إذا كنت في أي وقت مضى بالقرب من حافة الشبكة أثناء انقطاع التيار الكهربائي، فمن المحتمل أنك رأيت كيف تصبح الأمور فوضوية، حيث تنقطع الأضواء، وترتفع الأجهزة، وتتلقى الشركات المحلية ضربات هائلة. بالنسبة لفرق الطاقة، فإن أسوأ ما في الأمر هو استمرار تشغيل أنظمة الطاقة الشمسية أو طاقة الرياحبعدتنخفض الشبكة، وهذا ما يسمى "الجزيرة"، وهي ليست مجرد زوبعة بسيطة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى إتلاف معدات الشبكة، وإصابة عمال الخطوط الذين يحاولون إصلاح الانقطاع، وحتى الإضرار باستقرار شبكة الطاقة المحلية بأكملها. وهنا يأتي دور الآلة المتكاملة الحديثة لعاكس تخزين الطاقة (يمكنك التحقق من وحدتنا بالضبط هنا: /pad-mounted-transformers/energy-storage-inverter-integrated-machine.html) - فهي لا تقوم فقط بتخزين وتفريغ الطاقة؛ إنه في الأساس خط الدفاع الأول ضد الجزر.
دعونا نحلل هذا الأمر وكأنني أشرحه لأحد زملائي التقنيين في متجر للطاقة الشمسية، دون استخدام المصطلحات المملة. أولاً، دعونا نصل إلى نفس الصفحة: ماذايكونالجزيره بالضبط؟ يحدث التقسيم إلى جزر عندما تستمر موارد الطاقة الموزعة (DERs) - مثل الألواح الشمسية أو توربينات الرياح أو تخزين البطاريات - في تغذية جزء من الشبكة المحلية بالطاقة بينما تكون شبكة المرافق الرئيسية غير متصلة بالإنترنت. يبدو الأمر غير ضار، لكن مشغلي الشبكة يقومون بمزامنة الجهد والتردد بتسامح شديد للغاية (فكر في ± 0.5 هرتز للتردد، ± 5٪ للجهد). عندما تعمل DERs بشكل مستقل، فإنها لا تستطيع مطابقة تلك المزامنة الدقيقة، لذلك تحصل على تغذية عكسية، أو يتم تنشيط الأجزاء "غير المرئية" في الشبكة عندما يعتقد عمال الخطوط أنها آمنة للمس. هذا لا لا كبير.
الآن، لا يقتصر الأمر على جهازنا المدمج بعاكس تخزين الطاقة الذي يستقر هناك ويحمل الشحن. إنها مليئة بأجهزة الاستشعار والذكاء التي تراقب الشبكة مثل الصقر على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. الخلطة السرية هنا هي الكشف عن مقاومة الجزر - في الواقع، هناك نوعان رئيسيان يعملان معًا حتى لا تكون هناك أي نقاط عمياء. يتم تشغيل الاكتشاف السلبي دائمًا في الخلفية، للتحقق من الجهد والتردد وزاوية الطور عند نقطة الاقتران المشترك (PCC) - حيث يتصل نظامك بالشبكة الرئيسية. إذا سقطت الشبكة، فإن الاكتشاف السلبي سوف يلتقط قفزة أو انخفاضًا في هذه القيم بطريقة أسرع من أن يومض الإنسان. لكن الاكتشاف السلبي قد يفوت أحيانًا تقلبات الشبكة التدريجية الصغيرة (مثل انقطاع بسيط بسبب سنجاب يطرق الخط)، لذلك نستخدم الاكتشاف النشط أيضًا. تقوم وحدتنا بتعديل تردد الإخراجفقط قليلا جدا(مثل 0.05 هرتز) وهذا صغير جدًا بحيث لا يؤثر على الأحمال العادية، ولكن عندما تكون الشبكة معطلة، لا يوجد "مخزن مؤقت للشبكة" للحفاظ على هذا التعديل. ترى الوحدة تحول التردد الخاص بها وتقوم على الفور بإيقاف التشغيل. لا تأخير، لا ارتباك.
انتظر، ولكن ماذا لو كنتيريدالجزر؟ على سبيل المثال، إذا كنت تمتلك مقهى أو محل بقالة، وتحتاج إلى الطاقة أثناء انقطاع التيار الكهربائي. وهذا ما يسمى "الجزيرة المتعمدة"، وقد تم تصميم جهازنا المدمج بعاكس تخزين الطاقة لهذا الغرض أيضًا - نحن فقط نتأكد من أنه ليس خطأ. فيما يلي طريقة اللعب خطوة بخطوة لكيفية التعامل مع الجزر، سواء كانت عرضية أو متعمدة.
