با توسعه سریع صنعت انرژی های جدید جهانی، سیستم های ذخیره سازی انرژی در حال تبدیل شدن به یک جزء مهم از زیرساخت های برق مدرن است. خواه پروژه ذخیره انرژی فتوولتائیک، ایستگاه ذخیره انرژی پشتیبانی کننده نیروی بادی، ایستگاه‌های ذخیره انرژی متصل به شبکه{{1}یا سیستم ذخیره‌سازی انرژی صنعتی و تجاری باشد، بهبود کارایی مصرف انرژی و اطمینان از عملکرد پایدار شبکه برق بسیار مهم است.
با این حال، سیستم ذخیره‌سازی انرژی تعداد زیادی از دستگاه‌های الکترونیکی حساس و{0}}تجهیزات الکتریکی با ارزش بالا را یکپارچه می‌کند. در صورت برخورد صاعقه یا شبکه برق، نه تنها به تجهیزات، بلکه به عملکرد ایمن کل سیستم نیز آسیب می رساند. بنابراین، محافظ برق به یک وسیله حفاظتی ضروری و مهم در طراحی سیستم ذخیره انرژی تبدیل شده است.
به‌عنوان یک تولیدکننده حرفه‌ای محافظ برق، متوجه می‌شویم که پروژه‌های ذخیره‌سازی انرژی بیشتر و بیشتر، حفاظت از نوسانات را در طرح کلی طراحی در مرحله برنامه‌ریزی گنجانده‌اند. این مقاله نقش کلیدی حفاظت از نوسانات در سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و اینکه چرا پروژه‌های ذخیره‌سازی انرژی مدرن باید بر پیکربندی SPD تأکید کنند را تحلیل می‌کند.
1. سیستم های ذخیره انرژی در معرض خطر امواج پیچیده
در مقایسه با سیستم توزیع سنتی، ساختار الکتریکی سیستم ذخیره انرژی پیچیده تر است.
این معمولاً شامل:
بسته باتری
سیستم مدیریت باتری (BMS)
مبدل PCS
سیستم های مدیریت سیستم مدیریت انرژی
کابینت های توزیع
شبکه های ارتباطی
سیستم مانیتورینگ
این دستگاه ها توسط تعداد زیادی کابل به هم متصل می شوند.
اضافه ولتاژهای گذرا ممکن است زمانی رخ دهد که:
رعد و برق می زند
سوئیچ شبکه برق
تغییر بار
عملکرد سوئیچ
رویدادهای اولیه می توانند باعث شوند که انرژی موج به سرعت در سراسر سیستم منتشر شود.
2. از تجهیزات اصلی مانند سیستم های تبدیل نیرو محافظت کنید
سیستم تبدیل نیرو جزء اصلی سیستم ذخیره انرژی است.
توابع اصلی آن عبارتند از:
AC به DC
کنترل قدرت
مدیریت اتصال به شبکه
PCS شامل تعداد زیادی قطعات الکتریکی و الکترونیکی است.
به عنوان مثال:
ماژول های IGBT
دستگاه های ماسفت
برد مدار کنترل
این قطعات به شدت به ولتاژ نوسان حساس هستند.
افزایش شدید می تواند منجر به موارد زیر شود:
خاموش شدن سیستم
آسیب ماژول
وقفه در تولید
افزایش هزینه های نگهداری
نصب دستگاه صرفه جویی در انرژی می تواند تاثیر صرفه جویی در انرژی را بر PCS به طور موثر کاهش دهد.
3. سیستم مدیریت باتری (BMS)
سیستم های ذخیره سازی انرژی مدرن به شدت به BMS متکی هستند.
مسئولیت های اصلی آن عبارتند از:
نظارت بر باتری
کنترل شارژ و دشارژ
مدیریت دما
حفاظت امنیتی
BMS یک دستگاه الکترونیکی معمولی-با ولتاژ پایین است.
حتی افزایش های کوچک می تواند منجر به موارد زیر شود:
ناهنجاری داده ها
شکست های ارتباطی
هشدار کاذب
اشکالات را کنترل کنید
بنابراین، پیکربندی اندازه‌گیری‌های حفاظت از نوسانات مدارهای مربوط به BMS- مهم است.
4. از آسیب رساندن به سیستم باتری از واکنش زنجیره ای جلوگیری کنید
در حالی که خود باتری مستقیماً تحت تأثیر شوک هایی مانند قطعات الکترونیکی قرار نمی گیرد، آسیب به سیستم کنترل می تواند مشکلات بزرگ تری ایجاد کند.
به عنوان مثال:
شارژ/دشارژ کنترل نشده
اضافه ولتاژ باتری
سرریز باتری
دمای غیر طبیعی
همه اینها بر ایمنی کل سیستم ذخیره انرژی تأثیر می گذارد.
یک سیستم حفاظت از نوسان قوی می تواند احتمال خرابی های آبشاری را کاهش دهد.
5. اطمینان از عملکرد پایدار سیستم های نظارت و ارتباط
نیروگاه های ذخیره انرژی مدرن به طور کلی از مدل مدیریت هوشمند استفاده می کنند.
