər; buna görə də keçid əvvəl və sonrakı qoşulma təşkili layihələndirmə mərhələsində müəyyən edilməlidir.

Transformatorun parametrləri. Bunlar nominal tutumu, gərginlik nisbəti, vektor qrupu, impendans gərginliyi və gərginlik tənzimləmə üsulunu əhatə edir. Tutum mikroşəbəkə ilə xarici şəbəkə arasındakı maksimum davamlı enerji mübadiləsi gücü əsasında seçilə bilər və şəbəkədən kənar rejimdə təsir yükünün işə salınma qabiliyyəti də yoxlanılmalıdır.

Harmonik xüsusiyyətləri. İnvertorların və qeyri-xətti yüklerin harmonik spektri, sırası və tərkibi əvvəlcədən məlum olmalıdır. Harmoniklər enerji keyfiyyətini təsir edir və eyni zamanda əlavə transformator istiləşməsinə və kondensator rezonansına səbəb ola bilər. Seçim zamanı uyğun harmonik dayanıqlılıq və ya azaldıcı tədbirlər müəyyən edilməlidir.

İcazə verilən tezlik və gərginlik aralıqları. Şəbəkəyə qoşulmuş və şəbəkədən kənar vəziyyətlərdə iş rejimi həddi, habelə keçid zamanı icazə verilən keçici sapmalar müəyyənləşdirilməlidir. Bu göstəricilər birbaşa çevirici idarəetmə strategiyasını və qoruma parametrlərini müəyyən edir.

Yükün təsnifatı və maksimum təsir yükü. Off-grid sistem məhdud tutumlu olur. Tənqidi və tənqidi olmayan yükler fərqləndirilməlidir və ən böyük tək matorun işə salınma üsulu və işə salınma cəriani təsdiqlənməlidir. Bu, enerji saxlama çeviricisinin yüklənmə qabiliyyətini və off-grid yük atma strategiyasının həddini müəyyən edir.

Zhongmeng məhsul inteqrasiya nöqtələri: Yuxarıdakı parametrlər nəhayətində müəyyən avadanlıqlarda həyata keçirilməlidir. Paylayıcı transformatorlar gərginlik çevrilməsi və impedans uyğunlaşdırılmasını həyata keçirir. Açma-qapama cihazları PCC-nin açılıb-bağlanmasını və dövrə qorunmasını təmin edir. Fərdiləşdirilmiş enerji paylama avadanlığı transformatorları, açma-qapama cihazlarını, qoruma və idarəetməni, eləcə də monitorinqi prefabrik kabinlərə və ya yerüstü transformator stansiyalarına birləşdirir ki, bu da sahədə montaj zamanı koordinasiya xətalarını azaldır. Əgər qısa qapanma cərəyanı, torpaqlanma üsulu, harmoniklər və yük xüsusiyyətləri layihənin erkən mərhələsində təsdiqlənirsə, tam avadanlıq standart məhsullar üzərində passiv kompromislər etmək əvəzinə faktiki iş şəraitinə uyğun fərdiləşdirilə bilər.

6. İstifadə Sahələri

7. Tez-tez verilən suallar

S: Şəbəkəyə qoşulmuş və şəbəkədən asılı olmayan mikroşəbəkələr arasındakı əsas fərq nədir?

C: Əsas fərq idarəetmə məntiqindədir. Şəbəkəyə qoşulmuş rejimdə xarici əsas şəbəkə gərginlik və tezlik istinadını təmin edir və mikroşəbəkə şəbəkəni izləyir. Şəbəkədən asılı olmayan rejimdə mikroşəbəkə öz gərginlik və tezliyini daxili enerji saxlama sistemləri və generatorlar vasitəsilə yaratmalıdır; bu, idarəetməni əhəmiyyətli dərəcədə daha mürəkkəb edir.

S: Niyə bu iki arxitektura arasında qoruma sistemi fərqlidir?

A: Qısa qapanma cərəyanı səviyyələri əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Şəbəkəyə qoşulmuş rejimdə əsas şəbəkə yüksək qısa qapanma cərəyanını təmin edir. Şəbəkədən ayrılmış rejimdə isə yalnız paylanmış mənbələr qısa qapanma cərəyanını təmin edir ki, bu da şəbəkəyə qoşulmuş vəziyyətdəki qiymətin yalnız bir hissəsi ola bilər. Şəbəkəyə qoşulmuş şərtlər üçün hazırlanmış qoruma parametrləri şəbəkədən ayrılmış rejimdə qısa qapanmaları aşkar edə bilməyə bilər; buna görə də adaptiv qoruma və ya dəyişdirilə bilən parametr qrupları tələb olunur.

S: Şəbəkədən ayrılmış rejimdən şəbəkəyə qoşulmuş rejimə keçid üçün hansı keçid müddəti tələb olunur?

A: Sənaye standartları şəbəkədən ayrılmışdan şəbəkəyə qoşulmuş rejimə keçid müddəsinin 10 ms-dən çox olmamasını tələb edir. Bu, idarəetmə qurğularının və açar aparatlarının cavab sürətinə çox yüksək tələblər qoyur və yenidən qoşulmadan əvvəl gərginlik, tezlik və fazanın dəqiq sinxronlaşdırılmasını tələb edir.

S: Mikroşəbəkədə transformatorların rolu nədir?

A: Transformatorlar mikroşəbəkə ilə xarici şəbəkə arasındakı gərginlik çevrilməsini və impedans uyğunlaşdırılmasını təmin edir. Şəbəkədən kənar rejimdə onlar aşağı yük və təsirli yük şəraitində də gərginlik sabitliyini qorumaq məcburiyyətindədirlər. Transformatorun impedansı qısa qapanma tutumunun məhdud olduğu hallarda qısa qapanma cərəyanını məhdudlaşdırmağa da kömək edə bilər.

S: Mikroşəbəkə layihəsinin erkən mərhələsində hansı elektrik parametrləri təsdiqlənməlidir?

A: Əsas parametrlər aşağıdakılardır: hər iki rejimdə qısa qapanma cərəyanı səviyyələri, torpaqlama üsulu, transformator parametrləri (gücü, nisbəti, vektor qrupu, impedansı), harmonik xarakteristikaları, icazə verilən tezlik və gərginlik aralıqları, maksimum təsirli yükü olan yük kateqoriyası. Bu parametrlərin erkən təsdiqlənməsi avadanlıq seçimi və qoruyucu ayarlarının təkrar işlənməsini azaldır.