Balita - Pagtuki sa problema sa kalambigitan tali sa mga set sa generator sa diesel ug pagtipig sa enerhiya

Ania ang usa ka detalyado nga English nga pagpatin-aw sa upat ka mga panguna nga isyu bahin sa pagkadugtong sa mga set sa diesel generator ug mga sistema sa pagtipig sa enerhiya. Kini nga hybrid nga sistema sa enerhiya (kasagaran gitawag nga "Diesel + Storage" hybrid microgrid) usa ka advanced nga solusyon alang sa pagpauswag sa kahusayan, pagkunhod sa konsumo sa gasolina, ug pagsiguro sa lig-on nga suplay sa kuryente, apan ang pagkontrol niini labi ka komplikado.

Kinatibuk-ang Panglantaw sa Panguna nga mga Isyu

100ms Reverse Power Problem: Giunsa pagpugong ang pagtipig sa enerhiya gikan sa back-feeding power ngadto sa diesel generator, sa ingon mapanalipdan kini.
Kanunay nga Output sa Gahum: Giunsa pagpadayon ang makina sa diesel nga kanunay nga nagdagan sa taas nga episyente nga sona niini.
Kalit nga Pagdiskonekta sa Pagtipig sa Enerhiya: Giunsa pagdumala ang epekto kung ang sistema sa pagtipig sa enerhiya kalit nga nahulog sa network.
Problema sa Reaktibo nga Gahum: Giunsa ang pag-coordinate sa pagpaambit sa reaktibo nga gahum tali sa duha nga mga gigikanan aron masiguro ang kalig-on sa boltahe.

1. Ang 100ms Reverse Power Problema

Deskripsyon sa Problema:
Ang reverse power mahitabo kung ang kusog sa kuryente modagayday gikan sa energy storage system (o ang load) balik padulong sa diesel generator set. Alang sa makina sa diesel, kini molihok sama sa usa ka "motor," nga nagmaneho sa makina. Kini delikado kaayo ug mahimong mosangpot sa:

Mechanical Damage: Ang abnormal nga pagmaneho sa makina makadaut sa mga component sama sa crankshaft ug connecting rods.
System Instability: Nagpahinabog pag-usab-usab sa tulin (frequency) ug boltahe sa makina sa diesel, nga posibleng mosangpot sa pagsira.

Ang kinahanglanon aron masulbad kini sa sulod sa 100ms anaa tungod kay ang mga generator sa diesel adunay dako nga mekanikal nga inertia ug ang ilang mga sistema sa pagdumala sa katulin hinay nga motubag (kasagaran sa han-ay sa mga segundo). Dili sila makasalig sa ilang mga kaugalingon aron dali nga masumpo kining electrical back-flow. Ang buluhaton kinahanglang dumalahon sa ultra-fast responding Power Conversion System (PCS) sa energy storage system.

Solusyon:

Panguna nga Prinsipyo: "Ang diesel nanguna, nagsunod ang pagtipig." Sa tibuok sistema, ang diesel generator set naglihok isip boltahe ug frequency reference source (ie, V/F control mode), susama sa "grid." Ang sistema sa pagtipig sa enerhiya naglihok sa Constant Power (PQ) Control Mode, diin ang gahum sa output niini gitino lamang pinaagi sa mga mando gikan sa usa ka master controller.
Pagkontrol sa Logic:
1. Real-time nga Pag-monitor: Ang system master controller (o ang storage PCS mismo) nagmonitor sa output power (P_diesel) ug direksyon sa diesel generator sa tinuod nga panahon sa taas kaayo nga tulin (pananglitan, liboan ka beses kada segundo).
2. Power Setpoint: Ang power setpoint alang sa energy storage system (P_set) kinahanglan matagbaw:P_load(kinatibuk-ang gahum sa pagkarga) =P_diesel+P_set.
3. Rapid Adjustment: Sa diha nga ang load kalit nga pagkunhod, hinungdanP_dieselaron negatibo ang trend, ang controller kinahanglan sulod sa pipila ka milliseconds magpadala ug command ngadto sa storage PCS aron makunhuran dayon ang discharge power niini o mobalhin sa absorbing power (charging). Kini mosuhop sa sobra nga enerhiya ngadto sa mga baterya, pagsiguroP_dieselnagpabilin nga positibo.
Teknikal nga Panalipod:
- High-Speed Communication: Ang high-speed nga komunikasyon nga mga protocol (pananglitan, CAN bus, fast Ethernet) gikinahanglan tali sa diesel controller, storage PCS, ug system master controller aron maseguro ang gamay nga paglangan sa command.
- Madasig nga Tubag sa PCS: Ang modernong storage nga mga PCS nga unit adunay mga oras sa pagtubag sa kuryente nga mas paspas kay sa 100ms, kasagaran sulod sa 10ms, nga naghimo kanila nga hingpit nga makahimo sa pagtuman niini nga kinahanglanon.
- Kabus nga Proteksyon: Labaw sa kontrol nga link, ang usa ka reverse power protection relay kasagarang gibutang sa output sa diesel generator isip usa ka katapusan nga babag sa hardware. Bisan pa, ang oras sa pag-opera niini mahimong pipila ka gatos ka millisecond, mao nga nag-una kini nga nagsilbi nga proteksyon sa backup; ang kinauyokan nga paspas nga proteksyon nagsalig sa sistema sa pagkontrol.

