Ako flexibilný a efektívny distribuovaný energetický systém sa mikropodnikový systém široko používa v dátových centrách, priemyselnej výrobe, zdravotníckych zariadeniach a iných oblastiach, aby sa zabezpečilo stabilné napájanie pre kritické zaťaženie. V systémoch Microgrid sú zariadenia na prepínanie energie jednou zo základných komponentov, ktoré zabezpečujú kontinuitu a spoľahlivosť napájania. Medzi nimi sú statický prenosový spínač (ST) a automatický prenosový spínač (ATS) dve bežné zariadenia na prepínanie napájania. Majú významné rozdiely vo funkciách, aplikačných scenároch a výkone. Tento článok sa ponorí do úloh a rozdielov medzi STS a ATS v mikrogridných systémoch.
1 Čo je mikrogrid
(1) Definícia a štruktúra mikrogridu
Mikrogrid je malý systém výroby a distribúcie energie zložený z distribuovaných zdrojov energie (ako je solárna fotovoltaika, veterná energia, malá vodná energia atď.), Zariadenia na ukladanie energie (ako sú batérie, superkapacitátory atď.), Elektronické elektronické konvertory (ako sú invertory, rektifikátory atď.), Zaťaženie a monitorovanie a ochranné delice. Môže pracovať paralelne s výkonovou mriežkou alebo nezávisle v ostrovnom režime, s flexibilným prevádzkovým režimom a účinnosťou využívania vysokej energie.
(2) Prevádzkový režim mikrogridného systému
Režim prevádzky pripojeného k mriežke: V režime prevádzkového režimu pripojeného k mriežke je Microgrid pripojená k hlavnej mriežke a distribuované zdroje výkonu v rámci mikrogridu môžu napájať energiu miestnym zaťažením. Prebytočná elektrina sa môže tiež prenášať do hlavnej mriežky. Súčasne, keď je generovanie energie v mikrogrid nedostatočná, veľká mriežka môže poskytnúť mikrogramu podporu výkonu.
Prevádzkový režim ostrova: Ak je v výkonovej mriežke porucha alebo plánovaný výpadok napájania, môže byť mikrogrid odpojený od napájacej mriežky a vstúpiť do prevádzkového režimu na ostrove. V režime prevádzky ostrovov sa mikrogridy spoliehajú na svoje vlastné distribuované zdroje energie a zariadenia na ukladanie energie, aby sa udržali napájanie na miestne zaťaženie, čím sa zabezpečila normálna prevádzka kritického zaťaženia.
2 Definícia STS a ATS
1. Spínač statického prenosu (STS)
STS (Statický prenosový spínač) je zariadenie na prepínanie napájania založené na elektronických obvodoch, ktoré sa používa hlavne na dosiahnutie rýchleho a bezproblémového prepínania medzi dvoma nezávislými zdrojmi striedavého prúdu. Medzi jej základné komponenty patrí inteligentná kontrolná doska, vysokorýchlostné tyristory a ističe.
2. Automatický prenosový spínač (ATS)
ATS (automatický prenosový spínač) je mechanické zariadenie na prepínanie napájania, ktoré sa používa hlavne v systémoch núdzového napájacieho zdroja na automatické prepnutie obvodu zaťaženia z jedného zdroja energie na druhý zdroj napájania zálohovania. Komponenty spínacieho vykonávania sú zvyčajne stykače alebo ističe.
3 Úloha STS a ATS
(1) Úloha STS
1. Rýchle prepínanie
STS sa môže rýchlo prepnúť na záložný zdroj napájania v prípade hlavného zlyhania napájania, pričom čas prepínania zvyčajne nepresahuje 8 milisekúnd a môže dokonca dosiahnuť 1/4 cyklu (menej ako alebo rovný 5 milisekúnd). Táto rýchla prepínajúca schopnosť zaisťuje nepretržitú prevádzku presných elektronických zariadení, predchádzajúcej strate údajov alebo poškodeniu zariadenia spôsobených výpadkami napájania.
2. Vysoká spoľahlivosť
STS napájania je vhodný pre aplikácie, ktoré vyžadujú extrémne vysokú kvalitu výkonu, ako sú dátové centrá, komunikačné základné stanice, laboratóriá atď. Môže poskytovať dvojité napájanie zbernice pre jednotlivé napájanie, čím sa vylepšuje redundancia systému napájania.
