Ως ευέλικτο και αποτελεσματικό κατανεμημένο σύστημα ενέργειας, το σύστημα Microgrid χρησιμοποιείται ευρέως σε κέντρα δεδομένων, βιομηχανική παραγωγή, ιατρικές εγκαταστάσεις και άλλους τομείς για να εξασφαλιστεί σταθερή τροφοδοσία για κρίσιμα φορτία. Στα συστήματα MicroGRID, οι συσκευές μεταγωγής τροφοδοσίας είναι ένα από τα βασικά εξαρτήματα που εξασφαλίζουν τη συνέχεια της παροχής ρεύματος και την αξιοπιστία. Μεταξύ αυτών, ο διακόπτης στατικής μεταφοράς (STS) και ο αυτόματος διακόπτης μεταφοράς (ATS) είναι δύο κοινές συσκευές μεταγωγής τροφοδοσίας. Έχουν σημαντικές διαφορές στις λειτουργίες, σενάρια εφαρμογών και στην απόδοση. Αυτό το άρθρο θα εμβαθύνει στους ρόλους και τις διαφορές μεταξύ STS και ATS σε συστήματα microgrid.
1 Τι είναι ένα microgrid
(1) Ορισμός και δομή του microgrid
Ένα microgrid είναι ένα μικρό σύστημα παραγωγής ενέργειας και διανομής που αποτελείται από κατανεμημένες πηγές ενέργειας (όπως ηλιακά φωτοβολταϊκά, αιολική ενέργεια, μικρά υδροηλεκτρικά και παρακολούθηση και προστασίες. Μπορεί να λειτουργεί παράλληλα με το ηλεκτρικό δίκτυο ή ανεξάρτητα σε λειτουργία νησιού, με εύκαμπτη λειτουργία λειτουργίας και αποτελεσματικότητα υψηλής χρήσης ενέργειας.
(2) Λειτουργία λειτουργίας του συστήματος microgrid
Λειτουργία λειτουργίας συνδεδεμένου πλέγματος: Στη λειτουργία λειτουργίας συνδεδεμένου πλέγματος, το microgrid συνδέεται με το κύριο πλέγμα και οι κατανεμημένες πηγές τροφοδοσίας εντός του microgrid μπορούν να παρέχουν ισχύ σε τοπικά φορτία. Η υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια μπορεί επίσης να μεταδοθεί στο κύριο πλέγμα. Ταυτόχρονα, όταν η παραγωγή ενέργειας μέσα στο microgrid είναι ανεπαρκές, το μεγάλο πλέγμα μπορεί να παρέχει υποστήριξη ισχύος στο microgrid.
Λειτουργία λειτουργίας του νησιού: Όταν υπάρχει σφάλμα ή προγραμματισμένη διακοπή ρεύματος στο ηλεκτρικό δίκτυο, το microgrid μπορεί να αποσυνδεθεί από το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας και να εισέλθει στη λειτουργία λειτουργίας του νησιού. Στη λειτουργία λειτουργίας του νησιού, τα microgrids βασίζονται στις δικές τους κατανεμημένες πηγές ενέργειας και συσκευές αποθήκευσης ενέργειας για να διατηρήσουν την παροχή ρεύματος σε τοπικά φορτία, εξασφαλίζοντας την κανονική λειτουργία κρίσιμων φορτίων.
2 Ορισμός των STS και ATS
1. Στατικός διακόπτης μεταφοράς (STS)
Το STS (διακόπτης στατικής μεταφοράς) είναι μια συσκευή μεταγωγής τροφοδοσίας που βασίζεται σε ηλεκτρονικά κυκλώματα, που χρησιμοποιούνται κυρίως για την επίτευξη γρήγορης και απρόσκοπτης εναλλαγής μεταξύ δύο ανεξάρτητων πηγών ενέργειας AC. Τα βασικά του συστατικά περιλαμβάνουν έναν έξυπνο πίνακα ελέγχου, θυρίστορες υψηλής ταχύτητας και διακόπτες κυκλώματος.