أولاً، وضع ربط الشبكة العادي: تتم مزامنة وحدتنا مع تردد الشبكة وجهدها، حتى تتمكن من تغذية الطاقة الشمسية الزائدة أو طاقة البطارية المخزنة مرة أخرى إلى المرافق، أو سحب الطاقة من الشبكة لشحن البطاريات إذا كانت معدلات DERs منخفضة. إنه مثل لاعب فريق، يطابق إيقاع الشبكة حتى لا يلاحظ أحد وجوده. الآن، في اللحظة التي يتعطل فيها قاطع الدائرة الكهربائية، أو يحدث خلل في الخط، تنخفض إشارة الشبكة. تلتقط المستشعرات السلبية الانحراف - على سبيل المثال، ينتقل التردد من 60 هرتز إلى 58 هرتز في 100 مللي ثانية - ويرى نظام تعديل التردد النشط أنه لا توجد شبكة يمكن قفلها. عند هذه النقطة، يكون للوحدة خياران: إذا كانت جزيرة عرضية (لا يحتاج أحد إلى طاقة احتياطية)، فإنها تقوم بإيقاف تشغيل العاكس في غضون ثانيتين. إذا كان الأمر مقصودًا (ضغط المستخدم على زر "وضع انقطاع الشبكة")، فإنه يتم تثبيته على الجهد والتردد المحددين مسبقًا (مثالي للأحمال المحلية مثل الثلاجات أو الأضواء) ويتحول إلى وضع خارج الشبكة بسلاسة. لا ومضات ولا أضواء خافتة - يبقى طعامك باردًا، وتظل أجهزة الكمبيوتر لديك قيد التشغيل.
لقد رأيت هذا العمل في الحياة الحقيقية، وليس فقط في الاختبارات المعملية. في العام الماضي، كان لدى أحد العملاء في ريف تكساس إعداد لطاقة الرياح والطاقة الشمسية باستخدام الماكينة المتكاملة لمحول تخزين الطاقة، بالإضافة إلى محطة فرعية مدمجة (راجع صفحة المحطات الفرعية المدمجة لدينا هنا: /pad-mounted-transformers/compact-substation.html) التي تربط كل شيء بالشبكة المحلية. تسببت عاصفة صيفية في قطع خط 12 كيلو فولت لمدة 3 ساعات. تعطلت الشبكة، لكن الرياح والطاقة الشمسية استمرتا في التولد، وتم شحن البطاريات. اكتشفت وحدتنا الجزيرة على الفور، وكان ذلك مقصودًا، لأن المدرسة الابتدائية المحلية كانت بحاجة إلى الطاقة لتشغيل نظام التبريد الخاص بها. لقد تحولت إلى وضع خارج الشبكة في أقل من ثانية، حيث تمت مزامنة الحمل المحلي إلى 60 هرتز و480 فولت، لذلك لم تفقد المدرسة الطاقة أبدًا. عندما عادت الشبكة، أجرت فحصًا سريعًا للمزامنة، وطابقت معلمات الشبكة، وعادت مرة أخرى إلى وضع ربط الشبكة دون أي تدخل يدوي. في الواقع، اتصلت بنا الأداة بعد ذلك لتخبرنا أن وحدات DER الأخرى في المنطقة تسببت في حدوث ارتجاع، لكن بروتوكول مكافحة الجزيرة الخاص بوحدتنا حال دون حدوث ذلك.
انتظر، دعنا نتحدث عن سبب كون وحدتنا أفضل من أجهزة المدرسة القديمة. الكثير من أنظمة البطاريات القديمة أو محولات الطاقة الشمسية تستخدم فقط الكشف السلبي، والذي يمكن أن يفشل في التوزيع "المتوازن" - عندما يتطابق خرج طاقة DER تمامًا مع الحمل المحلي، لذلك يظل الجهد والتردد طبيعيين تقريبًا، مما يجعل المستشعرات السلبية عمياء. يعمل الكشف النشط الخاص بنا على إصلاح ذلك عن طريق إضافة قرص التردد الصغير والمتعمد. إذا كانت الشبكة موجودة، فسيتم استيعاب هذا التعديل؛ إذا لم يكن الأمر كذلك، فإن التردد ينجرف بدرجة كافية لإيقاف التشغيل. إنها بمثابة إشارة سرية لا يمكن "سماعها" إلا الشبكة.
أيضًا، تم تصميم الماكينة المتكاملة لعاكس تخزين الطاقة الخاصة بنا للعمل مع أجهزة الشبكة الأخرى، مثل المحولات المثبتة على اللوحة (إليك صفحة المحولات المثبتة على اللوحة: /pad-mounted-transformers/pad-mounted-transformer.html)، والمحطات الفرعية الجاهزة (/pad-mounted-transformers/prefab-substation.html)، أو حتى المحطات الفرعية المدمجة للطاقة الشمسية (/pad-mounted-transformers/wind-solar-power-compact-substation.html). تعمل هذه العناصر معًا للتأكد من بقاء جزء الشبكة المحلية بالكامل آمنًا حتى في حالة حدوث الجزيرة. على سبيل المثال، يقوم المحول المثبت على اللوحة بتخفيض جهد الشبكة إلى مستوى قابل للاستخدام، ويتأكد العاكس الخاص بنا من أنه إذا كانت الشبكة معطلة، فلن يحصل المحول على طاقة ذات تغذية عكسية يمكن أن تؤذي عمال الخطوط.
