Како синхронизовати офф-грид инвертер са резервним дизел генератором за беспрекорно индустријско напајање?

Увод у индустријске микромере које се не користе у мрежи

Индустријске и Б2Б објекте које раде у окружењима изван мреже захтевају веома поуздане системе за напајање. Уколико се ослањамо само на соларне фотоволтајне (ПВ) панеле и складиштење батерија, то може представљати ризик током продужених периода ниске зрачења или током пиковог покретања машина са високим крутним крутом. Да би се решиле ове слабости, резервни дизел генератори се обично интегришу у микромере које се не користе у мрежи. Међутим, комбиновање статичког преобраћача снаге као што је инвертор ван мреже са ротирајућим механичким генератором представља јединствену техничку изазов.

Овај технички чланак о КА истражује физичке и инжењерске стратегије потребне за успешно синхронизовање ЈИИНС оф-грид инвертора са резервним дизел генератором, обезбеђујући непрекидан пренос енергије и спречавање неуспјеха система.

Питање: Како синхронизовати офф-грид инвертер са резервним дизел генератором за беспрекорно индустријско напајање?

Да би се постигла поуздана и беспрекорна синхронизација између инвертора који се налази изван мреже и резервног дизел генератора, инжењери морају да имплементирају вишеслојни систем координације. Овај систем укључује активну синхронизацију фазе, усклађивање прозора напона, аутоматизацију сувог контакта и паметна ограничења струје за пуњење батерије. Испод је детаљна раздвајања техничких изазова, синхронизационих механизама и смерница за подешавање корака по кораку.

Технички изазови интеграције са два извора

Интеграција статичког инвертора са генератором који се покреће мотором није тако једноставна као и повезивање њихових излаза заједно. Постоје три главне физичке и електричне баријере које се морају решити:

• Фаза и фреквенција: Када се дизел генератор покреће, његов алтернатор се окреће брзином коју регулише механички систем убризгавања горива. Ова брзина диктира излазну фреквенцију (нпр. 50 Hz или 60 Hz). Инвертор такође генерише свој AC референтни синусни талас. Ако су два извора повезана док су ван фазе, масивна струја кратког кола ће тећи између њих, уништавајући излазне МОСФЕТ-е инвертора и потенцијално оштећујући намотачи генератора.
• Обрнути ток енергије и покретач генератора: статички инвертори су дизајнирани да снабдевају снагом оптерећења. Ако је батерија потпуно напуњена и соларна производња је висока, инвертор може покушати да изводи енергију. Ако је повезан са генератором, ова енергија се враћа у генератор генератора, што доводи до тога да генератор делује као синхронни мотор. Ово може довести до механичког оштећења мотора или изазивања аларма генератора прекомерне фреквенције.
• Реакција на напон и катак: Дизел генератори имају механичке регулаторе који прилагођавају убризгавање горива у складу са променама оптерећења. Када се тешко оптерећење пребаци са инвертора на генератор, брзина мотора генератора (и стога његова излазна фреквенција и напон) ће привремено пасти пре него што се опорави. Софтвер за праћење фазе инвертора мора да се носи са овим прелазним варијацијама без пада натоварења или прекидања.

Фазно закључане петље и активна синхронизација

Да би се безбедно премостили два извора, инвертори високе перформансе као што је JYINS Industrial Series користе алгоритам фазно закључане петље (PLL) у њиховом контролном фирмверу.

Када дизел генератор ради и његов излаз се открије на инверторским ВЦ улазним терминалима, инвертор не затвара одмах обрнути реле. Уместо тога, ПЛЛ активно прати таласни облик напона генератора.

Интерни микропроцесор инвертора мере нулте прелазне тачке струје генератора. Затим динамички прилагођава агол фазе и фреквенцију сопственог излаза променљивог струја инвертора како би одговарао генератору. Овај процес се назива фазно усклађивање.

Када је разлика угао фазе између инвертора и генератора близу нуле степени, а напон и фреквенција су у оквирима конфигуриране толеранције, инвертор затвара свој унутрашњи реле за пренос. Пошто су два синусна таласа савршено изравнана, прелаз се дешава без прекида напона, прескака фазе или уздизања струје. Ово осигурава да осетљиви контролери ПЛЦ-а, индустријски рачунари и лабораторијски инструменти и даље раде без ребутовања.

Аутоматизација управљања: сувоконтактна жица и АГС

Безпрекорно функционисање захтева аутоматско покретање и заустављање генератора на основу стања система за складиштење енергије. Ово се управља функцијом аутоматског покретања генератора (АГС).

Већина JYINS офф-грид инвертора опремљена је са уграђеним сухим контактним релејем. Овај реле служи као паметни прекидач повезан са удаљеним почетничким терминалима дигиталног контролера дизел генератора (као што је Дип Си или ЦомАп контролер).

