ในฐานะที่เป็นระบบพลังงานแบบกระจายที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพระบบ microgrid ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในศูนย์ข้อมูลการผลิตอุตสาหกรรมสิ่งอำนวยความสะดวกทางการแพทย์และสาขาอื่น ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟที่เสถียรสำหรับการโหลดที่สำคัญ ในระบบ microgrid อุปกรณ์สลับพลังงานเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักที่ทำให้มั่นใจได้ว่าแหล่งจ่ายไฟจะต่อเนื่องและความน่าเชื่อถือ ในหมู่พวกเขาสวิตช์ถ่ายโอนแบบคงที่ (STS) และสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ (ATS) เป็นอุปกรณ์สลับพลังงานทั่วไปสองตัว พวกเขามีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการทำงานสถานการณ์แอปพลิเคชันและประสิทธิภาพ บทความนี้จะเจาะลึกบทบาทและความแตกต่างระหว่าง STS และ ATS ในระบบ microgrid
1 microgrid คืออะไร
(1) คำจำกัดความและโครงสร้างของ microgrid
microgrid เป็นระบบการผลิตพลังงานและการกระจายขนาดเล็กที่ประกอบด้วยแหล่งพลังงานแบบกระจาย (เช่นโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์พลังงานลมไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็ก ฯลฯ ) อุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน (เช่นแบตเตอรี่ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ ฯลฯ ) เครื่องแปลงพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ มันสามารถทำงานควบคู่ไปกับกริดพลังงานหรือเป็นอิสระในโหมดเกาะด้วยโหมดการทำงานที่ยืดหยุ่นและประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง
(2) โหมดการทำงานของระบบ microgrid
โหมดการทำงานที่เชื่อมต่อกริด: ในโหมดการทำงานที่เชื่อมต่อกริด microgrid เชื่อมต่อกับกริดหลักและแหล่งพลังงานแบบกระจายภายใน microgrid สามารถจ่ายพลังงานให้กับโหลดท้องถิ่น ไฟฟ้าส่วนเกินสามารถส่งไปยังกริดหลักได้ ในเวลาเดียวกันเมื่อการผลิตพลังงานภายใน microgrid ไม่เพียงพอกริดขนาดใหญ่สามารถให้การรองรับพลังงานแก่ microgrid
โหมดการทำงานของเกาะ: เมื่อมีความผิดพลาดหรือการหยุดทำงานของกำลังไฟในกริดพลังงานไมโครกริดสามารถตัดการเชื่อมต่อจากกริดพลังงานและเข้าสู่โหมดการทำงานของเกาะ ในโหมดการดำเนินการเกาะ microgrids พึ่งพาแหล่งพลังงานกระจายและอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานเพื่อรักษาแหล่งจ่ายไฟให้กับโหลดในท้องถิ่นเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานปกติของการโหลดที่สำคัญ
2 คำจำกัดความของ STS และ ATS
1. สวิตช์ถ่ายโอนแบบคงที่ (STS)
STS (สวิตช์การถ่ายโอนแบบคงที่) เป็นอุปกรณ์สลับพลังงานตามวงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ใช้เพื่อให้ได้การสลับอย่างรวดเร็วและไร้รอยต่อระหว่างแหล่งพลังงาน AC อิสระสองแหล่ง ส่วนประกอบหลักของมันรวมถึงบอร์ดควบคุมอัจฉริยะไทริสเตอร์ความเร็วสูงและเบรกเกอร์วงจร
2. สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ (ATS)
ATS (สวิตช์การถ่ายโอนอัตโนมัติ) เป็นอุปกรณ์สวิตช์พลังงานเชิงกลที่ใช้เป็นหลักในระบบจ่ายไฟฉุกเฉินเพื่อสลับวงจรโหลดจากแหล่งพลังงานหนึ่งไปยังแหล่งพลังงานสำรองอื่นโดยอัตโนมัติ ส่วนประกอบการดำเนินการสลับมักจะเป็นคอนแทคเตอร์หรือเบรกเกอร์วงจร
3 บทบาทของ STS และ ATS
(1) บทบาทของ STS
1. การสลับอย่างรวดเร็ว
STS สามารถสลับไปยังแหล่งจ่ายไฟสำรองได้อย่างรวดเร็วในกรณีที่เกิดความล้มเหลวของพลังงานหลักโดยทั่วไปเวลาสลับไม่เกิน 8 มิลลิวินาทีและสามารถถึง 1\/4 รอบ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5 มิลลิวินาที) ความสามารถในการสลับอย่างรวดเร็วนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่แม่นยำอย่างต่อเนื่องหลีกเลี่ยงการสูญเสียข้อมูลหรือความเสียหายของอุปกรณ์ที่เกิดจากการหยุดทำงานของพลังงาน
2. ความน่าเชื่อถือสูง
แหล่งจ่ายไฟ STS เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการคุณภาพพลังงานสูงมากเช่นศูนย์ข้อมูลสถานีฐานการสื่อสารห้องปฏิบัติการ ฯลฯ สามารถจัดหาแหล่งจ่ายไฟบัสคู่สำหรับโหลดพลังงานเดียวเพิ่มความซ้ำซ้อนของระบบจ่ายไฟ
