Novaĵoj - Analizo de la problemo de ligo inter dizelaj generatoroj kaj energiakumulado

Jen detala anglalingva klarigo pri la kvar kernaj problemoj rilate al la interkonekto de dizelaj generatoroj kaj energiaj stoksistemoj. Ĉi tiu hibrida energia sistemo (ofte nomata hibrida mikroreto "Dizelo + Stokado") estas altnivela solvo por plibonigi efikecon, redukti fuelkonsumon kaj certigi stabilan elektroprovizon, sed ĝia kontrolo estas tre kompleksa.

Superrigardo de Kernaj Problemoj

Problemo pri inversa potenco je 100ms: Kiel malhelpi, ke energiakumulado retroliveru potencon al la dizelgeneratoro, tiel protektante ĝin.
Konstanta Povumo: Kiel teni la dizelmotoron funkcianta konstante en ĝia alt-efikeca zono.
Subita Malkonektiĝo de Energiakumulado: Kiel pritrakti la efikon kiam la energiakumula sistemo subite malaperas de la reto.
Problemo pri Reaktiva Potenco: Kiel kunordigi la dividadon de reaktiva potenco inter la du fontoj por certigi tensiostabilecon.

1. La Problemo de Inversa Potenco je 100ms

Priskribo de la problemo:
Inversa potenco okazas kiam elektra energio fluas de la energiakumulilo (aŭ la ŝarĝo) reen al la dizela generatoro. Por la dizelmotoro, ĉi tio agas kiel "motoro", pelante la motoron. Ĉi tio estas ekstreme danĝera kaj povas konduki al:

Mekanika Difekto: Nenormala veturado de la motoro povas difekti komponantojn kiel la krankoŝafton kaj bielojn.
Sistemmalstabileco: Kaŭzas fluktuojn en la rapideco (frekvenco) kaj tensio de la dizelmotoro, eble kondukante al ĉesigo.

La bezono solvi ĝin ene de 100ms ekzistas ĉar dizelaj generatoroj havas grandan mekanikan inercion kaj iliaj rapidregulaj sistemoj respondas malrapide (tipe en la ordo de sekundoj). Ili ne povas fidi je si mem por rapide subpremi ĉi tiun elektran refluon. La taskon devas pritrakti la ultrarapide respondanta Potenco-Konverta Sistemo (PCS) de la energia stoka sistemo.

Solvo:

Kerna Principo: "Dizelo kondukas, stokado sekvas." En la tuta sistemo, la dizela generatoro agas kiel la tensio- kaj frekvencreferenca fonto (t.e., V/F-kontrola reĝimo), analoge al la "reto". La energia stoka sistemo funkcias en Konstanta Potenco (PQ) Kontrola Reĝimo, kie ĝia elira potenco estas nur determinita per komandoj de ĉefa regilo.
Kontrola Logiko:
1. Realtempa Monitorado: La ĉefa regilo de la sistemo (aŭ la mem stokada PCS) monitoras la eliran potencon (P_dizelo) kaj direkto de la dizelgeneratoro en reala tempo je tre alta rapideco (ekz., milojn da fojoj sekunde).
2. Potenco-Agordopunkto: La potencagordopunkto por la energia stoksistemo (P_aro) devas kontentigi:P_ŝarĝo(tuta ŝarĝopotenco) =P_dizelo+P_aro.
3. Rapida Alĝustigo: Kiam la ŝarĝo subite malpliiĝas, kaŭzanteP_dizelopor tendenci negativan, la regilo devas ene de kelkaj milisekundoj sendi komandon al la stokada PCS por tuj redukti sian malŝarĝan potencon aŭ ŝanĝi al absorba potenco (ŝargado). Tio absorbas la troan energion en la bateriojn, certiganteP_dizelorestas pozitiva.
Teknikaj Sekurigiloj:
- Alt-Rapida Komunikado: Alt-rapidaj komunikaj protokoloj (ekz., CAN-buso, rapida Eterreto) estas necesaj inter la dizela regilo, stokada PCS kaj sistemĉefa regilo por certigi minimuman komandan prokraston.
- Rapida Respondo de PCS: Modernaj PCS-memorunuoj havas respondtempojn kun potenco multe pli rapidajn ol 100 ms, ofte ene de 10 ms, kio igas ilin plene kapablaj plenumi ĉi tiun postulon.
- Redunda Protekto: Preter la stirligo, inversa potenco-protekta relajso estas kutime instalita ĉe la eliro de la dizelgeneratoro kiel fina aparatara barilo. Tamen, ĝia funkcitempo povas esti kelkaj centoj da milisekundoj, do ĝi ĉefe servas kiel rezerva protekto; la kerna rapida protekto dependas de la stirsistemo.

