SVG สำหรับการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าและอาคารพาณิชย์: การสนับสนุนแบบตอบสนองที่รวดเร็ว

สรุป เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสแตติกแปรผันสำหรับสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า อาคารพาณิชย์ และศูนย์ข้อมูล แก้ปัญหาที่เติบโตเร็วกว่าที่การออกแบบระบบไฟฟ้าส่วนใหญ่คาดการณ์ไว้: ความต้องการพลังงานปฏิกิริยาที่ผันผวนภายในไม่กี่วินาที ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟใกล้ถึงขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าแล้ว จุดชาร์จจะเปิดและปิด ปั๊มความร้อนและเครื่องทำความเย็นจะเริ่มทำงานเป็นขั้นๆ ลิฟต์จะหมุนเวียน และแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาจะส่งออกพลังงานในช่วงกลางวัน คู่มือนี้จะอธิบายว่าเหตุใดตัวเก็บประจุแบบแบ่งขั้นจึงไม่เหมาะสมกับโปรไฟล์ดังกล่าว การสนับสนุนพลังงานปฏิกิริยาความเร็วสูงช่วยลดการกะพริบและการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าได้อย่างไร วิธีการคำนวณขนาดการชดเชยสำหรับอาคารแบบผสม หรือศูนย์รวมการชาร์จ และวิธีการประสานงานอุปกรณ์กับอุปกรณ์แก้ไขตัวประกอบกำลังที่มีอยู่โดยไม่ก่อให้เกิดการสั่นพ้อง

ลักษณะของความต้องการพลังงานปฏิกิริยาในไซต์ชาร์จและไซต์เชิงพาณิชย์

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสแตติกแปรผันคือตัวแปลงที่ฉีดหรือดูดซับกระแสปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่อง โดยไม่มีขั้นแบ่งและไม่ขึ้นอยู่กับกำลังสองของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ในอาคารพาณิชย์หรือศูนย์รวมการชาร์จ พฤติกรรมที่ต่อเนื่องนี้คือประเด็นสำคัญ: ความต้องการพลังงานปฏิกิริยาจะเคลื่อนที่ทุกๆ สองสามวินาทีเมื่อโหลดเริ่มและหยุด และการชดเชยจะต้องเคลื่อนที่ตามไปด้วย มิฉะนั้นแรงดันไฟฟ้าจะเคลื่อนที่แทน

ศูนย์รวมการชาร์จเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุด เครื่องชาร์จเร็ว DC จะดึงกระแสปฏิกิริยาน้อยเมื่อไม่ได้ใช้งาน จากนั้นจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อมีรถยนต์เชื่อมต่อ และรูปแบบจะซ้ำไปเรื่อยๆ อย่างคาดเดาไม่ได้ในแต่ละจุดชาร์จ การชาร์จสายเคเบิลบนสายป้อนระยะยาวจะเพิ่มกำลังปฏิกิริยานำที่แปรผันตามจำนวนจุดชาร์จที่ใช้งานอยู่ ระบบทำความเย็น ระบบแสงสว่าง และระบบชำระเงินจะเพิ่มส่วนประกอบของตนเอง ผลลัพธ์คือโปรไฟล์พลังงานปฏิกิริยาที่ดูเหมือนชุดขั้นบันไดมากกว่าเส้นโค้งที่ราบรื่น

อาคารพาณิชย์มีพฤติกรรมคล้ายกัน แต่มีปัจจัยขับเคลื่อนที่แตกต่างกัน: คอมเพรสเซอร์เครื่องทำความเย็นและปั๊มความร้อนจะเริ่มทำงานเป็นขั้นๆ ลิฟต์จะหมุนเวียน อุปกรณ์ในครัวจะเปิดเป็นกลุ่ม และ PV บนหลังคาอาจส่งออกกำลังปฏิกิริยาในช่วงกลางวัน ในขณะที่ดูดซับอะไรเลยในตอนกลางคืน ธนาคารตัวเก็บประจุที่สลับโดยรีเลย์ตัวประกอบกำลังจะวนไปตามโปรไฟล์นั้น สลับเข้าและออก และสร้างขั้นบันไดแรงดันไฟฟ้าที่อุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนสังเกตเห็น

ศูนย์ข้อมูลเพิ่มข้อจำกัดเพิ่มเติม: ความต้องการพลังงานปฏิกิริยาค่อนข้างคงที่ แต่ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าต่ำมาก และการเปลี่ยนแปลงการชดเชยใดๆ จะต้องไม่รบกวน UPS หรือโหลด IT การชดเชยอย่างต่อเนื่องพร้อมการลาดเอียงที่กำหนดจะดีกว่าการสลับเป็นขั้นๆ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม SVG อัจฉริยะสำหรับการรักษาเสถียรภาพคุณภาพไฟฟ้าของศูนย์ข้อมูล จึงมักถูกระบุควบคู่ไปกับการกรองฮาร์มอนิก แทนที่จะแทนที่

