Торап құрушы және торапқа бағынатын инверторлар

Off-grid электр жүйесінде тор құрушы немесе торға бағынатын инверторды таңдау — тиімділіктегі бірнеше пайызбен шектелмейді. Бұл — кернеу орнататын жүйе мен мүлдем іске қосылмайтын жүйе арасындағы айырма. Бұл айырма бір ғана басқару принципіне — ток көзі немесе кернеу көзіне — негізделеді

Ток көзі vs. Кернеу көзі

Торапқа сәйкес келетін инвертор бақыланатын ток көзі ретінде жұмыс істейді. Ол фазалық блокталған контурды қолданып, бар болған айнымалы ток кернеуінің фазасын өлшейді және сол сілтеме бойынша синхронды ток енгізеді. Оның жұмысы толығымен сыртқы кернеу мен жиілік сілтемесіне тәуелді. Торап жоқ ортада, яғни мұндай сілтеме болмағанда, торапқа сәйкес келетін инвертор үшін іздейтін ештеңе жоқ.

Ал торап құратын инвертор, керісінше, кернеу көзі ретінде жұмыс істейді. Ол өзінің ішкі кернеу фазорын жергілікті орнатылған шама мен жиілікпен құрады, ал басқа көздер мен жүктемелер сол сілтемеге синхрондалады. Бұл жағынан оның әрекеті синхронды генераторға ұқсайды: ол тораптың пайда болуын күтпейді, бірақ оған қажетті жағдайларды құрады.

Неге торапсыз жүйелерге торап құратын басқару қажет

Mikrotorapqa ya da aralıq jүıe jүıesinde kерek bolғan kerneu menen jиiіlіk tayғaqylyғy uşın jүıe toraby jok. Eger quқtyq oziqtırwshy jүıesi (PCS) toraby qoldawshy režimde isleytse, jүıede sol tayғaqylyқty ornatwғa jauparlılyқ alatyn qurılma joq. Mikrotorapqa iske qosyla almайды. Bұl shetkі jұmystyq shekteri emes; bұl funkciyonaldyq alғyshtyq shart.

Jogarы quқtyқty motorlar qoşylғanda da osy qaghyda amalda bolady. Indukciyalıq motorlar qozғalysqa baslaytқanda zhorғalıq tokynyң joғary deңgeyine sebep bolady, al osy tok mikrotorapқa aralıq rejimde invertorlardyң bасқaru shyңyryna kire beredi. Torapty qurattyń invertory IEEE Std. 1547-ge saýkes kelgen toqtausyq shekteri išinde kerneudin anıq tөmendeuine ruxsat beruı kerek, biraқ kerneudin retteuluğyn saқtap, toqtausyz isleу kerek.

Torapqa қосылған инвертерлер бұл қабілетке ие емес, себебі олар бастапқыда кернеуді орнататын құрылғылар емес. Микросаябақтарда, аралдық өнеркәсіптік объектілерде және алыстағы қазу немесе өңдеу операцияларында тор қалыптастырушы қабілет сондықтан негізгі талап болып табылады, ал міндетті емес жаңарту емес.

Тор қалыптастырушы PCS-ті таңдағанда назар аударылатын нәрселер

Негізгі қабілеттерге қараңғы іске қосылу (энергиясы жоқ күйден кернеуді орнату), миллисекундтық уақыт шкаласында инерциялық жауап, электр қозғалтқыштарды іске қосу кезіндегі өтпелі процестерді ұстап тұру үшін қысқа тұйықталу тогын қосу және торға қосылған мен аралдық режімдер арасындағы үздіксіз ауысу кіреді.

Практикалық мысал ретінде Zhongmeng (Jiangsu Zhongmeng Electrical) компаниясы ұсынатын көтергіш трансформатормен біріктірілген тор құрушы PCS болып табылады. Оның тор құрушы PCS күшейткіш бірлігі 10 мс немесе одан аз жауап уақытын және қысқа тұйықталу қатынасы (SCR) 1,1-ден төмен болғанда тұрақты жұмыс істеуін көрсетеді — бұл диапазонды әдеттегі торға бағынатын жабдықтар әдетте қолдай алмайды.

Бұл бірлік сонымен қатар инерциялық жауап, сыйымдылықты басқару, бірнеше бірліктің параллель жұмысы, қара бастапқы (black start) және фазалық бұрыштың секіруіне төзімділікті қамтиды; түрлендіру пайдалы әсер коэффициенті 98,5% немесе одан жоғары. Бұл сипаттамалар нақты маркетингтік көрсеткіштер ретінде емес, бірақ жоғарыда сипатталған ағынсыз желілік жағдайларға тікелей сәйкес келетіндіктен маңызды.

Қысқа таңдау тексеру тізімі

Ағынсыз желілік жоба үшін PCS анықтағаннан бұрын, төрт сұрақ қоюға құқығыңыз бар.

1. Жоба шынымен аралдық (islanded) жұмыс режимін қамтиды ма? Егер олай болса, тор құрушы басқару — шарт.

2. PCS қуатсыз шинаға кернеу орнатып, қара бастапқы (black start) жасай ала ма?

3. Инерциялық жауап уақыты қандай, ол миллисекундпен, секундпен емес, көрсетілген бе?

4. Бірлік қозғалтқыштың токтың ұшып келуін өткізуге қабілетті ме, яғни апаттық қосылулар болмай ма?

Егер осы жауаптардың біреуі белгісіз болса, басқару режимі жеткілікті тексерілмеген.

Қолданылу сценарийлері

Торлық қалыптаушы инвертор — бұл «жақсырақ» торлық ілесуші инвертор емес. Бұл — басқа торлық жағдайларға арналған, басқа санаттағы құрылғы. Ауытқыған торлық жүйелерде дұрыс басқару архитектурасын таңдау қуат көрсеткіштерін салыстырудан маңыздырақ.

Жиі қойылатын сұрақтар

Сұрақ: Торлық қалыптаушы және торлық ілесуші инверторлар арасындағы негізгі айырмашылық қандай?

Жауап: Торлық қалыптаушы — өзінің сілтеме кернеуін құратын кернеу көзі ретінде әрекет етеді; торлық ілесуші — ілесуге болатын кернеу болуы керек болатын ток көзі ретінде әрекет етеді.

Сұрақ: Торлық ілесуші инвертор ауытқыған торлық жүйеде жұмыс істей ала ма?

Жауап: Жоқ. Сыртқы кернеу сілтемесі болмаған жағдайда торлық ілесуші инвертор синхрондауға болатын сигналдың болмауына байланысты іске қосылмайды.

Сұрақ: Қара іске қосу қабілеті деген не?

Жауап: Сыртқы электр көзінің болмауында деэнергияланған шинаға электр беру және кернеуді орнату қабілеті.

Сұрақ: Жеке желілік PCS үшін жауап беру уақыты неге маңызды?

Жауап: Тез жауап беру (10 мс немесе одан аз) кенеттен жүктеме өзгерістері кезінде және аралдық жүйелерде электр қозғалтқыштарды іске қосқан кезде кернеудің тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

Сұрақ: PCS үшін SCR 1,1-ден төмен болу нені білдіреді?

Жауап: Бұл PCS-тің қысқа тұйықталу қатынасы өте төмен болғандағы әлсіз желі жағдайларында тұрақты жұмыс істеуін көрсетеді. able operation in weak grid conditions where the short-circuit ratio is very low.