گرڈ کنکٹڈ اور آف گرڈ مائیکروگرڈز: اہم فرق اور سامان کی ضروریات

مائیکروگرڈز کے دو بنیادی آپریٹنگ موڈ ہوتے ہیں: گرڈ-منسلک اور آف-گرڈ۔ دونوں کا کنٹرول لا جک، سامان کے انتخاب، اور تحفظی سیٹنگز میں واضح فرق ہوتا ہے۔ ان فرق کو سمجھنا منصوبے کے ابتدائی مرحلے میں سامان کے انتخاب کی بنیاد ہے۔

1. دونوں قسم کے مائیکروگرڈز کیسے کام کرتے ہیں

گرڈ-منسلک آپریشن میں، مائیکروگرڈ خارجی مرکزی گرڈ سے عام کنکشن پوائنٹ (پی سی سی) کے ذریعے منسلک ہوتا ہے۔ مرکزی گرڈ وولٹیج اور فریکوئنسی کو مستحکم رکھنے کی ذمہ دار ہوتی ہے۔ مائیکروگرڈ کے اندر موجود تقسیم شدہ جنریٹرز اور توانائی کے اسٹوریج سسٹمز گرڈ کے مطابق کام کرتے ہیں اور زیادہ تر تعاون کرتے ہیں نہ کہ حمایت۔ خارجی گرڈ ایک بہت بڑے وولٹیج سورس اور فریکوئنسی سورس کی طرح کام کرتا ہے، اور وہ مائیکروگرڈ کے اتار چڑھاؤ کو جذب کرتا ہے۔

آف گرڈ آپریشن میں، پی سی سی کو منقطع کر دیا جاتا ہے، اور مائیکروگرڈ ایک چھوٹا سا خودمختار بجلی کا نظام بن جاتا ہے۔ اس کے لیے کوئی خارجی ذریعہ دستیاب نہیں ہوتا۔ مائیکروگرڈ کے اندر موجود توانائی کی ذخیرہ اندوزی، فوٹو وولٹائک (پی وی)، ڈیزل جنریٹرز اور دیگر ذرائع کو خود بخود ولٹیج اور فریکوئنسی قائم کرنی ہوتی ہے اور تولید اور لوڈ کے درمیان مسلسل توازن برقرار رکھنا ہوتا ہے۔ کنٹرول موڈ گرڈ کی پیروی سے بدل کر فعال حمایت فراہم کرنے کا ہو جاتا ہے، جس کی وجہ سے مشکل میں کافی اضافہ ہو جاتا ہے۔

دو حالتوں کے درمیان تبدیلی کو منصوبہ بند تبدیلی اور غیر منصوبہ بند تبدیلی میں تقسیم کیا گیا ہے۔ منصوبہ بند تبدیلی میں تیاری کا وقت ہوتا ہے: پہلے اندرونی تولید اور لوڈ کو ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے، پھر مائیکروگرڈ کو ہموار طریقے سے منقطع کیا جا سکتا ہے۔ غیر منصوبہ بند تبدیلی اکثر گرڈ کی خرابی کی وجہ سے فعال ہوتی ہے۔ غیر معمولی صورتحال کا پتہ لگاتے ہی کنٹرولر کو فوری طور پر منقطع کرنا ہوتا ہے اور توانائی ذخیرہ یا بیک اپ ذریعہ کو سنبھالنے دینا ہوتا ہے، جبکہ کچھ غیر اہم لوڈز کو بند کر دینا ہوتا ہے تاکہ چھوٹے نظام کو اوورلوڈ ہونے اور گرنے سے روکا جا سکے۔ آف گرڈ سے گرڈ کنیکٹڈ حالت میں واپس جانے کے دوران پہلے وولٹیج، فریکوئنسی اور فیز سنکرونائزیشن مکمل کرنا ضروری ہے۔ ورنہ بند ہونے کے لمحے پر سرجر کرنٹ پیدا ہوگا جو آلات کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔

2. بجلی کی فراہمی بند ہونے کے دوران آف گرڈ آپریشن کے فنی چیلنجز

جب یوٹیلٹی بجلی بند ہو جاتی ہے اور نظام آف گرڈ آپریشن میں منتقل ہو جاتا ہے تو سب سے بڑی تبدیلی یہ ہوتی ہے کہ سیسٹم کی انرشیا غائب ہو جاتی ہے اصلی بجلی کے جال میں بہت ساری گھومنے والی مشینیں ہوتی ہیں، جو قدرتی طور پر لچک فراہم کرتی ہیں اور اچانک لوڈ کی تبدیلیوں کی وجہ سے ہونے والی فریکوئنسی کی تبدیلیوں کو روک سکتی ہیں۔ آف گرڈ مائیکروگرڈ چھوٹی ہوتی ہے، اور توانائی ذخیرہ کنندہ کنورٹرز جیسی بجلی کی الیکٹرانک اشیاء جسمانی لچک فراہم نہیں کر سکتیں۔ فریکوئنسی اور وولٹیج رُکاوٹوں کے حوالے سے تیزی سے اور زیادہ شدت کے ساتھ ردِ عمل ظاہر کرتے ہیں۔

اس سے تین خاص مسائل پیدا ہوتے ہیں۔ پہلا، فریکوئنسی اور وولٹیج کی تیز تنظیم ۔ آف گرڈ موڈ میں، توانائی ذخیرہ کنندہ کنورٹر کو گرڈ فالوونگ سے گرڈ فارمنگ کی طرف منتقل ہونا ہوتا ہے اور وولٹیج اور فریکوئنسی کے حوالے سے حوالہ جاتی اقدار کو فعال طور پر قائم کرنا ہوتا ہے۔ یہ گرڈ سے منسلک موڈ کے مقابلے میں کنٹرول کرنا بہت مشکل ہوتا ہے۔ دوسرا، غیر منصوبہ بند سوئچنگ کی ہمواری ۔ اگر سوئچنگ کے دوران وولٹیج یا فریکوئنسی بہت زیادہ کم ہو جائے تو حساس لوڈز بند ہو سکتے ہیں یا خراب ہو سکتے ہیں۔ اس لیے سوئچنگ کنٹرول کو ملی سیکنڈ کے اندر حالت کی شناخت کرنا اور حکمت عملی تبدیل کرنا ضروری ہے۔ تیسرا، زمین سے جڑنے والے نظام میں تبدیلیاں جبری طور پر گرڈ سے منسلک ہونے کی صورت میں، زمینی ترتیب مرکزی گرڈ کے ذریعہ کی جاتی ہے۔ گرڈ سے الگ ہونے کے بعد، زمینی طریقہ کار تبدیل ہو سکتا ہے، جو براہ راست خرابی کے بہاؤ کے راستے اور تحفظی آپریشن کی درستگی کو متاثر کرتا ہے۔

3. ٹرانسفارمرز، سوئچ گیئر اور تحفظی نظاموں کے لیے مختلف ضروریات

ترانزفورمرز

گرڈ سے منسلک ہندہ کے ڈھانچے میں، ٹرانسفارمر کی صلاحیت بنیادی طور پر مائیکروگرڈ اور گرڈ کے درمیان تبادلہ شدہ بجلی پر منحصر ہوتی ہے، اور ویکٹر گروپ اور تناسب کا انتخاب گرڈ والٹیج کے مطابق کیا جاتا ہے۔ آف-گرڈ ڈھانچے میں، ٹرانسفارمر کو کم لوڈ اور اچانک لوڈ کے تحت بھی والٹیج کو مستحکم رکھنا ہوتا ہے، اس لیے والٹیج ریگولیشن کی صلاحیت اور امپیڈنس ڈیزائن پر اضافی ضروریات عائد ہوتی ہیں۔ جب شارٹ سرکٹ کی صلاحیت محدود ہو تو، ٹرانسفارمر کا امپیڈنس خرابی کے دوران کرنٹ کو محدود کرنے میں بھی مدد دیتا ہے۔ زھونگ مینگ کے ڈسٹری بیوشن ٹرانسفارمرز اور ڈرائی ٹائپ ٹرانسفارمرز مائیکروگرڈ کی صلاحیت اور لوڈ کی خصوصیات کے مطابق ویکٹر گروپس اور والٹیج ریگولیشن کی ترتیبات کو ایڈجسٹ کر سکتے ہیں، تاکہ دونوں ڈھانچوں کی مختلف ترجیحات کے مطابق موافقت کی جا سکے۔