این سیستم معمولاً شامل:
پلت فرم اسکادا
سیستم مانیتورینگ از راه دور
ترمینال جمع آوری داده ها
تجهیزات سوئیچینگ شبکه
ماژول ارتباطات
این دستگاه ها وظیفه نظارت عملیاتی و نگهداری از راه دور را بر عهده دارند.
اگر سیستم ارتباطی در اثر موج آسیب ببیند، ممکن است منجر به موارد زیر شود:
از دست دادن داده ها
نظارت بر وقفه ها
عدم تشخیص به موقع عیوب؛
بنابراین، خطوط سیگنال و خطوط ارتباطی نیز به SPD تخصصی نیاز دارند.
6. بهبود قابلیت اطمینان سیستم
پروژه‌های ذخیره‌سازی انرژی عموماً نیاز به-عملکرد مداوم طولانی‌مدت دارند.
به طور خاص:
پروژه تنظیم فرکانس شبکه;
سیستم های ریزشبکه
پروژه های ذخیره سازی انرژی تجاری و صنعتی
خرابی تجهیزات می تواند خسارت اقتصادی قابل توجهی ایجاد کند.
SPD با پیکربندی مناسب می تواند به اپراتورها کمک کند:
خرابی تجهیزات را کاهش دهید
ریسک خرابی را کاهش دهید
افزایش در دسترس بودن سیستم
افزایش طول عمر تجهیزات
حفاظت از نوسانات از دیدگاه بلندمدت-سرمایه‌گذاری با بازده بالا است.
7. رعایت استانداردهای ایمنی صنعت ذخیره سازی انرژی
با توسعه سریع بازار ذخیره انرژی، پروژه های بیشتری استانداردهای ایمنی سختگیرانه را اجرا می کنند.
طراحی پروژه به طور کلی نیازمند در نظر گرفتن موارد زیر است:
طراحی سیستم زمین
طراحی سیستم حفاظت از مین
پیکربندی SPD
الزامات سازگاری الکترومغناطیسی
برای نیروگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ، تنظیم فشار و طرح حفاظتی جامع به بخش مهمی از پذیرش پروژه تبدیل شده است.
8. پروژه های یکپارچه PV و ذخیره انرژی منجر به افزایش تقاضای SPD می شود
در سال‌های اخیر، پروژه‌های ذخیره‌سازی فتوولتائیک + انرژی به سرعت توسعه یافته‌اند.
از جمله این سیستم ها می توان به:
خطرات جانبی فتوولتائیک
شامل:
امواج رعد و برق
ولتاژ DC
خطرات جانبی ذخیره انرژی
شامل:
افزایش PCS
سیستم های ارتباطی گسترش می یابد
جهش سیستم توزیع برق
در نتیجه، SPD معمولاً در موارد زیر مستقر می شود:
سمت فتوولتائیک DC
سمت AC
ذخیره انرژی.
خطوط ارتباطی
این امر باعث افزایش بیشتر تقاضا برای محصولات حفاظت از موج در صنعت ذخیره انرژی شده است.
نتیجه گیری:
با توسعه صنعت ذخیره سازی انرژی، اهمیت ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم بیش از پیش آشکار می شود. هر دو سیستم مدیریت باتری، مبدل PCS و شبکه های نظارتی و ارتباطی تحت تأثیر صاعقه و صاعقه قرار می گیرند. از طریق استقرار علمی محافظ‌های ولتاژ، می‌توان خطر آسیب تجهیزات را به طور موثر کاهش داد، پایداری سیستم را بهبود بخشید، تلفات زمان خرابی را کاهش داد و استانداردهای ایمنی مهندسی مدرن ذخیره‌سازی انرژی را برآورده کرد. حفاظت جامع از نوسانات به یک پایه مهم برای توسعه دهندگان نیروگاه ذخیره انرژی، پیمانکاران EPC و یکپارچه سازان سیستم تبدیل شده است تا از پایداری طولانی مدت پروژه اطمینان حاصل شود.
سوالات متداول:
چرا سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی به محافظ برق نیاز دارند؟
زیرا سیستم ذخیره انرژی شامل تعداد زیادی دستگاه الکترونیکی است که در معرض صاعقه و اضافه ولتاژهای گذرا هستند.
کدام تجهیزات در سیستم ذخیره انرژی بیشتر به حفاظت SPD نیاز دارند؟
مبدل‌های PCS، سیستم‌های BMS، دستگاه‌های نظارتی و سیستم‌های ارتباطی همگی به حفاظت کلید نیاز دارند.
پروژه های ذخیره انرژی خورشیدی به چه نوع SPD نیاز دارند؟
AC، DC و خودکار سیگنال معمولا مورد نیاز است.
آیا محافظ های برق می توانند از باتری ها محافظت کنند؟
SSD عمدتاً از کنترل و برق مربوط به باتری محافظت می‌کند، بنابراین به طور غیرمستقیم ایمنی سیستم‌های باتری را تضمین می‌کند.
آیا SPD باید در پروژه های ذخیره انرژی نصب شود؟
SSD ها به یک ویژگی استاندارد در اکثر پروژه های ذخیره سازی انرژی بزرگ و انرژی خورشیدی تبدیل شده اند.