2. Konstanta Povumo

Priskribo de la problemo:
Dizelmotoroj funkcias je pinta fuelefikeco kaj plej malaltaj emisioj ene de ŝarĝintervalo de proksimume 60%-80% de sia nominala potenco. Malaltaj ŝarĝoj kaŭzas "malsekan amasiĝon" kaj karbonamasiĝon, dum altaj ŝarĝoj draste pliigas fuelkonsumon kaj mallongigas la vivdaŭron. La celo estas izoli la dizelon de ŝarĝfluktuoj, tenante ĝin stabila je efika agordopunkto.

Solvo:

Strategio pri Kontrolo de "Pinta Razado kaj Vala Plenigado":
1. Agordi Bazpunkton: La dizela generatoro funkcias je konstanta povumo agordita je ĝia optimuma efikecpunkto (ekz., 70% de la nominala povumo).
2. Stokado-regulado:
  - Kiam Ŝarĝpostulo > Dizela agordopunkto: La mankhava potenco (P_ŝarĝo - P_dizel_aro) estas kompletigita per la malŝarĝo de la energia stoka sistemo.
  - Kiam Ŝarĝpostulo < Dizela agordopunkto: La troa potenco (P_dizel_aro - P_ŝarĝo) estas absorbita de la ŝargado de la energia stoka sistemo.
Sistemaj Avantaĝoj:
- La dizelmotoro funkcias konstante kun alta efikeco, glate, plilongigante sian vivon kaj reduktante bontenadkostojn.
- La energia stoka sistemo glatigas drastajn ŝarĝofluktuojn, malhelpante la neefikecon kaj eluziĝon kaŭzitajn de oftaj dizelaj ŝarĝŝanĝoj.
- La totala fuelkonsumo estas signife reduktita.

3. Subita Malkonektiĝo de Energia Stokado

Priskribo de la problemo:
La energiakumulilo povus subite ĉesi funkcii pro bateria paneo, PCS-eraro, aŭ protektaj ŝaltoj. La potenco antaŭe pritraktata de la akumulilo (ĉu generante aŭ konsumante) estas tuj transdonita tute al la dizela generatoro, kreante grandegan potencan ŝokon.

Riskoj:

Se la stokado malŝarĝiĝis (subtenante la ŝarĝon), ĝia malkonektiĝo transdonas la plenan ŝarĝon al la dizelo, eble kaŭzante troŝarĝon, frekvenc (rapido) falon kaj protektan malŝalton.
Se la stokado ŝarĝis (absorbante troan potencon), ĝia malkonekto lasas la troan potencon de la dizelo nenie iri, eble kaŭzante inversan potencon kaj supertension, ankaŭ ekigante ĉesigon.

Solvo:

Rezervo por Turniĝo de Dizela Flanko: La dizela generatoraro ne devas esti dimensioita nur por sia optimuma efikecpunkto. Ĝi devas havi dinamikan rezervan kapaciton. Ekzemple, se la maksimuma sistema ŝarĝo estas 1000 kW kaj la dizelo funkcias je 700 kW, la nominala kapacito de la dizelo devas esti pli granda ol 700 kW + la plej granda ebla ŝtupa ŝarĝo (aŭ la maksimuma potenco de la stokado), ekz., elektita unuo de 1000 kW, provizante 300 kW bufron por stokada paneo.
Rapida Ŝarĝkontrolo:
1. Sistemo-realtempa monitorado: Kontinue monitoras la staton kaj potencofluon de la stokadosistemo.
2. Detekto de eraroj: Detektante subitan malkonekton de la stokado, la ĉefa regilo tuj sendas rapidan signalon por redukto de ŝarĝo al la dizela regilo.
3. Respondo de Dizelo: La dizelregilo agas tuj (ekz., rapide reduktante fuelinjekton) por provi malaltigi la potencon por kongrui kun la nova ŝarĝo. La turniĝanta rezerva kapacito aĉetas tempon por ĉi tiu pli malrapida mekanika respondo.
Lasta Rimedo: Ŝarĝo-Deletigo: Se la potenca ŝoko estas tro granda por ke la dizelo povu pritrakti, la plej fidinda protekto estas deletigi ne-kritikajn ŝarĝojn, prioritatigante la sekurecon de kritikaj ŝarĝoj kaj la generatoron mem. Ŝarĝo-deletiga skemo estas esenca protekta postulo en la sistemdezajno.