الآن، ماذا عن حالات الحافة؟ مثل، إذا عادت الشبكة بينما تكون الوحدة في وضع الجزيرة المتعمد خارج الشبكة. تقوم وحدتنا "بفحص الشبكة" قبل الرجوع مرة أخرى - فهي تتحقق من أن تردد الشبكة وجهدها ضمن حدود التسامح، وأنه لا يوجد أي خطأ مستمر. إذا كان كل شيء على ما يرام، فإنه تتم مزامنته ويعود إلى ربط الشبكة. إذا استمرت المشكلة، فستظل في وضع خارج الشبكة حتى تستقر الشبكة. هذا مهم لأنك لا ترغب في دفع طاقة الشبكة فجأة إلى الخط الخاطئ.
شيء آخر: نحن نختبر بروتوكول مكافحة الجزيرة الخاص بنا وفقًا لجميع معايير أمريكا الشمالية (والدولية)، مثل IEEE 1547، وهو المعيار الذهبي للتوصيل البيني لشبكة DER. لذا، إذا كنت تقوم بتثبيت وحدتنا، فلن تضطر إلى تجاوز العقبات الإضافية للامتثال للتعليمات البرمجية. وهذا أمر مهم، فالأنظمة القديمة غالبًا ما تفشل في عمليات فحص التعليمات البرمجية لأن اكتشاف الجزر كان بطيئًا للغاية أو غير دقيق.
إليك سؤال شائع: "لماذا لا يمكنني إيقاف تشغيل العاكس عند تعطل الشبكة؟" حسنا، أنتاستطاع، ولكن إذا قمت بتخزين الطاقة أو توليد الطاقة المتجددة، فهذا يعد هدرًا - فأنت تتخلص من الطاقة التي يمكن استخدامها للأحمال الحرجة، أو حتى تبيعها مرة أخرى إلى المرافق عندما تعود الشبكة. تتيح لك وحدتنا الاحتفاظ بهذه الطاقة مع البقاء آمنًا، حتى تحصل على أقصى قيمة من نظام الطاقة لديك.
يجب أن أذكر أيضًا أن الماكينة المتكاملة بعاكس تخزين الطاقة الخاصة بنا ليست مخصصة فقط للإعدادات التجارية أو المرافق الكبيرة - فلدينا وحدات للشركات الصغيرة والمزارع وحتى للاستخدام السكني (إذا كنت مالك منزل مزودًا بالطاقة الشمسية وبطارية منزلية كاملة). إذا كنت قلقًا بشأن انقطاع التيار الكهربائي، أو بشأن الامتثال للوائح الجزر، فإن هذه الوحدة تتخلص من كل التخمين.
دعونا نلخص الأمر، كما لو كنا نختتم اجتماعًا: يعد العزل على جزيرة خطرًا حقيقيًا، ولكن مع الآلة المتكاملة الحديثة ذات عاكس تخزين الطاقة، لن تضطر إلى الاختيار بين الطاقة أثناء انقطاع التيار الكهربائي وسلامة الشبكة. تستخدم الوحدة مزيجًا من الكشف السلبي والنشط المضاد للجزيرة لتحديد متى تكون الشبكة معطلة، وتقرر ما إذا كان ذلك عرضيًا أو متعمدًا، وتبديل الأوضاع بالمللي ثانية. إنه يعمل بسلاسة مع معدات الشبكة الأخرى مثل المحولات المثبتة على اللوحة والمحطات الفرعية المدمجة، ويلبي جميع معايير الكود، وقد تم اختباره في العواصف وانقطاع التيار في العالم الحقيقي.
إذا كنت مستعدًا لمعرفة المزيد حول كيفية عمل الآلة المتكاملة لعاكس تخزين الطاقة الخاصة بنا لإعدادك، أو إذا كنت ترغب في التحقق من مجموعة منتجاتنا الكاملة (بما في ذلك المحطة الفرعية المدمجة والمحطة الفرعية المدمجة لطاقة الرياح الشمسية)، فانتقل إلى موقعنا على الروابط التي شاركناها خلال هذا المنشور. نحن هنا لمساعدتك في التنقل بين الجزر، وجعل نظام الطاقة الخاص بك أكثر أمانًا، وتحقيق أقصى استفادة من البطارية والجيل المتجدد.
مرجع:
- معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. (2018). IEEE 1547-2018: معيار التوصيل البيني وقابلية التشغيل البيني لموارد الطاقة الموزعة مع واجهات أنظمة الطاقة الكهربائية المرتبطة بها.
- مختبرات سانديا الوطنية. (2020). طرق الكشف عن الجزر لموارد الطاقة الموزعة: تحليل مقارن.
- وزارة الطاقة الأمريكية. (2022). تحديث الشبكة: تقنيات مكافحة الجزر وأفضل الممارسات لأنظمة تخزين الطاقة.