2. Kanunay nga Power Output

Deskripsyon sa Problema:
Ang mga makina sa diesel naglihok sa labing taas nga kahusayan sa gasolina ug labing ubos nga mga pagbuga sulod sa usa ka hanay sa pagkarga nga gibana-bana nga 60% -80% sa ilang gihatagan nga gahum. Ang mubu nga mga karga maoy hinungdan sa “wet stacking” ug carbon buildup, samtang ang taas nga load makadugang sa konsumo sa gasolina ug makapamenos sa kinabuhi. Ang tumong mao ang paglain sa diesel gikan sa pag-usab-usab sa load, pagpabilin nga lig-on sa usa ka episyente nga setpoint.

Solusyon:

"Peak Shaving and Valley Filling" Control Strategy:
1. Itakda ang Basepoint: Ang diesel generator set gipaandar sa usa ka makanunayon nga power output set sa iyang labing maayo nga efficiency point (pananglitan, 70% sa rated nga gahum).
2. Regulasyon sa pagtipig:
  - Sa diha nga Load Demand > Diesel Setpoint: Ang kulang nga gahum (P_load - P_diesel_set) gidugangan sa pagdiskarga sa sistema sa pagtipig sa enerhiya.
  - Sa diha nga Load Demand < Diesel Setpoint: Ang sobra nga gahum (P_diesel_set - P_load) masuhop sa sistema sa pagtipig sa enerhiya nga nag-charge.
Mga Benepisyo sa Sistema:
- Ang makina sa diesel kanunay nga nagdagan sa taas nga kahusayan, hapsay, gipalugway ang kinabuhi niini ug gipamenos ang gasto sa pagmentinar.
- Ang sistema sa pagtipig sa enerhiya nagpahapsay sa kusog nga pag-usab-usab sa load, nga gipugngan ang pagka-inefficiency ug pagsul-ob tungod sa kanunay nga pagbag-o sa karga sa diesel.
- Ang kinatibuk-ang konsumo sa gasolina mikunhod pag-ayo.

3. Kalit nga Pagdiskonekta sa Pagtipig sa Enerhiya

Deskripsyon sa Problema:
Ang sistema sa pagtipig sa enerhiya mahimong kalit nga mahulog sa offline tungod sa pagkapakyas sa baterya, sayup sa PCS, o mga pagbiyahe sa pagpanalipod. Ang gahum nga kaniadto gidumala sa pagtipig (bisan pagmugna o pagkonsumo) gibalhin dayon sa hingpit sa set sa diesel generator, nga nagmugna usa ka dako nga pagkurog sa kuryente.

Mga risgo:

Kung ang storage nag-discharge (nagsuporta sa load), ang pagkadisconnect niini mobalhin sa tibuok nga load ngadto sa diesel, nga posibleng makapahinabog overload, frequency (speed) drop, ug protective shutdown.
Kung ang storage nag-charge (nagsuhop sa sobra nga gahum), ang pagkaputol niini nagbilin sa sobra nga gahum sa diesel nga wala na maadtoan, nga posibleng makapahinabog balik nga gahum ug overvoltage, nga magpahinabo usab sa pagsira.

Solusyon:

Diesel Side Spinning Reserve: Ang set sa diesel generator kinahanglan dili lakihan lamang alang sa labing maayo nga punto sa kahusayan. Kini kinahanglan nga adunay dinamikong ekstrang kapasidad. Pananglitan, kung ang kinatas-an nga load sa sistema kay 1000kW ug ang diesel modagan sa 700kW, ang gi-rate nga kapasidad sa diesel kinahanglang mas dako pa sa 700kW + ang kinadak-ang potensyal nga step load (o ang max nga gahum sa storage), pananglitan, usa ka 1000kW nga yunit nga gipili, nga naghatag ug 300kW nga buffer alang sa pagkapakyas sa pagtipig.
Dali nga Pagkontrol sa Pagkarga:
1. Sistema sa Tinuod nga Oras nga Pag-monitor: Padayon nga gibantayan ang kahimtang ug dagan sa kuryente sa sistema sa pagtipig.
2. Pagsusi sa Kasaypanan: Sa pagkakita sa usa ka kalit nga pagdiskonekta sa pagtipig, ang master controller nagpadala dayon sa usa ka paspas nga signal sa pagkunhod sa load sa diesel controller.
3. Tubag sa Diesel: Ang tigkontrol sa diesel molihok dayon (pananglitan, paspas nga pagkunhod sa pag-injection sa gasolina) aron pagsulay sa pagpaubos sa gahum aron itugma ang bag-ong karga. Ang spinning reserve nga kapasidad mopalit ug panahon alang niining hinay nga mekanikal nga tubag.
Katapusan nga Resort: Load Shedding: Kung ang power shock dako kaayo para sa diesel nga madumala, ang labing kasaligan nga proteksyon mao ang pag-ula sa dili kritikal nga mga karga, nga nag-una sa kaluwasan sa kritikal nga mga karga ug ang generator mismo. Ang pamaagi sa pag-ula sa load usa ka hinungdanon nga kinahanglanon sa pagpanalipod sa disenyo sa sistema.