สิ่งที่เหมือนกันคือข้อกำหนดนั้นเป็นแบบไดนามิก เทคโนโลยีใดๆ ที่สามารถสลับได้เป็นกลุ่มเท่านั้น จะวนไปมา หรือจะเชื่อมต่อถาวรและชดเชยมากเกินไปเมื่อโหลดเบา ตัวแปลงไม่มีปัญหาทั้งสองอย่าง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมข้อกำหนดจึงระบุเวลาตอบสนองมากกว่าแค่ kVAr

การประเมินการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า สาธารณูปโภคและมาตรฐานแสดงในรูปแบบต่างๆ: เป็นเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงสำหรับขั้นโหลดที่กำหนด เป็นดัชนีความรุนแรงของการกะพริบ หรือเป็นขีดจำกัดของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอย่างรวดเร็วต่อชั่วโมง วิธีการประเมินจะกำหนดสิ่งที่อุปกรณ์ต้องบรรลุ ไซต์ที่ตรงตามขีดจำกัดเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงอาจยังคงล้มเหลวในดัชนีการกะพริบหากขั้นบันไดนั้นเกิดขึ้นบ่อยครั้ง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมข้อกำหนดควรกำหนดในลักษณะเดียวกับการวัดก่อนเริ่มการคำนวณขนาด

เหตุใดการสนับสนุนพลังงานปฏิกิริยาความเร็วสูงจึงคุ้มค่าในไซต์เหล่านี้

1. การกะพริบและการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าลดลงที่แหล่งกำเนิด ขั้นบันไดของเครื่องชาร์จหรือการเริ่มคอมเพรสเซอร์จะสร้างการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่แปรผันตามสัดส่วนกับขั้นกระแสปฏิกิริยาและอิมพีแดนซ์ของแหล่งกำเนิด การชดเชยความเร็วสูงจะฉีดกระแสในทิศทางตรงกันข้ามภายในมิลลิวินาที ทำให้ผลกระทบที่มองเห็นได้เกือบทั้งหมดหายไป

2. เป็นไปตามเงื่อนไขการเชื่อมต่อสาธารณูปโภคโดยไม่ต้องใช้สายเคเบิลขนาดใหญ่เกินไป เมื่อข้อตกลงการเชื่อมต่อระบุตัวประกอบกำลังหรือขีดจำกัดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า การชดเชยจึงมักมีราคาถูกกว่าการเสริมกำลังแหล่งจ่ายไฟ SVG การตอบสนองเร็วสำหรับสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า ตอบสนองข้อกำหนด ณ จุดที่ทำการวัด

3. ความพร้อมใช้งานของเครื่องชาร์จดีขึ้น เครื่องชาร์จบางรุ่นจะลดระดับหรือตัดการเชื่อมต่อเมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตเบี่ยงเบน การรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าที่แผงรวมจะลดเหตุการณ์เหล่านี้ ซึ่งแปลเป็นพลังงานที่ส่งมอบและรายได้ต่อจุดชาร์จโดยตรง

4. ธนาคารตัวเก็บประจุที่มีอยู่หยุดการวนไปมา เมื่อติดตั้งธนาคารแล้ว การเพิ่มการชดเชยอย่างต่อเนื่องสำหรับส่วนประกอบแบบไดนามิกจะช่วยให้ธนาคารอยู่ในขั้นพื้นฐานและทำในสิ่งที่ทำได้ดี การรวมกันมักจะมีราคาถูกกว่าการเปลี่ยนธนาคาร

5. ค่าใช้จ่ายตามความต้องการอาจลดลง ตัวประกอบกำลังที่ไม่ดีทำให้ความต้องการปรากฏสูงขึ้นในอัตราค่าบริการตาม kVA การแก้ไขอย่างต่อเนื่องจะขจัดภาวะเงินเฟ้อนี้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงขั้นบันไดที่ธนาคารแบบแบ่งขั้นสร้างขึ้น

6. ใช้พื้นที่อย่างมีประสิทธิภาพ SVG ติดผนังขนาด 15 kvar ที่กะทัดรัดพอดีกับตู้ลิฟต์ของอาคารพาณิชย์ ซึ่งธนาคารที่ใช้รีแอกเตอร์จะไม่พอดี ซึ่งมีความสำคัญในโครงการปรับปรุงใหม่ที่ห้องไฟฟ้าเต็มอยู่แล้ว

