SVG cho Trạm sạc xe điện và Tòa nhà thương mại: Hỗ trợ phản ứng nhanh

Tóm tắt. Một bộ tạo var tĩnh cho sạc xe điện, tòa nhà thương mại và phòng máy chủ giải quyết một vấn đề phát triển nhanh hơn hầu hết các thiết kế điện dự đoán: nhu cầu phản kháng dao động trong vài giây trong khi nguồn cung đã gần giới hạn điện áp của nó. Các điểm sạc bật và tắt, máy bơm nhiệt và máy làm lạnh khởi động theo từng bước, thang máy hoạt động theo chu kỳ và năng lượng mặt trời trên mái nhà xuất khẩu vào giữa ngày. Hướng dẫn này giải thích tại sao các giai đoạn tụ điện rời rạc không phù hợp với hồ sơ đó, hỗ trợ phản kháng nhanh làm giảm nhấp nháy và biến động điện áp như thế nào, cách định cỡ bù cho tòa nhà hỗn hợp hoặc trung tâm sạc và cách phối hợp thiết bị với thiết bị hiệu chỉnh hệ số công suất hiện có mà không tạo ra cộng hưởng.

Nhu cầu phản kháng trông như thế nào tại các địa điểm sạc và thương mại

Một bộ tạo var tĩnh là một bộ chuyển đổi liên tục bơm hoặc hấp thụ dòng điện phản kháng, không có giai đoạn rời rạc và không phụ thuộc vào bình phương điện áp đặt vào. Trong một tòa nhà thương mại hoặc trung tâm sạc, hành vi liên tục đó là điểm mấu chốt: nhu cầu phản kháng thay đổi vài giây một lần khi tải khởi động và dừng, và việc bù phải di chuyển theo nó hoặc điện áp sẽ thay đổi.

Trung tâm sạc là ví dụ rõ ràng nhất. Một bộ sạc nhanh DC tiêu thụ ít dòng điện phản kháng khi nhàn rỗi, sau đó là một bước đáng kể khi xe kết nối, và mẫu lặp lại không thể đoán trước trên các điểm sạc. Sạc cáp trên một đường dây dài thêm công suất phản kháng sớm thay đổi theo số lượng điểm sạc đang hoạt động. Hệ thống làm mát, chiếu sáng và hệ thống thanh toán đóng góp các thành phần riêng của chúng. Kết quả là một hồ sơ phản kháng trông giống như một loạt các bước thay vì một đường cong mượt mà.

Một tòa nhà thương mại hoạt động tương tự nhưng với các yếu tố thúc đẩy khác nhau: máy nén máy làm lạnh và máy bơm nhiệt khởi động theo từng giai đoạn, thang máy hoạt động theo chu kỳ, thiết bị nhà bếp bật theo khối và PV trên mái nhà có thể xuất công suất phản kháng vào giữa ngày trong khi không hấp thụ vào ban đêm. Một ngân hàng tụ điện được chuyển mạch bởi một rơle hệ số công suất sẽ dao động trên hồ sơ đó, bật và tắt và tạo ra các bước điện áp mà thiết bị nhạy cảm nhận thấy.

Một phòng máy chủ thêm một ràng buộc nữa: nhu cầu phản kháng tương đối ổn định nhưng dung sai cho biến động điện áp rất thấp, và bất kỳ thay đổi bù nào cũng không được làm xáo trộn UPS hoặc tải IT. Việc bù liên tục với một đường dốc xác định được ưu tiên hơn việc chuyển mạch theo bước, đó là lý do tại sao mộtSVG thông minh để ổn định chất lượng điện cho trung tâm dữ liệuthường được chỉ định cùng với lọc hài chứ không phải thay thế nó.

Điểm chung là yêu cầu là động. Bất kỳ công nghệ nào chỉ có thể được chuyển mạch theo khối sẽ hoặc dao động, hoặc bị kết nối vĩnh viễn và bù quá mức ở tải nhẹ. Một bộ chuyển đổi không gặp phải vấn đề nào, đó là lý do tại sao đặc tả ngày càng đặt tên thời gian phản hồi thay vì chỉ kVAr.