3. Kompatibilné s viacerými zdrojmi energie
STS môžu dosiahnuť plynulé prepínanie medzi UPS a UPS, UPS a generátor, UPS a Sieťový výkon a sieťové napájanie do elektrickej energie, čo poskytuje spoľahlivú podporu energie pre vybavenie v zložitých elektrických prostrediach.
(2) Úloha ATS
1. Núdzové prepínanie zálohovania
ATS sa používa hlavne v núdzových systémoch napájania. Ak hlavné napájacie zdrojy zlyhá, automaticky sa prepne na záložné napájanie, aby sa zabezpečilo nepretržité fungovanie dôležitých zaťažení. Jeho čas prepínania je zvyčajne viac ako 100 milisekúnd, vhodný pre náklady, ktoré nie sú citlivé na krátke výpadky napájania, ako je osvetlenie, motory atď.
2. Spoľahlivosť mechanickej štruktúry
ATS prijíma mechanické kontaktné prepínanie, ktoré má silnú anti-interferenčnú schopnosť a vysokú mieru úspešnosti prepínania. Jeho štruktúra je jednoduchá, náklady na údržbu sú nízke a sú vhodné na prepínanie ťažkých zaťažení.
3. Všeobecne sa používané
ATS sa široko používa v priemyselnej výrobe, dátových centrách, nemocniciach a iných príležitostiach, ktoré si vyžadujú nepretržité napájanie, najmä v scenároch, kde rýchlosť prepínania nie je vysoká.
4 Rozdiel medzi ST a ATS
(1) Rýchlosť prepínania
STS: Rýchlosť prepínania je mimoriadne rýchla, zvyčajne medzi 5 milisekúnd a 8 milisekúnd, vhodné pre zariadenia citlivé na výpadky napájania.
ATS: Rýchlosť prepínania je pomalá, zvyčajne viac ako 100 milisekúnd a môže dokonca dosiahnuť 1,5 sekundy, vhodné pre záťaže, ktoré nie sú citlivé na krátke výpadky napájania.
(2) Metóda prepínania
STS: Použitie elektronických spínačov (vysokorýchlostných tyristorov) na dosiahnutie prepínania je proces prepínania „najprv vypnutý a potom zapnutý“, čo môže dosiahnuť plynulé prepínanie.
ATS: Prepínanie sa dosahuje pomocou mechanických kontaktov (stykače alebo ističe) a proces prepínania sa spolieha na mechanické pôsobenie, čo môže mať za následok krátke výpadky napájania.
(3) aplikačné scenáre
STS: Vhodné pre príležitosti s extrémne vysokými požiadavkami na kvalitu energie, ako sú dátové centrá, komunikačné základné stanice, presné nástroje atď.
ATS: Vhodné pre príležitosti, ktoré nie sú citlivé na krátke výpadky energie, ako je priemyselná výroba, nemocnice, osvetlenie atď.
(4) Spoľahlivosť
STS: Vďaka metóde elektronického prepínania prepínača je citlivejšia na faktory, ako je elektromagnetická interferencia a teplota, ale rýchlosť prepínania a bezpečnosť sú vyššie.
ATS: Metóda mechanického kontaktného prepínania mu dáva silnejšiu anti-interferenčnú schopnosť, ale môžu sa vyskytnúť chyby v dôsledku kontaktného opotrebenia, zvýšenia teploty a problémov s zahrievaním.
(5) náklady a údržba
STS: Náklady na vybavenie sú relatívne vysoké, ale údržba je relatívne jednoduchá.
ATS: Náklady na vybavenie sú relatívne nízke, ale mechanická štruktúra si vyžaduje pravidelnú údržbu.
5 Záver
STS, s výhodami rýchleho prepínania a vysokej spoľahlivosti napájania, je vhodný pre presné vybavenie, ktoré je citlivé na výpadky napájania; Na druhej strane ATS je vhodný pre bežné zaťaženie, ktoré nie sú citlivé na krátke výpadky napájania kvôli svojej mechanickej spoľahlivosti a nižším nákladom. V praktických aplikáciách by sa STS alebo ATS mali primerane vyberať na základe faktorov, ako sú charakteristiky zaťaženia, energetické prostredie a rozpočet na zabezpečenie stabilnej prevádzky systémov mikrogridu a spoľahlivosti napájania.