7. การขยายทำได้ง่าย ศูนย์รวมและอาคารเติบโตเป็นระยะๆ SVG แบบติดตั้งบนแร็คครอบคลุม 10 ถึง 150 kvar สามารถทำงานขนานกันได้เมื่อมีการเพิ่มจุดชาร์จหรือชั้นต่างๆ โดยให้การชดเชยสอดคล้องกับโหลดจริง แทนที่จะเป็นโหลดที่คาดการณ์ไว้

การโต้ตอบกับโซลาร์เซลล์และระบบจัดเก็บพลังงาน ไซต์เชิงพาณิชย์มี PV บนหลังคาเพิ่มขึ้น และอินเวอร์เตอร์จะควบคุมแรงดันไฟฟ้าภายในขีดความสามารถของตนเอง การเพิ่มตัวแปลงโดยไม่มีการประสานงานอาจทำให้เกิดอุปกรณ์สองตัวปรับปริมาณเดียวกันในทิศทางตรงกันข้าม กำหนดว่าอุปกรณ์ใดถือค่าจุดตั้งค่าแรงดันไฟฟ้า และอุปกรณ์ใดติดตามเป้าหมายตัวประกอบกำลัง และยืนยันพฤติกรรมเมื่อพระอาทิตย์ตกดินเมื่ออินเวอร์เตอร์หยุดทำงาน และตัวแปลงต้องทำงานต่ออย่างราบรื่น

วิธีการคำนวณขนาดและติดตั้งระบบสนับสนุนพลังงานปฏิกิริยาสำหรับศูนย์รวมหรืออาคาร

ขั้นตอนที่ 1 — บันทึกโปรไฟล์พลังงานปฏิกิริยาด้วยความละเอียดต่ำกว่าวินาที การวัดมาตรฐานจะเฉลี่ยในช่วงสิบห้านาทีและซ่อนขั้นบันไดที่ทำให้เกิดการกะพริบ ใช้เครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้าเพื่อจับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว และบันทึกขั้นบันไดที่ใหญ่ที่สุดและเกิดขึ้นบ่อยเพียงใด

ขั้นตอนที่ 2 — ระบุอิมพีแดนซ์ของแหล่งจ่ายไฟ พิกัดหม้อแปลงและอิมพีแดนซ์กำหนดว่าขั้นพลังงานปฏิกิริยาที่กำหนดจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้ามากน้อยเพียงใด แหล่งจ่ายไฟที่อ่อนแอต้องการการชดเชยมากขึ้นสำหรับขั้นโหลดเดียวกัน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมศูนย์รวมที่เหมือนกันสองแห่งจึงต้องการพิกัดที่แตกต่างกัน

ขั้นตอนที่ 3 — คำนวณขนาดตามขั้นพลังงานปฏิกิริยา ไม่ใช่ค่าเฉลี่ย คำนวณขั้นกระแสปฏิกิริยาของเหตุการณ์เดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดและขั้นสะสมของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นพร้อมกัน จากนั้นเลือกพิกัดที่ครอบคลุมพร้อมส่วนเผื่อ ข้อกำหนดอย่างต่อเนื่องมักจะน้อยกว่าข้อกำหนดแบบไดนามิก

ขั้นตอนที่ 4 — ตัดสินใจว่าจะเก็บการแก้ไขที่มีอยู่หรือไม่ หากติดตั้งธนาคารและอยู่ในสภาพดี ให้เก็บไว้สำหรับความต้องการพื้นฐานหากมีการปรับจูนอย่างถูกต้อง และเพิ่มตัวแปลงสำหรับส่วนประกอบแบบไดนามิก หากธนาคารไม่ได้ปรับจูนและไซต์มีฮาร์มอนิก ให้ตรวจสอบก่อนเพิ่มอะไร

ขั้นตอนที่ 5 — ประสานงานกับตัวควบคุมไซต์ ระบบจัดการโหลดเครื่องชาร์จและระบบจัดการอาคารจะเปลี่ยนแปลงโปรไฟล์โหลดโดยเจตนา ยืนยันว่าตัวแปลงติดตามการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นและจุดตั้งค่าไม่ขัดแย้งกับอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าอื่นๆ ในไซต์