کوائف کا تبادلہ

گرڈ سے منسلک اور آف گرڈ آپریشن کے درمیان سرحد عام طور پر پی سی سی پر مقرر کی جاتی ہے۔ اس نقطہ پر سوئچ کو دوطرفہ بریکنگ صلاحیت کی ضرورت ہوتی ہے: جب گرڈ فیل ہو جائے تو اسے تیزی سے کاٹنا ہوگا تاکہ مائیکروگرڈ خراب گرڈ میں بجلی واپس نہ بھیج سکے، اور جب آف گرڈ آپریشن کی ضرورت ہو تو اسے بھروسہ مند طریقے سے کھولنا بھی ضروری ہے۔ ژونگ مینگ کے اعلیٰ اور کم وولٹیج سوئچ گیئر اور پری فیبریکیٹڈ کیبن آلات فیکٹری میں پہلے سے اسمبل اور ٹیسٹ کیے جاتے ہیں۔ مقامی سائٹ پر صرف لائنز کو جوڑنا ہوتا ہے، جو تیزی سے نصب ہونے والے مائیکروگرڈ منصوبوں کے لیے موزوں ہے۔

تحفظی نظام

یہ وہ علاقہ ہے جہاں دونوں آرکیٹیکچرز کے درمیان سب سے بڑا فرق ہے۔ گرڈ سے منسلک آپریشن میں، خرابی کا کرنٹ بنیادی طور پر مرکزی گرڈ سے فراہم کیا جاتا ہے، اور شارٹ سرکٹ کرنٹ کی سطح نسبتاً زیادہ ہوتی ہے۔ گرڈ سے منسلک حالت سے آف گرڈ آپریشن میں تبدیل ہونے کے بعد، شارٹ سرکٹ کرنٹ صرف مائیکروگرڈ کے اندر موجود تقسیم شدہ ذرائع سے فراہم کیا جاتا ہے، اور یہ گرڈ سے منسلک قدر کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ ہو سکتا ہے۔ اگر تحفظ کی ترتیبات اب بھی گرڈ سے منسلک حالات کے لیے ترتیب دی گئی ہوں تو، ریلے خرابیوں کا پتہ لگانے میں ناکام رہ سکتا ہے اور آف گرڈ موڈ میں کام نہیں کر سکتا۔ اس لیے، تحفظ کا نظام دونوں موڈز میں تطبیقی صلاحیت رکھنا ضروری ہے، یا کم از کم موڈ تبدیل ہونے پر تحفظ کی ترتیبات کے گروپوں کو تبدیل کرنے کی صلاحیت رکھنا ضروری ہے۔ گرڈ انٹرفیس کو بھی دونوں جانبہ تحفظ کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ گرڈ کی طرف اور مائیکروگرڈ کی طرف دونوں طرف کی خرابیوں کو کور کیا جا سکے۔ زھونگ مینگ کے تحفظ اور کنٹرول کے آلات کو سوئچ گیئر اور ٹرانسفارمرز کے ساتھ مکمل پیکیج کی شکل میں ایک ساتھ ضم کیا جا سکتا ہے، جس سے مختلف سپلائرز کے آلات کے درمیان ہم آہنگی کے خطرات کو کم کیا جا سکتا ہے۔

