עם ההתפתחות המהירה של תעשיית האנרגיה החדשה הגלובלית, מערכות אחסון אנרגיה הופכות למרכיב חשוב בתשתית החשמל המודרנית. בין אם מדובר בפרויקט אחסון אנרגיה פוטו-וולטאית, תחנת אחסון אנרגיה תומכת באנרגיית רוח, תחנות כוח לאחסון אנרגיה מחוברות לרשת- או מערכת אחסון אנרגיה תעשייתית ומסחרית, חשוב לשפר את יעילות ניצול האנרגיה ולהבטיח את הפעולה היציבה של רשת החשמל.
עם זאת, מערכת אחסון אנרגיה משלבת מספר רב של מכשירים אלקטרוניים רגישים וציוד חשמלי-בעל ערך גבוה. כאשר נפגע מברק או רשת חשמל, זה יכול לפגוע לא רק בציוד, אלא גם בפעולה הבטוחה של המערכת כולה. לכן, מגן נחשולי מתח הפך למכשיר מגן הכרחי וחשוב בתכנון מערכת אחסון אנרגיה.
כיצרנית מקצועית של מגני נחשולי מתח, אנו מוצאים שיותר ויותר פרויקטים של אחסון אנרגיה משלבים הגנת נחשולי מתח בתכנית התכנון הכוללת בשלב התכנון. מאמר זה ינתח את תפקידה המרכזי של הגנת נחשולי מתח במערכות אחסון אנרגיה ומדוע פרויקטי אחסון אנרגיה מודרניים חייבים להדגיש את תצורת SPD.
1.מערכות אחסון אנרגיה בסיכון של גלים מורכבים
בהשוואה למערכת ההפצה המסורתית, המבנה החשמלי של מערכת אחסון אנרגיה מסובך יותר.
זה בדרך כלל כולל:
חבילת סוללות
מערכת ניהול סוללות (BMS)
ממיר PCS
מערכות ניהול מערכת ניהול אנרגיה
ארונות חלוקה
רשתות תקשורת
מערכת ניטור
התקנים אלה מחוברים באמצעות מספר רב של כבלים.
מתח יתר חולף עלול להתרחש כאשר:
ברק מכה
מתג רשת חשמל
החלפת עומסים
פעולת מתג
אירועים ראשוניים יכולים לגרום לאנרגיית נחשולים להתפשט במהירות בכל המערכת.
2. הגן על ציוד ליבה כגון מערכות המרת הספק
מערכת המרת חשמל היא מרכיב הליבה העיקרי של מערכת אחסון אנרגיה.
הפונקציות העיקריות שלו הן:
AC ל DC
בקרת כוח
ניהול חיבורי רשת
ה-PCS מכיל מספר רב של רכיבים חשמליים ואלקטרוניים.
לְדוּגמָה:
מודולי IGBT
מכשירי MOSFET
לוח מעגל בקרה
רכיבים אלו רגישים ביותר למתח נחשול.
עליות חמורות עלולות להוביל ל:
כיבוי מערכת
נזק למודול
הפרעה לדור
עלויות תחזוקה מוגדלות
התקנה של מכשיר חיסכון באנרגיה יכולה להפחית ביעילות את ההשפעה של חיסכון באנרגיה על ה-PCS.
3. מערכת ניהול הסוללות (BMS)
מערכות אחסון אנרגיה מודרניות מסתמכות במידה רבה על ה-BMS.
תחומי האחריות העיקריים שלו כוללים:
ניטור סוללה
בקרת טעינה ופריקה
ניהול טמפרטורה
הגנת אבטחה
ה-BMS הוא מכשיר אלקטרוני טיפוסי-במתח נמוך.
אפילו עליות קטנות עלולות להוביל ל:
אנומליה של נתונים
כשלים בתקשורת
אזעקת שווא
תקלות שליטה
לכן, חשוב להגדיר אמצעי הגנה מפני נחשולי מתח במעגלים הקשורים ל-BMS-.
4. מנע תגובת שרשרת מפגיעה במערכות הסוללה
בעוד שהסוללה עצמה אינה מושפעת ישירות מזעזועים כגון רכיבים אלקטרוניים, נזק למערכת הבקרה עלול לגרום לבעיות גדולות יותר.
לְדוּגמָה:
טעינה/פריקה לא מבוקרת
מתח יתר בסוללה
גודש של הסוללה
טמפרטורה לא תקינה
כל זה משפיע על בטיחות מערכת אגירת האנרגיה כולה.
מערכת הגנה מפני נחשולי מתח חזקה יכולה להפחית את הסבירות לכשלים מדורגים.
5. להבטיח פעילות יציבה של מערכות ניטור ותקשורת
תחנות כוח מודרניות לאגירת אנרגיה מאמצות בדרך כלל מודל ניהול חכם.