4. Reactive Power Problema

Deskripsyon sa Problema:
Ang reaktibo nga gahum gigamit aron matukod ang mga magnetic field ug hinungdanon alang sa pagpadayon sa kalig-on sa boltahe sa mga sistema sa AC. Ang diesel generator ug ang storage PCS kinahanglang moapil sa reactive power regulation.

Diesel Generator: Gikontrol ang reaktibo nga output sa kuryente ug boltahe pinaagi sa pag-adjust sa kasamtangan nga eksitasi. Limitado ang kapabilidad sa reaktibo nga gahum niini, ug hinay ang pagtubag niini.
Mga PCS sa pagtipig: Kadaghanan sa modernong mga yunit sa PCS upat ka kuwadrante, nagpasabut nga mahimo nila nga independente ug paspas nga mag-inject o mosuhop sa reaktibo nga gahum (basta dili sila molapas sa ilang dayag nga rating sa gahum nga kVA).

Hagit: Giunsa ang pag-coordinate sa duha aron masiguro ang kalig-on sa boltahe sa sistema nga wala’y sobra nga pagkarga sa bisan unsang yunit.

Solusyon:

Mga estratehiya sa pagkontrol:
1. Ang Diesel Nagdumala sa Boltahe: Ang set sa diesel generator gitakda sa V/F mode, nga responsable sa pag-establisar sa boltahe ug frequency reference sa sistema. Naghatag kini og usa ka lig-on nga "boltahe nga tinubdan."
2. Ang Pagtipig Nag-apil sa Reaktibo nga Regulasyon (Opsyonal):
  - PQ Mode: Ang pagtipig nagdumala lamang sa aktibo nga gahum (P), nga adunay reaktibo nga gahum (Q) gibutang sa zero. Ang diesel naghatag sa tanan nga reaktibo nga gahum. Kini ang pinakasimple nga pamaagi apan nagpabug-at sa diesel.
  - Reactive Power Dispatch Mode: Ang system master controller nagpadala ug reactive power commands (Q_set) ngadto sa storage PCS base sa kasamtangan nga kondisyon sa boltahe. Kung ubos ang boltahe sa sistema, sugoa ang storage sa pag-inject sa reactive power; kung taas, sugoa kini sa pagsuhop sa reaktibo nga gahum. Gipagaan niini ang palas-anon sa diesel, nga nagtugot niini nga mag-focus sa aktibo nga output sa kuryente, samtang naghatag og mas maayo ug mas paspas nga pag-stabilize sa boltahe.
  - Power Factor (PF) Control Mode: Usa ka target power factor (pananglitan, 0.95) gitakda, ug ang storage awtomatik nga mo-adjust sa reactive output niini aron mamentinar ang kanunay nga kinatibuk-ang power factor sa mga terminal sa diesel generator.
Konsiderasyon sa Kapasidad: Ang storage PCS kinahanglang may gidak-on nga adunay igong dayag nga kapasidad sa kuryente (kVA). Pananglitan, ang usa ka 500kW PCS nga nagpagawas sa 400kW nga aktibo nga gahum makahatag labing taas ngasqrt(500² - 400²) = 300kVArsa reaktibo nga gahum. Kung taas ang panginahanglan sa reaktibo nga kuryente, gikinahanglan ang mas dako nga PCS.

Summary

Ang malampuson nga pagkab-ot sa usa ka lig-on nga koneksyon tali sa usa ka diesel generator set ug sa pagtipig sa enerhiya nagdepende sa hierarchical control:

Layer sa Hardware: Pagpili og usa ka paspas nga pagtubag sa storage PCS ug usa ka diesel generator controller nga adunay high-speed nga mga interface sa komunikasyon.
Control Layer: Gamita ang usa ka sukaranang arkitektura sa "Diesel sets V/F, Storage does PQ." Ang usa ka high-speed system controller naghimo sa real-time nga power dispatch alang sa aktibo nga power "peak shaving/valley filling" ug reactive power support.
Layer sa Proteksyon: Ang disenyo sa sistema kinahanglang maglakip sa komprehensibo nga mga plano sa pagpanalipod: reverse power protection, overload protection, ug load control (bisan ang load shedding) nga mga estratehiya sa pagdumala sa kalit nga pagdiskonekta sa storage.

Pinaagi sa mga solusyon nga gihulagway sa ibabaw, ang upat ka mahinungdanong isyu nga imong gipatungha mahimong epektibong matubag aron makahimo og episyente, lig-on, ug kasaligan nga diesel-energy storage hybrid power system.