ขั้นตอนที่ 6 — ตรวจสอบด้วยการทดสอบขั้นบันได ใช้ขั้นบันไดที่ควบคุมได้ — การเริ่มเครื่องชาร์จหรือการเริ่มคอมเพรสเซอร์ — และบันทึกการตอบสนองของแรงดันไฟฟ้าก่อนและหลังการชดเชย บันทึกการลดลงของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าและเวลาในการตั้งค่า; รอยนั้นคือหลักฐานที่สาธารณูปโภคหรือเจ้าของอาคารจะยอมรับ

หมายเหตุเชิงปฏิบัติเกี่ยวกับนิคมอุตสาหกรรมแบบผสม: ในกรณีที่ไซต์มีทั้งศูนย์รวมการชาร์จและอาคารที่มีแผงของตนเอง การชดเชยแต่ละแผงแยกกันมักจะดีกว่าอุปกรณ์ขนาดใหญ่เพียงเครื่องเดียวที่จุดเชื่อมต่อ เพราะประโยชน์ด้านแรงดันไฟฟ้าจำเป็นต้องใช้ในท้องถิ่น และจะหลีกเลี่ยงกระแสปฏิกิริยาระหว่างแผง ตรวจสอบ ช่วงของ SVG สำหรับตัวเลือกแบบติดผนัง ติดตั้งบนแร็ค และแบบตู้ และยืนยันกับสาธารณูปโภคว่าจุดเชื่อมต่อใดที่ใช้การวัดการปฏิบัติตามข้อกำหนด — การชดเชยควรวางไว้เพื่อมีอิทธิพลต่อการวัดนั้นโดยตรง

การบำรุงรักษาและการตรวจสอบ ตัวแปลงที่ติดตั้งในศูนย์รวมหรืออาคารจะได้รับการบำรุงรักษาโดยผู้รับเหมาฝ่ายอำนวยความสะดวก ซึ่งอาจไม่เคยเห็นมาก่อน เปิดเผยเอาต์พุตพลังงานปฏิกิริยา อุณหภูมิโมดูล และสถานะข้อผิดพลาดไปยังระบบจัดการอาคาร ตั้งค่าการเตือนสำหรับความล้มเหลวของพัดลมและอุณหภูมิสูง และเก็บระเบียนพารามิเตอร์ไว้กับเอกสารการว่าจ้าง ความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์ที่ใช้งานได้นานและอุปกรณ์ที่เสียเร็ว มักจะอยู่ที่การไหลเวียนของอากาศและความใส่ใจ ไม่ใช่คุณภาพของส่วนประกอบ

สิ่งที่สาธารณูปโภคจะสอบถาม ข้อตกลงการเชื่อมต่อโดยทั่วไปจะกำหนดจุดวัด ตัวประกอบกำลังหรือช่วงแรงดันไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอย่างรวดเร็วที่อนุญาต และที่เพิ่มขึ้นคือความสามารถด้านพลังงานปฏิกิริยาที่โหลดเป็นศูนย์ เตรียมรายการนั้นก่อนการคำนวณขนาด เพราะตัวแปลงที่ตรงตามตัวประกอบกำลังแต่ไม่ตรงตามการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอย่างรวดเร็วจะยังคงล้มเหลวในการประเมิน และการแก้ไขในภายหลังหมายถึงอุปกรณ์ที่สองหรือเฟรมที่ใหญ่ขึ้น

การเปรียบเทียบต้นทุนที่ยุติธรรมจริงๆ เปรียบเทียบตัวแปลงกับทางเลือกที่ไซต์จะเลือก มิฉะนั้น: หม้อแปลงขนาดใหญ่ขึ้น สายเคเบิลที่หนาขึ้น ธนาคารที่ปรับจูนแล้ว หรือการยอมรับค่าปรับ ตัวแปลงมักจะดูแพงเมื่อเทียบกับธนาคาร และราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับการอัปเกรดหม้อแปลง การเปรียบเทียบที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับข้อจำกัดที่ไซต์เผชิญอยู่จริง กำหนดข้อจำกัดนั้นก่อน จากนั้นจึงเปรียบเทียบ

ความแปรผันตามฤดูกาล ความต้องการชาร์จและโหลด HVAC ของอาคารแปรผันตามฤดูกาล และโปรไฟล์พลังงานปฏิกิริยาก็เช่นกัน ตัวแปลงที่คำนวณขนาดตามช่วงสูงสุดในฤดูร้อนจะทำงานที่เอาต์พุตต่ำในฤดูหนาว ตัวแปลงที่คำนวณขนาดตามข้อมูลในฤดูหนาวจะอิ่มตัวในฤดูร้อน ใช้ฤดูกาลที่สูงกว่าสำหรับการคำนวณขนาดและยอมรับการใช้งานที่ต่ำกว่า หรือใช้เฟรมแบบโมดูลาร์ที่สามารถขยายได้ก่อนช่วงสูงสุดถัดไป