המערכת כוללת בדרך כלל:
פלטפורמת SCADA
מערכת ניטור מרחוק
מסוף רכישת נתונים
ציוד מיתוג רשת
מודול תקשורת
מכשירים אלו אחראים על ניטור תפעולי ותחזוקה מרחוק.
אם מערכת התקשורת ניזוקה מהנחשול, זה עלול להוביל ל:
אובדן נתונים
מעקב אחר הפרעות
אי איתור תקלות בזמן;
לכן, קווי אותות וקווי תקשורת דורשים גם SPD מיוחד.
6. שיפור אמינות המערכת
פרויקטים של אחסון אנרגיה דורשים בדרך כלל פעולה מתמשכת-לטווח ארוך.
בִּפְרָט:
פרויקט ויסות תדר רשת;
מערכות Microgrid
פרויקטים של אגירת אנרגיה מסחרית ותעשייתית
השבתת ציוד עלולה לגרום לנזק כלכלי משמעותי.
SPD מוגדר כהלכה יכול לעזור למפעילים:
צמצם כשלים בציוד
צמצם את הסיכון בזמן השבתה
הגדל את זמינות המערכת
הארך את תוחלת חיי הציוד
הגנה מפני נחשולי מתח היא השקעה-תשואה גבוהה מנקודת מבט ארוכת טווח-.
7. עמידה בתקני הבטיחות של תעשיית אחסון האנרגיה
עם ההתפתחות המהירה של שוק אגירת האנרגיה, יותר ויותר פרויקטים מיישמים תקני בטיחות מחמירים.
עיצוב פרויקט דורש בדרך כלל התייחסות של:
תכנון מערכת הארקה
תכנון מערכת הגנה על מוקשים
תצורת SPD
דרישות תאימות אלקטרומגנטית
עבור תחנות כוח לאחסון אנרגיה-בקנה מידה גדול, מערכת ויסות הלחץ וההגנה המקיפה הפכה לחלק חשוב בקבלת הפרויקט.
8. פרויקטים משולבים של PV ואחסון אנרגיה מובילים לביקוש מוגבר ל-SPD
בשנים האחרונות התפתחו במהירות פרויקטים של אגירת אנרגיה פוטו-וולטאית.
בין המערכות הללו ניתן למצוא:
סיכונים צדדיים פוטו-וולטאיים
כולל:
גלי ברק
מתח DC
סיכוני צד אחסון אנרגיה
כולל:
עליית PCS
מערכות תקשורת מתרבות
זינוק של מערכת חלוקת החשמל
כתוצאה מכך, SPD נפרס בדרך כלל ב:
צד DC פוטו-וולטאי
AC Side
אחסון אנרגיה.
קווי תקשורת
זה הגדיל עוד יותר את הביקוש למוצרי הגנה מפני נחשולי מתח בתעשיית אחסון האנרגיה.
מַסְקָנָה:
עם התפתחות תעשיית אחסון האנרגיה, החשיבות של בטיחות ואמינות המערכת הופכת יותר ויותר ברורה. גם מערכת ניהול הסוללה, ממיר ה-PCS וגם רשתות ניטור ותקשורת מושפעות ממכות ברק ומכות ברק. באמצעות פריסה מדעית של מגיני מתח, ניתן להפחית ביעילות את הסיכון לנזק לציוד, לשפר את יציבות המערכת, להפחית הפסדי זמן השבתה, ולעמוד בסטנדרט הבטיחות של הנדסת אגירת אנרגיה מודרנית. הגנת נחשולי מתח מקיפה הפכה לבסיס חשוב עבור מפתחי תחנות כוח לאחסון אנרגיה, קבלני EPC ומשלבי מערכות כדי להבטיח את היציבות-לטווח הארוך של הפרויקט.
שאלות נפוצות:
מדוע מערכות אחסון אנרגיה זקוקות למגני מתח?
מכיוון שמערכת אחסון אנרגיה מכילה מספר רב של מכשירים אלקטרוניים הרגישים למכות ברק ולמתחי יתר חולפים.
איזה ציוד במערכת אגירת האנרגיה דורש הכי הרבה הגנת SPD?
ממירי PCS, מערכות BMS, התקני ניטור ומערכות תקשורת כולם דורשים הגנת מפתח.
איזה סוג של SPD דורשים פרויקטים של אחסון אנרגיה סולארית?
בדרך כלל נדרשים אוטומטים AC, DC ואוטומטים.
האם מגני נחשולי מתח יכולים להגן על סוללות?
SSD מגן בעיקר על בקרה-של סוללות ואלקטרוניקה כוח, ובכך מבטיח בעקיפין את הבטיחות של מערכות הסוללה.
האם SPD חייב להיות מותקן בפרויקטים של אחסון אנרגיה?
כונני SSD הפכו לתכונה סטנדרטית ברוב הפרויקטים הגדולים של אחסון אנרגיה ואנרגיה סולארית.