• Ниско напон или ниско покретач ЦОЦ: Када напон банке батерија падне испод унапред постављеног прага (нпр. 46В за 48В номинални систем) или стање наплате батерије (ЦОЦ) падне испод 20%, инвертор затвара сув контакт АГС-а. Ово шаље сигнал за покретање контролеру генератора.
• Заостајање за загревање: Контролар генератора покреће секвенцу покретања мотора, омогућава дизелном мотору да се креће и покреће га за унапред постављено одлагање за загревање (обично од 30 до 60 секунди) како би стабилизовао температуру мотора и притисак уља.
• Синхронизација и оптерећење: Када генератор достигне своју номиналну брзину и излазни напон, JYINS инвертор открива улаз ЦА, синхронизује фазу користећи ПЛЛ, а затим пребацује оптерећење са инвертора на генератор.
• Остуђење и искључивање: Када је соларни фотоелектрички систем напунио батерије на безбедан ниво (нпр. 90% СоЦ или 54В) и потреба за оптерећењем се смањује, инвертор отвара суви контакт АГС-а. Контролар генератора затим улази у период хлађења (обично 2 до 3 минута рада без оптерећења) пре него што потпуно заустави мотор. То очува живот мотора и спречава топлотни удар.

Превенција преоптерећења генератора: границе струје паметног пуњења

Један од најчешћих узрока неуспеха система током синхронизације је застајање генератора. Када инвертор прелази на генератор, често покушава да уради две ствари истовремено: да подржи сталне оптерећења зграде и да напуни батерију на максималну струју.

Ако је 5кВт JYINS инвертор повезан са 6кВт генератором, а зграда користи 4кВт оптерећења, пуњач батерије инвертора може покушати да извуче додатних 3кВт да напуни батерије. Ово захтева 7 кВт од генератора од 6 кВт, што доводи до пада брзине мотора, пада напона и покретача генератора.

Да би се ово решило, инвертори JYINS омогућавају инжењерима да конфигуришу два критична параметра:

• Преко за улазни струј променљивог струја: Ова подешавање каже инвертору максималну укупну струју коју може да извуче из генератора. Ако је генератор означен за 25А, инвертор се може конфигурисати тако да ограничи свој АЦ потрошник на 20А (примене 80% безбедносне маржене).
• Динамичко смањење снаге пуњача: Ако се повећање ПРН, инвертор ће аутоматски смањити струју пуњења батерије како би се осигурало да укупна струја изгенериране из генератора никада не прелази конфигурисану границу ВП улазне струје. Ово даје приоритет активним оптерећењима док штити генератор од преоптерећења.

Упутства за калибрацију величине и брзине прелетања

За оптималне перформансе у Б2Б системима, инжењери треба да прате следеће принципе димензирања и калибрације:

• Однос величине: Номинална непрестана номиналност дизел генератора треба да буде најмање 1,5 до 2 пута номинална номиналност офф-грид инвертора. За инвертерски систем од 10 кВт, препоручује се генератор од најмање 15 кВА. Ово пружа довољно простора за главу како за подршку тешког оптерећења тако и за пуњење батерије.
• Слев Реат Тунинг: Слев Реат је брзина на којој ПЛЛ инвертора може променити своју излазну фреквенцију како би пратио генератор. У системима са нестабилним механичким регулаторима, фреквенција генератора може брзо да се креће. Ако се брзина за убијање постави превише ниска, инвертор ће се борити да закључи фазе и може одбити улаз генератора. Ако се подесе превише високо, брзе промене фреквенције могу пореметити осетљиву опрему доле. Инвертори JYINS омогућавају фино подешавање брзине праћења ПЛЛ-а како би одговарало специфичним квалитетима генератора.
• Прозор за толеранцију напона и фреквенције: Поставите прозор за улазни напон променљивог напона инвертора на "режим генератора". Ово проширује прихватљив опсег напона (нпр. од 180 до 270 В) и опсег фреквенције (нпр. од 45 до 65 Хц) како би се придржавали прелазни пропад регулатора током покретања тешких мотора без узроковања неугодних прекида.

Zaključak

Синхронизовање инвертера који није укључен у мрежу са резервним дизел генератором је веома ефикасан начин да се постигне права поузданост у далеког индустријског радионица, поморских установа и телекомуникационих хаба. Користећи активно синхронизовање фазе ПЛЛ-а, конфигурирање стабилних параметара АГС-а и постављање граница струје паметног пуњача, инжењери могу спречити реверзни ток енергије, заштитити вредне средње мотора и гарантовати непрекидну енергију за критичне операције Избор исправних односа величине и фино подешавање фреквенцијских толеранција су последњи кораци за пројектовање отпорног, аутоматизованог решења за напору енергије ван мреже.