3. เข้ากันได้กับแหล่งพลังงานหลายแหล่ง
STS สามารถสลับกันได้อย่างไร้รอยต่อระหว่าง UPS และ UPS, UPS และ Generator, UPS และ Mains Power และ Mains Power to Mains Power ให้การสนับสนุนพลังงานที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมพลังงานที่ซับซ้อน
(2) บทบาทของ ATS
1. การสลับสำรองฉุกเฉิน
ATS ส่วนใหญ่จะใช้ในระบบแหล่งจ่ายไฟฉุกเฉิน เมื่อแหล่งจ่ายไฟหลักล้มเหลวจะเปลี่ยนเป็นแหล่งจ่ายไฟสำรองโดยอัตโนมัติเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานอย่างต่อเนื่องของโหลดที่สำคัญ เวลาสลับของมันมักจะมากกว่า 100 มิลลิวินาทีเหมาะสำหรับการโหลดที่ไม่ไวต่อการหยุดทำงานสั้น ๆ เช่นแสงมอเตอร์ ฯลฯ
2. ความน่าเชื่อถือของโครงสร้างเชิงกล
ATS ใช้การสลับการติดต่อทางกลซึ่งมีความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงที่แข็งแกร่งและอัตราความสำเร็จในการสลับสูง โครงสร้างของมันง่ายค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาต่ำและเหมาะสำหรับการสลับโหลดหนัก
3. ใช้กันอย่างแพร่หลาย
ATS ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุตสาหกรรมศูนย์ข้อมูลโรงพยาบาลและโอกาสอื่น ๆ ที่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ความเร็วในการสลับไม่สูง
4 ความแตกต่างระหว่าง STS และ ATS
(1) ความเร็วในการสลับ
STS: ความเร็วในการสลับนั้นเร็วมากโดยปกติจะอยู่ระหว่าง 5 มิลลิวินาทีถึง 8 มิลลิวินาทีเหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่ไวต่อการหยุดทำงาน
ATS: ความเร็วในการสลับช้ามักจะมากกว่า 100 มิลลิวินาทีและสามารถเข้าถึง 1.5 วินาทีเหมาะสำหรับการโหลดที่ไม่ไวต่อการหยุดทำงานของพลังงานสั้น ๆ
(2) วิธีการสลับ
STS: การใช้สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ (thyristors ความเร็วสูง) เพื่อให้ได้การสลับกระบวนการสลับคือ "ปิดก่อนแล้วเปิด" ซึ่งสามารถสลับได้อย่างราบรื่น
ATS: การสลับสามารถทำได้โดยใช้หน้าสัมผัสเชิงกล (คอนแทคเตอร์หรือเบรกเกอร์วงจร) และกระบวนการสลับขึ้นอยู่กับการกระทำเชิงกลซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการหยุดทำงานสั้น ๆ
(3) สถานการณ์แอปพลิเคชัน
STS: เหมาะสำหรับโอกาสที่มีความต้องการสูงมากสำหรับคุณภาพพลังงานเช่นศูนย์ข้อมูลสถานีฐานการสื่อสารเครื่องมือที่มีความแม่นยำ ฯลฯ
ATS: เหมาะสำหรับโอกาสที่ไม่ไวต่อการหยุดชะงักของพลังงานสั้น ๆ เช่นการผลิตอุตสาหกรรมโรงพยาบาลแสง ฯลฯ
(4) ความน่าเชื่อถือ
STS: วิธีการสลับสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ทำให้มีความไวต่อปัจจัยเช่นการรบกวนและอุณหภูมิแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ความเร็วในการสลับและความปลอดภัยสูงขึ้น
ATS: วิธีการสลับการติดต่อทางกลให้ความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงที่แข็งแกร่งขึ้น แต่ความผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการสึกหรอของการสัมผัสการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและปัญหาความร้อน
(5) ต้นทุนและการบำรุงรักษา
STS: ต้นทุนอุปกรณ์ค่อนข้างสูง แต่การบำรุงรักษาค่อนข้างง่าย
ATS: ต้นทุนอุปกรณ์ค่อนข้างต่ำ แต่โครงสร้างเชิงกลต้องการการบำรุงรักษาเป็นประจำ
5 บทสรุป
STS ที่มีข้อดีของการสลับอย่างรวดเร็วและแหล่งจ่ายไฟที่น่าเชื่อถือสูงเหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่แม่นยำซึ่งมีความไวต่อการหยุดทำงานของพลังงาน ในทางกลับกัน ATS เหมาะสำหรับการโหลดทั่วไปที่ไม่รู้สึกถึงการหยุดทำงานของพลังงานสั้น ๆ เนื่องจากความน่าเชื่อถือเชิงกลและต้นทุนที่ต่ำกว่า ในการใช้งานจริง STS หรือ ATS ควรได้รับการคัดเลือกอย่างสมเหตุสมผลตามปัจจัยต่าง ๆ เช่นลักษณะการโหลดสภาพแวดล้อมพลังงานและงบประมาณเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่มั่นคงของระบบ microgrid และความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