4. بیرونِ شبکہ نظاموں میں وولٹیج، فریکوئنسی اور لوڈ کی تبدیلی کے مسائل

بیرونِ شبکہ موڈ میں، وولٹیج اور فریکوئنسی کو مرکزی شبکہ کی طرف سے سپورٹ نہیں دیا جاتا۔ انہیں توانائی ذخیرہ کنندہ کنورٹرز یا ڈیزل جنریٹرز جیسے مرکزی کنٹرول ذرائع کے ذریعے حقیقی وقت میں منظم کیا جاتا ہے۔ عام طور پر آپریشن کا ہدف فریکوئنسی کو تقریباً 50 ہرٹز اور وولٹیج کے انحراف کو لوڈز کے لیے قابلِ قبول حد تک رکھنا ہوتا ہے۔ تاہم، عملی آپریشن میں، فوٹو وولٹائک آؤٹ پٹ میں تبدیلیاں اور بڑے لوڈز کے شروع ہونے یا بند ہونے سے دونوں صورتوں میں خلل پیدا ہوتا ہے۔

لوڈ کی تبدیلی آف گرڈ سسٹم کے لیے سب سے براہِ راست ٹیسٹ ہے۔ جب ایک نسبتاً بڑا موٹر شروع ہوتا ہے، تو وہ فوری طور پر سسٹم وولٹیج کو کم کر سکتا ہے۔ جب بادل کے ڈھانپنے کی وجہ سے فوٹو وولٹائک آؤٹ پٹ اچانک کم ہو جاتا ہے، تو فریکوئنسی میں اضافہ ہو سکتا ہے۔ آف گرڈ کنٹرول کو ایسی مسلسل خرابیوں کے تحت بھی مستحکم رہنا چاہیے۔ اسی وقت، بیٹری انرجی اسٹوریج کو لہروں کو ہموار کرنے کے لیے جلدی سے بجلی کو چارج اور ڈسچارج کرنا ہوتا ہے، اور ضرورت پڑنے پر غیر اہم لوڈز کو ترجیح کے مطابق بند کرنا ہوتا ہے۔ معیارات پہلے ہی آف گرڈ سے گرڈ کنیکٹڈ سوئچنگ کے وقت کو زیادہ سے زیادہ 10 ملی سیکنڈ تک محدود کر چکے ہیں، لیکن یہ کنٹرولرز اور سوئچ گیئر کی ردعمل کی رفتار پر بہت سخت ہم آہنگی کی ضرورت رکھتا ہے۔

5. منصوبہ کے ابتدائی مرحلے میں تصدیق کرنے کے لیے بجلی کے پیرامیٹرز

ابتدائی مرحلے کے پیرامیٹرز جتنے واضح ہوں گے، اتنی ہی کم دوبارہ کام کی ضرورت ہوگی جو آلات کے انتخاب اور تحفظ کی ترتیبات میں ہوتی ہے۔ درج ذیل پیرامیٹرز کی پہلے تصدیق کی جانا چاہیے:

شارٹ سرکٹ کرنٹ کی سطح۔ زیادہ سے زیادہ اور کم سے کم شارٹ سرکٹ کرنٹس کو الگ الگ گرڈ منسلک اور آف گرڈ حالات کے لیے حاصل کرنا ضروری ہے۔ گرڈ منسلک موڈ میں، یہ دونوں گرڈ اور تقسیم شدہ ذرائع کے ذریعے فراہم کی جاتی ہیں۔ آف گرڈ موڈ میں، یہ صرف تقسیم شدہ ذرائع کے ذریعے فراہم کی جاتی ہیں۔ دونوں کا فرق کئی گنا ہو سکتا ہے۔ یہ سوئچ گیئر کی بریکنگ کی صلاحیت کے انتخاب اور تحفظ کی قدریں طے کرنے کا براہ راست بنیاد ہے۔

زمین سے جڑنے کا طریقہ۔ گرڈ کی طرف اور مائیکروگرڈ کی طرف زمین سے جڑنے کے طریقوں کو ہم آہنگ کرنا چاہیے۔ نیوٹرل زمین سے جڑنے کا طریقہ سنگل فیز زمین فالٹ کرنٹ کی شدت اور راستے کو طے کرتا ہے اور یہ ٹرانسفارمر ویکٹر گروپ کے انتخاب کو بھی متاثر کرتا ہے۔ آف گرڈ آپریشن کے بعد زمین سے جڑنے کی صورتحال تبدیل ہو سکتی ہے، اس لیے ڈیزائن کے مرحلے میں سوئچنگ سے پہلے اور بعد میں زمین سے جڑنے کی ترتیب کو واضح کرنا ضروری ہے۔