คำถามที่พบบ่อย

ทำไมไม่ใช้ธนาคารตัวเก็บประจุที่ศูนย์รวมการชาร์จ

เพราะโหลดมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ธนาคารจะสลับเป็นขั้นๆ และวนไปตามโปรไฟล์ที่ผันผวน สร้างขั้นบันไดแรงดันไฟฟ้าของตัวเอง ตัวแปลงจะติดตามโหลดอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นสิ่งที่ข้อจำกัดการกะพริบต้องการ

การชดเชยต้องเร็วแค่ไหน

เร็วพอที่จะตอบสนองภายในช่วงเวลาที่ใช้สำหรับการประเมินการกะพริบ โดยทั่วไปคือไม่กี่มิลลิวินาที ตัวแปลงที่ให้คะแนนสำหรับการตอบสนองอย่างรวดเร็วจะครอบคลุมขั้นบันไดของเครื่องชาร์จและการเริ่มคอมเพรสเซอร์ ธนาคารแบบแบ่งขั้นไม่สามารถทำได้ โดยไม่คำนึงถึง kVAr ทั้งหมด

ฉันสามารถใช้ SVG หนึ่งเครื่องสำหรับหลายอาคารได้หรือไม่

ทางเทคนิคแล้วใช่ หากใช้จุดจ่ายไฟร่วมกันและวัดการชดเชยที่จุดนั้น ในทางปฏิบัติ หน่วยที่กระจายมักจะให้การสนับสนุนแรงดันไฟฟ้าในท้องถิ่นที่ดีกว่าและหลีกเลี่ยงกระแสปฏิกิริยาที่ไหลเวียนระหว่างแผง

การชดเชยพลังงานปฏิกิริยาช่วยลดระดับเครื่องชาร์จได้หรือไม่

สามารถทำได้ โดยการรักษาแรงดันไฟฟ้าอินพุตให้อยู่ในแถบความทนทานของเครื่องชาร์จ ไม่ว่าจะช่วยได้หรือไม่ขึ้นอยู่กับตรรกะการลดระดับของเครื่องชาร์จและสาเหตุของการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นควรวัดก่อนและหลังเพื่อยืนยัน

จะเกิดอะไรขึ้นกับธนาคารตัวเก็บประจุที่มีอยู่ของฉัน

เก็บไว้หากอยู่ในสภาพดีและปรับจูนอย่างถูกต้อง และให้รับภาระความต้องการพลังงานปฏิกิริยาพื้นฐาน เพิ่มตัวแปลงสำหรับส่วนประกอบแบบไดนามิก หากธนาคารไม่ได้ปรับจูนและไซต์มีฮาร์มอนิก ให้ตรวจสอบก่อน

ฉันจะพิสูจน์การปรับปรุงได้อย่างไร

บันทึกการทดสอบขั้นบันไดก่อนและหลังภายใต้สภาวะโหลดเดียวกัน โดยบันทึกการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าและเวลาในการตั้งค่า สาธารณูปโภคและเจ้าของอาคารยอมรับรอยที่วัดได้ง่ายกว่าการคาดการณ์ที่คำนวณได้

บทสรุป

ศูนย์รวมการชาร์จและอาคารพาณิชย์สมัยใหม่นำเสนอโปรไฟล์พลังงานปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยขั้นบันได ไม่ใช่ค่าเฉลี่ย ธนาคารแบบแบ่งขั้นไม่สามารถติดตามได้ และธนาคารที่มีขนาดใหญ่เกินไปจะชดเชยมากเกินไปเมื่อโหลดเบา ตัวแปลงให้กระแสปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่อง ลดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งกำเนิด และสามารถทำงานขนานกันได้เมื่อไซต์เติบโต คำนวณขนาดตามขั้นพลังงานปฏิกิริยาที่ใหญ่ที่สุด ประสานงานกับการแก้ไขที่มีอยู่และกับตัวควบคุมไซต์ และพิสูจน์ผลลัพธ์ด้วยการทดสอบขั้นบันได

กำลังวางแผนการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาสำหรับศูนย์รวมหรืออาคาร?ส่งตารางโหลด ข้อมูลหม้อแปลง และบันทึกคุณภาพไฟฟ้าให้เรา แล้วเราจะคำนวณขนาดตัวแปลง ยืนยันการโต้ตอบกับการแก้ไขที่มีอยู่ และเสนอขั้นตอนการตรวจสอบ ขอตรวจสอบขนาด.