Cách đánh giá biến động điện áp. Các tiện ích và tiêu chuẩn diễn đạt nó theo nhiều cách khác nhau: dưới dạng thay đổi phần trăm cho một bước tải xác định, dưới dạng chỉ số mức độ nghiêm trọng của nhấp nháy, hoặc dưới dạng giới hạn thay đổi điện áp nhanh mỗi giờ. Phương pháp đánh giá xác định những gì thiết bị phải đạt được. Một địa điểm đáp ứng giới hạn thay đổi phần trăm vẫn có thể không đạt chỉ số nhấp nháy nếu bước lặp lại thường xuyên, đó là lý do tại sao yêu cầu nên được trích dẫn theo cùng các thuật ngữ như phép đo trước khi bắt đầu định cỡ.

Tại sao hỗ trợ phản kháng nhanh tự bù đắp chi phí tại các địa điểm này

1. Nhấp nháy và biến động điện áp được giảm tại nguồn. Một bước bộ sạc hoặc một máy nén khởi động tạo ra sự thay đổi điện áp tỷ lệ với bước dòng điện phản kháng và trở kháng nguồn. Việc bù nhanh bơm dòng điện theo hướng ngược lại trong mili giây, gần như loại bỏ hoàn toàn hiệu ứng nhìn thấy được.

2. Các điều kiện kết nối tiện ích được đáp ứng mà không cần cáp quá khổ. Khi thỏa thuận kết nối quy định hệ số công suất hoặc giới hạn biến động điện áp, việc bù thường rẻ hơn việc gia cố nguồn cung cấp. MộtSVG phản ứng nhanh cho các trạm sạc xe điệnđáp ứng yêu cầu tại điểm đo.

3. Tính khả dụng của bộ sạc được cải thiện. Một số bộ sạc giảm định mức hoặc ngắt kết nối khi điện áp đầu vào bị lệch. Việc ổn định điện áp tại bảng điều khiển trung tâm giảm thiểu các sự kiện đó, điều này trực tiếp chuyển thành năng lượng được cung cấp và doanh thu trên mỗi điểm sạc.

4. Các ngân hàng tụ điện hiện có ngừng dao động. Khi một ngân hàng đã được lắp đặt, việc bổ sung bù liên tục cho thành phần động cho phép ngân hàng nằm ở giai đoạn cơ bản và làm những gì nó giỏi. Sự kết hợp này thường rẻ hơn việc thay thế ngân hàng.

5. Phí nhu cầu có thể giảm. Hệ số công suất kém làm tăng nhu cầu biểu kiến trên các biểu giá tính theo kVA. Việc hiệu chỉnh liên tục loại bỏ sự tăng đó mà không có các bước thay đổi mà ngân hàng theo giai đoạn giới thiệu.

6. Không gian được sử dụng hiệu quả. MộtSVG gắn tường 15 kvar nhỏ gọnphù hợp với tủ thang máy thương mại nơi ngân hàng dựa trên cuộn cảm sẽ không phù hợp, điều này quan trọng trong các dự án cải tạo nơi phòng điện đã đầy.

7. Mở rộng dễ dàng. Các trung tâm và tòa nhà phát triển theo từng giai đoạn. MộtSVG gắn giá đỡ bao phủ từ 10 đến 150 kvarcó thể được kết nối song song khi các điểm sạc hoặc tầng được thêm vào, giữ cho việc bù phù hợp với tải thực tế thay vì tải dự báo.

Tương tác với năng lượng mặt trời và lưu trữ. Các địa điểm thương mại ngày càng có PV trên mái nhà, và bộ biến tần điều chỉnh điện áp trong phạm vi khả năng của nó. Việc bổ sung bộ chuyển đổi mà không có sự phối hợp có thể tạo ra hai thiết bị điều chỉnh cùng một lượng theo hướng ngược nhau. Xác định thiết bị nào giữ điểm đặt điện áp và thiết bị nào tuân theo mục tiêu hệ số công suất, và xác nhận hành vi khi hoàng hôn khi bộ biến tần dừng và bộ chuyển đổi phải tiếp quản một cách suôn sẻ.

Cách định cỡ và triển khai hỗ trợ phản kháng cho trung tâm hoặc tòa nhà

Bước 1 — Ghi lại hồ sơ phản kháng ở độ phân giải dưới một giây. Đo lường tiêu chuẩn trung bình trong mười lăm phút và ẩn các bước gây ra nhấp nháy. Sử dụng bộ phân tích chất lượng điện để ghi lại các thay đổi nhanh chóng và ghi lại bước lớn nhất và tần suất xảy ra.