2. Αυτόματο διακόπτη μεταφοράς (ATS)
Το ATS (αυτόματος διακόπτης μεταφοράς) είναι μια μηχανική συσκευή μεταγωγής ισχύος που χρησιμοποιείται κυρίως στα συστήματα τροφοδοσίας έκτακτης ανάγκης για την αυτόματη αλλαγή του κυκλώματος φορτίου από μία πηγή τροφοδοσίας σε μια άλλη πηγή τροφοδοσίας αντιγράφων ασφαλείας. Τα εξαρτήματα εκτέλεσης μεταγωγής είναι συνήθως επαφές ή διακόπτες κυκλώματος.
3 Ο ρόλος των STS και ATS
(1) Ο ρόλος του STS
1. Γρήγορη εναλλαγή
Το STS μπορεί να μεταβεί γρήγορα στην εφεδρική τροφοδοσία σε περίπτωση κύριας βλάβης ρεύματος, με χρόνο μεταγωγής συνήθως να μην υπερβαίνει τα 8 χιλιοστά του δευτερολέπτου και μπορεί να φτάσει ακόμη και τον κύκλο 1\/4 (λιγότερο από ή ίσο με 5 χιλιοστά του δευτερολέπτου). Αυτή η δυνατότητα γρήγορης μεταγωγής εξασφαλίζει αδιάλειπτη λειτουργία ηλεκτρονικών συσκευών ακριβείας, αποφεύγοντας την απώλεια δεδομένων ή τη ζημιά του εξοπλισμού που προκαλείται από διακοπές ρεύματος.
2. Υψηλή αξιοπιστία
Το τροφοδοτικό STS είναι κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν εξαιρετικά υψηλή ποιότητα ισχύος, όπως κέντρα δεδομένων, σταθμούς βάσης επικοινωνίας, εργαστήρια κλπ. Μπορεί να παρέχει διπλή τροφοδοσία διαύλου για φορτία μονής ισχύος, ενισχύοντας την απόλυση του συστήματος τροφοδοσίας.
3. Συμβατό με πολλαπλές πηγές ενέργειας
Το STS μπορεί να επιτύχει απρόσκοπτη εναλλαγή μεταξύ UPS και UPS, UPS και Generator, UPS και Power Power, καθώς και ισχύς για την εξουσία στο δίκτυο, παρέχοντας αξιόπιστη υποστήριξη ισχύος για εξοπλισμό σε σύνθετα περιβάλλοντα ενέργειας.
(2) Ο ρόλος του ATS
1.
Το ATS χρησιμοποιείται κυρίως σε συστήματα τροφοδοσίας έκτακτης ανάγκης. Όταν η κύρια παροχή ρεύματος αποτύχει, μεταβαίνει αυτόματα στο εφεδρικό τροφοδοτικό για να εξασφαλίσει τη συνεχή λειτουργία σημαντικών φορτίων. Ο χρόνος μεταγωγής του είναι συνήθως πάνω από 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου, κατάλληλο για φορτία που δεν είναι ευαίσθητα σε σύντομες διακοπές ρεύματος, όπως ο φωτισμός, οι κινητήρες κ.λπ.
2. Αξιοπιστία της μηχανικής δομής
Το ATS υιοθετεί μηχανική εναλλαγή επαφής, η οποία έχει ισχυρή ικανότητα κατά της παρεμβολής και υψηλό ποσοστό επιτυχίας. Η δομή του είναι απλή, το κόστος συντήρησης είναι χαμηλό και είναι κατάλληλο για την εναλλαγή βαρέων φορτίων.
3. Χρησιμοποιείται ευρέως
Το ATS χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανική παραγωγή, τα κέντρα δεδομένων, τα νοσοκομεία και άλλες περιπτώσεις που απαιτούν συνεχή παροχή ρεύματος, ειδικά σε σενάρια όπου η ταχύτητα μεταγωγής δεν είναι υψηλή.