4. Problemo pri Reaktiva Potenco

Priskribo de la problemo:
Reaktiva potenco estas uzata por establi magnetajn kampojn kaj estas decida por konservi tensiostabilecon en alternaj kurentsistemoj. Kaj la dizelgeneratoro kaj la stokada komputila sistemo devas partopreni en la reguligo de reaktiva potenco.

Dizela Generatoro: Kontrolas la eliron de reaktiva potenco kaj tension per agordo de sia ekscita kurento. Ĝia kapablo por reaktiva potenco estas limigita, kaj ĝia respondo estas malrapida.
Stokado PCS: La plej multaj modernaj PCS-unuoj estas kvar-kvadrantaj, kio signifas, ke ili povas sendepende kaj rapide injekti aŭ absorbi reaktivan potencon (kondiĉe ke ili ne superas sian ŝajnan potencrangigon kVA).

Defio: Kiel kunordigi ambaŭ por certigi sisteman tensiostabilecon sen troŝarĝi ambaŭ unuojn.

Solvo:

Kontrolaj Strategioj:
1. Dizelo Regas Tension: La dizela generatoro estas agordita al V/F-reĝimo, respondeca pri establado de la tensio kaj frekvencreferenco de la sistemo. Ĝi provizas stabilan "tensiofonton".
2. Stokado Partoprenas en Reaktiva Reguligo (Laŭvola):
  - PQ-Reĝimo: La memorilo nur pritraktas aktivan potencon (P), kun reaktiva povo (Q) agordita al nulo. La dizelo provizas la tutan reaktivan potencon. Ĉi tiu estas la plej simpla metodo sed ŝarĝas la dizelon.
  - Reĝimo de Dissendo de Reaktiva Potenco: La ĉefa regilo de la sistemo sendas komandojn pri reaktiva potenco (Q_aro) al la stokada PCS surbaze de la aktualaj tensiokondiĉoj. Se la sistemtensio estas malalta, ordonu al la stokado injekti reaktivan potencon; se alta, ordonu al ĝi absorbi reaktivan potencon. Tio malpezigas la ŝarĝon sur la dizelo, permesante al ĝi koncentriĝi pri aktiva potenco, samtempe provizante pli fajnan kaj rapidan tensiostabiligon.
  - Reĝimo de Kontrolo de Potenco-Faktoro (PF): Cela potenc-faktoro (ekz., 0.95) estas agordita, kaj la stokejo aŭtomate adaptas sian reaktivan eliron por konservi konstantan ĝeneralan potenc-faktoron ĉe la terminaloj de la dizelgeneratoro.
Konsidero pri Kapacito: La stokada PCS devas esti dimensiita kun sufiĉa ŝajna potenca kapacito (kVA). Ekzemple, 500 kW PCS eliganta 400 kW da aktiva potenco povas provizi maksimumon dekvadrata kurbo (500² - 400²) = 300 kVArde reaktiva potenco. Se la postulo pri reaktiva potenco estas alta, pli granda PCS estas necesa.

Resumo

Sukcesa atingo de stabila interkonekto inter dizela generatoro kaj energiakumulilo dependas de hierarkia kontrolo:

Aparatara Tavolo: Elektu rapide respondantan stokadan PCS-on kaj dizelgeneratoran regilon kun altrapidaj komunikadaj interfacoj.
Kontrola Tavolo: Uzu fundamentan arkitekturon de "Dizelo agordas V/F, Stokado faras PQ." Alt-rapida sistemregilo plenumas realtempan potencdispendaĵon por aktiva potenco "pintrazado/valoplenigo" kaj reaktiva potencosubteno.
Protekta Tavolo: La sistemdezajno devas inkluzivi ampleksajn protektajn planojn: inversan potencon, troŝarĝan protekton, kaj ŝarĝkontrolajn (eĉ ŝarĝodeŝadon) strategiojn por pritrakti la subitan malkonekton de stokado.

Per la supre priskribitaj solvoj, la kvar ŝlosilaj problemoj, kiujn vi levis, povas esti efike traktataj por konstrui efikan, stabilan kaj fidindan hibridan potencosistemon por dizel-energia stokado.