ٹرانسفارمر کے اعداد و شمار۔ In mein darja band shuda gahat, voltage ka nisbat, vector group, impedance voltage, aur voltage regulation ka tareeqa shaamil hain. Gahat ka intikhab microgrid aur bahari grid ke darmiyan zyada se zyada mustamir tabaduli taqat ke mutabiq kiya ja sakta hai, aur off-grid halat mein asar andaz barhamon ki shuruwat ki qabliyat bhi janchi jani chahiye.

Harmonics ke khasoosiyat. Inverter aur ghair khateeb barhamon ke harmonics spectrum, tarteeb, aur zawab ka pahle se ilm hona zaroori hai. Harmonics barq ki ghunehat par asar inddaz karte hain aur transformer mein zyada garmi ya capacitor resonance bhi paida kar sakte hain. Intikhab ke waqt muqabil harmonics bardasht ki qabliyat ya kam karne ke tareeqe muqabil hone chahiye.

Mujaz frequency aur voltage ke range. Grid-se judayi aur alag-halat dono mein amal ki hadood, aur switch karte waqt ijazat shuda guzrauni inkilafat ko bhi tay karna zaroori hai. Yeh a'lamat beyshtar converter ke control strategy aur suraksha ke tajawizat ko tay karte hain.

Barhamon ki qism-bandi aur zyada se zyada asar andaz barham. آف گرڈ سسٹم کی صلاحیت محدود ہوتی ہے۔ اہم لوڈز اور غیر اہم لوڈز کو الگ کرنا ضروری ہے، اور سب سے بڑے واحد موٹر کے شروع ہونے کے طریقہ اور شروع ہونے کے وقت کے کرنٹ کی تصدیق کرنا ضروری ہے۔ اس سے انرجی اسٹوریج کنورٹر کی اوورلوڈ صلاحیت اور آف گرڈ لوڈ شیڈنگ کی حکمت عملی کا درجہ مقرر ہوتا ہے۔

ژونگ مینگ پروڈکٹ انٹیگریشن پوائنٹس: اوپر دیے گئے پیرامیٹرز کو آخرکار مخصوص سامان میں نافذ کرنا ہوتا ہے۔ تقسیم ٹرانسفارمر وولٹیج تبدیل کرنے اور امپیڈنس میچنگ کا کام سنبھالتے ہیں۔ سوئچ گیئر پی سی سی کے کھلنے/بند ہونے اور سرکٹ کے تحفظ کا انتظام کرتا ہے۔ منفرد طور پر بنایا گیا بجلی کا تقسیم سامان ٹرانسفارمرز، سوئچ گیئر، تحفظ اور کنٹرول، اور نگرانی کو پہلے سے تیار کی گئی کیبنز یا پیڈ-مونٹیڈ سبسٹیشنز میں ضم کرتا ہے، جس سے مقامی اسمبلی کے دوران ہم آہنگی کی غلطیاں کم ہو جاتی ہیں۔ اگر منصوبے کے ابتدائی مرحلے میں شارٹ سرکٹ کرنٹ، زمینی طریقہ کار، ہارمونکس، اور لوڈ کی خصوصیات کی تصدیق کر لی جائے تو مکمل سامان کو حقیقی آپریٹنگ حالات کے مطابق منفرد طور پر تیار کیا جا سکتا ہے، بجائے اس کے کہ معیاری مصنوعات پر غیر فعال سمجھوتہ کیا جائے۔