Bước 2 — Xác định trở kháng nguồn. Định mức và trở kháng của máy biến áp xác định mức độ thay đổi điện áp mà một bước phản kháng nhất định tạo ra. Một nguồn cung cấp yếu cần nhiều bù hơn cho cùng một bước tải, đó là lý do tại sao hai trung tâm giống hệt nhau có thể cần định mức khác nhau.

Bước 3 — Định cỡ theo bước phản kháng, không phải theo giá trị trung bình. Tính toán bước dòng điện phản kháng của sự kiện đơn lẻ lớn nhất và bước tích lũy của các sự kiện trùng nhau, sau đó chọn một định mức bao gồm nó với biên độ. Yêu cầu liên tục thường nhỏ hơn yêu cầu động.

Bước 4 — Quyết định có giữ lại hiệu chỉnh hiện có hay không. Nếu một ngân hàng đã được lắp đặt và hoạt động tốt, hãy giữ nó cho nhu cầu cơ bản nếu nó được điều chỉnh đúng cách và thêm bộ chuyển đổi cho thành phần động. Nếu ngân hàng không được điều chỉnh và địa điểm có sóng hài, hãy xem xét lại nó trước khi thêm bất cứ thứ gì.

Bước 5 — Phối hợp với bộ điều khiển trang web. Hệ thống quản lý tải bộ sạc và hệ thống quản lý tòa nhà thay đổi hồ sơ tải một cách có chủ ý. Xác nhận rằng bộ chuyển đổi tuân theo các biến động kết quả và các điểm đặt của nó không xung đột với bất kỳ thiết bị điều chỉnh điện áp nào khác trên trang web.

Bước 6 — Xác minh bằng bài kiểm tra bước. Áp dụng một bước được kiểm soát — một bộ sạc khởi động hoặc một máy làm lạnh khởi động — và ghi lại phản ứng điện áp trước và sau khi bù. Ghi lại sự giảm biến động điện áp và thời gian ổn định; dấu vết đó là bằng chứng mà tiện ích hoặc chủ sở hữu tòa nhà sẽ chấp nhận.

Một lưu ý thực tế về các khu phức hợp lai: nơi một địa điểm có cả trung tâm sạc và tòa nhà có bảng điều khiển riêng, việc bù cho mỗi bảng điều khiển riêng biệt thường tốt hơn là một thiết bị lớn tại điểm vào, bởi vì lợi ích điện áp là cần thiết tại địa phương và dòng điện phản kháng giữa các bảng điều khiển sẽ được tránh. Xem xétPhạm vi SVGcho các tùy chọn gắn tường, gắn giá đỡ và tủ, và xác nhận với tiện ích điểm kết nối nào được sử dụng để đo lường tuân thủ — việc bù nên được đặt để ảnh hưởng trực tiếp đến phép đo đó.

Bảo trì và giám sát. Một bộ chuyển đổi được lắp đặt trong một trung tâm hoặc tòa nhà sẽ được bảo trì bởi một nhà thầu cơ sở vật chất, người có thể chưa bao giờ nhìn thấy nó. Hiển thị đầu ra phản kháng, nhiệt độ mô-đun và trạng thái lỗi cho hệ thống quản lý tòa nhà, đặt báo thức cho lỗi quạt và nhiệt độ cao, và giữ hồ sơ tham số cùng với tài liệu vận hành. Sự khác biệt giữa một thiết bị tồn tại lâu dài và một thiết bị sớm hỏng thường là luồng không khí và sự chú ý, không phải chất lượng linh kiện.

Tiện ích sẽ hỏi về điều gì. Các thỏa thuận kết nối thường xác định điểm đo, phạm vi hệ số công suất hoặc điện áp, các thay đổi điện áp nhanh được phép và ngày càng tăng, khả năng phản kháng ở tải bằng không. Chuẩn bị danh sách đó trước khi định cỡ, bởi vì một bộ chuyển đổi đáp ứng hệ số công suất nhưng không đáp ứng thay đổi điện áp nhanh vẫn sẽ không đạt đánh giá, và việc sửa chữa sau đó có nghĩa là thiết bị thứ hai hoặc khung lớn hơn.