4 Η διαφορά μεταξύ STS και ATS
(1) ταχύτητα μεταγωγής
STS: Η ταχύτητα μεταγωγής είναι εξαιρετικά γρήγορη, συνήθως μεταξύ 5 χιλιοστών του δευτερολέπτου και 8 χιλιοστών του δευτερολέπτου, κατάλληλα για συσκευές ευαίσθητες στις διακοπές ρεύματος.
ATS: Η ταχύτητα μεταγωγής είναι αργή, συνήθως πάνω από 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου, και μπορεί ακόμη και να φτάσει τα 1,5 δευτερόλεπτα, κατάλληλα για φορτία που δεν είναι ευαίσθητα σε σύντομες διακοπές ρεύματος.
(2) Μέθοδος μεταγωγής
STS: Χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικούς διακόπτες (υψηλής ταχύτητας θυρίστορ) για να επιτευχθεί η εναλλαγή, η διαδικασία εναλλαγής είναι "πρώτος και στη συνέχεια σε", η οποία μπορεί να επιτύχει απρόσκοπτη αλλαγή.
ATS: Η εναλλαγή επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας μηχανικές επαφές (επαφές ή διακόπτες κυκλώματος) και η διαδικασία μεταγωγής βασίζεται στη μηχανική δράση, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε σύντομες διακοπές ρεύματος.
(3) σενάρια εφαρμογής
STS: Κατάλληλο για περιπτώσεις με εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για ποιότητα ενέργειας, όπως κέντρα δεδομένων, σταθμούς βάσης επικοινωνίας, όργανα ακριβείας κ.λπ.
ATS: Κατάλληλο για περιπτώσεις που δεν είναι ευαίσθητες σε σύντομες διακοπές ρεύματος, όπως η βιομηχανική παραγωγή, τα νοσοκομεία, ο φωτισμός κ.λπ.
(4) Αξιοπιστία
STS: Η μέθοδος μεταγωγής ηλεκτρονικού διακόπτη καθιστά πιο ευαίσθητη σε παράγοντες όπως η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή και η θερμοκρασία, αλλά η ταχύτητα μεταγωγής και η ασφάλεια είναι υψηλότερες.
ATS: Η μηχανική μέθοδος μεταγωγής επαφής της δίνει ισχυρότερη ικανότητα κατά της παρεμβολής, αλλά μπορεί να προκύψουν σφάλματα λόγω φθοράς επαφής, αύξηση της θερμοκρασίας και θέρμανσης.
(5) κόστος και συντήρηση
STS: Το κόστος του εξοπλισμού είναι σχετικά υψηλό, αλλά η συντήρηση είναι σχετικά απλή.
ATS: Το κόστος του εξοπλισμού είναι σχετικά χαμηλό, αλλά η μηχανική δομή απαιτεί τακτική συντήρηση.
5 Συμπέρασμα
Το STS, με τα πλεονεκτήματα της ταχείας μεταγωγής και της τροφοδοσίας υψηλής αξιοπιστίας, είναι κατάλληλο για εξοπλισμό ακριβείας που είναι ευαίσθητος στις διακοπές ρεύματος. Το ATS, από την άλλη πλευρά, είναι κατάλληλο για συνηθισμένα φορτία που δεν είναι ευαίσθητα σε σύντομες διακοπές ρεύματος λόγω της μηχανικής αξιοπιστίας και του χαμηλότερου κόστους. Σε πρακτικές εφαρμογές, τα STS ή ATS θα πρέπει να επιλέγονται εύλογα με βάση παράγοντες όπως τα χαρακτηριστικά φορτίου, το περιβάλλον ισχύος και ο προϋπολογισμός για να εξασφαλιστεί η σταθερή λειτουργία των συστημάτων μικροδιακόπτη και η αξιοπιστία της τροφοδοσίας.