6. استعمال کے مندرجہ ذیل مندرجات

7. اکثر پوچھے جانے والے سوالات

سوال: گرڈ سے منسلک اور بیرونِ شبکہ مائیکروگرڈز کے درمیان اہم فرق کیا ہے؟

جواب: اہم فرق کنٹرول لا جک میں ہے۔ گرڈ سے منسلک موڈ میں، خارجی اصلی گرڈ وولٹیج اور فریکوئنسی کا حوالہ فراہم کرتا ہے، اور مائیکروگرڈ گرڈ کی پیروی کرتا ہے۔ بیرونِ شبکہ موڈ میں، مائیکروگرڈ کو اپنے اندر موجود توانائی کے ذخائر اور جنریٹرز کے ذریعے اپنا وولٹیج اور فریکوئنسی قائم کرنا ہوتا ہے، جس کی وجہ سے کنٹرول کافی پیچیدہ ہو جاتا ہے۔

سوال: دونوں ڈھانچوں کے درمیان حفاظتی نظام کا فرق کیوں ہے؟

جواب: مختصر سرکٹ کرنٹ کی سطحیں نمایاں طور پر مختلف ہوتی ہیں۔ گرڈ سے منسلک حالت میں، مرکزی گرڈ اعلیٰ خرابی کرنٹ فراہم کرتا ہے۔ آف گرڈ حالت میں، صرف تقسیم شدہ ذرائع خرابی کرنٹ فراہم کرتے ہیں، جو گرڈ سے منسلک قدر کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ ہو سکتا ہے۔ گرڈ سے منسلک حالات کے لیے ترتیب دی گئی حفاظتی ترتیبات آف گرڈ حالت میں خرابیوں کا پتہ لگانے میں ناکام ہو سکتی ہیں، اس لیے موافقت پذیر حفاظت یا تبدیل کی جا سکنے والی ترتیبات کی ضرورت ہوتی ہے۔

سوال: آف گرڈ سے گرڈ سے منسلک حالت میں منتقل ہونے کے لیے کتنے وقت کی سوئچنگ درکار ہوتی ہے؟

جواب: صنعتی معیارات کے مطابق آف گرڈ سے گرڈ سے منسلک سوئچنگ کا وقت زیادہ سے زیادہ 10 ملی ثانیہ ہونا چاہیے۔ اس سے کنٹرولرز اور سوئچ گیئر کی ردعمل کی رفتار پر بہت سخت تقاضے عائد ہوتے ہیں، اور دوبارہ منسلک ہونے سے پہلے وولٹیج، فریکوئنسی اور فیز کے درمیان دقیق ہم آہنگی کی ضرورت ہوتی ہے۔

سوال: مائیکرو گرڈ میں ٹرانسفارمرز کا کیا کردار ہوتا ہے؟

ای: ٹرانسفارمر مائیکروگرڈ اور بیرونی گرڈ کے درمیان وولٹیج تبدیلی اور امپیڈنس میچنگ سنبھالتے ہیں۔ آف گرڈ موڈ میں، انہیں کم لوڈ اور اثر والے لوڈ کی صورت میں وولٹیج کو مستحکم رکھنا بھی ہوتا ہے۔ ٹرانسفارمر کی امپیڈنس مزید یہ بھی مدد کر سکتی ہے کہ جب شارٹ سرکٹ کی صلاحیت محدود ہو تو خرابی کا کرنٹ محدود رہے۔

سوال: ایک مائیکروگرڈ منصوبے کے ابتدائی مرحلے میں کون سے بجلائی پیرامیٹرز کی تصدیق کرنی چاہیے؟

جواب: اہم پیرامیٹرز میں شامل ہیں: دونوں موڈز کے لیے شارٹ سرکٹ کرنٹ کی سطحیں، زمین سے جڑنے کا طریقہ، ٹرانسفارمر کے پیرامیٹرز (گنجائش، تناسب، ویکٹر گروپ، امپیڈنس)، ہارمونک خصوصیات، قابلِ قبول فریکوئنسی اور وولٹیج کی حدود، اور زیادہ سے زیادہ اثر والے لوڈ کے ساتھ لوڈ کی درجہ بندی۔ ان کی ابتدائی تصدیق سے آلات کے انتخاب اور تحفظ کی ترتیبات میں دوبارہ کام کو کم کیا جا سکتا ہے۔