So sánh chi phí thực sự công bằng. So sánh bộ chuyển đổi với giải pháp thay thế mà địa điểm sẽ chọn: một máy biến áp lớn hơn, một cáp dày hơn, một ngân hàng đã điều chỉnh hoặc chấp nhận phạt. Một bộ chuyển đổi thường có vẻ đắt so với một ngân hàng và rẻ so với nâng cấp máy biến áp, và so sánh chính xác phụ thuộc vào ràng buộc nào mà địa điểm thực sự đối mặt. Thiết lập ràng buộc đó trước, sau đó so sánh.

Biến đổi theo mùa. Nhu cầu sạc và tải HVAC của tòa nhà đều thay đổi theo mùa, và hồ sơ phản kháng cũng vậy. Một bộ chuyển đổi được định cỡ theo đỉnh mùa hè sẽ hoạt động ở công suất thấp vào mùa đông; một bộ được định cỡ theo dữ liệu mùa đông sẽ bị bão hòa vào mùa hè. Sử dụng mùa cao điểm để định cỡ và chấp nhận mức sử dụng thấp hơn, hoặc sử dụng khung mô-đun có thể được mở rộng trước đỉnh tiếp theo.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao không chỉ sử dụng ngân hàng tụ điện tại trung tâm sạc?

Vì tải thay đổi liên tục. Một ngân hàng chuyển đổi theo từng giai đoạn và dao động trên hồ sơ biến động, tạo ra các bước điện áp của riêng nó. Một bộ chuyển đổi theo dõi tải liên tục, đó là những gì giới hạn nhấp nháy yêu cầu.

Việc bù cần nhanh đến mức nào?

Đủ nhanh để phản ứng trong khoảng thời gian được sử dụng để đánh giá nhấp nháy, thường là vài mili giây. Một bộ chuyển đổi được định mức cho phản ứng nhanh bao gồm các bước bộ sạc và máy nén khởi động; một ngân hàng theo giai đoạn thì không thể, bất kể tổng kVAr của nó.

Tôi có thể sử dụng một SVG cho nhiều tòa nhà không?

Về mặt kỹ thuật là có nếu chúng chia sẻ một điểm cung cấp và việc bù được đo tại điểm đó. Trên thực tế, các đơn vị phân tán thường cung cấp hỗ trợ điện áp cục bộ tốt hơn và tránh dòng điện phản kháng lưu thông giữa các bảng.

Việc bù phản kháng có giúp giảm định mức bộ sạc không?

Nó có thể, bằng cách giữ điện áp đầu vào trong dải dung sai của bộ sạc. Việc nó có giúp hay không phụ thuộc vào logic giảm định mức của bộ sạc và nguyên nhân của độ lệch điện áp, vì vậy hãy đo trước và sau để xác nhận.

Điều gì xảy ra với ngân hàng tụ điện hiện có của tôi?

Giữ nó nếu nó hoạt động tốt và được điều chỉnh đúng cách, và để nó đảm nhận nhu cầu phản kháng cơ bản. Thêm bộ chuyển đổi cho thành phần động. Nếu ngân hàng không được điều chỉnh và địa điểm có sóng hài, hãy xem xét lại nó trước.

Làm thế nào để tôi chứng minh sự cải thiện?

Ghi lại bài kiểm tra bước trước và sau ở cùng điều kiện tải, ghi lại biến động điện áp và thời gian ổn định. Các tiện ích và chủ sở hữu tòa nhà chấp nhận dấu vết đo được dễ dàng hơn nhiều so với các dự báo tính toán.

Kết luận

Các trung tâm sạc và các tòa nhà thương mại hiện đại trình bày một hồ sơ phản kháng được tạo thành từ các bước, không phải giá trị trung bình. Một ngân hàng theo giai đoạn không thể theo kịp nó, và một ngân hàng quá khổ sẽ bù quá mức ở tải nhẹ. Một bộ chuyển đổi cung cấp dòng điện phản kháng liên tục, giảm biến động điện áp tại nguồn và có thể được kết nối song song khi địa điểm phát triển. Định cỡ theo bước phản kháng lớn nhất, phối hợp với hiệu chỉnh hiện có và với bộ điều khiển trang web, và chứng minh kết quả bằng bài kiểm tra bước.

Lập kế hoạch bù phản kháng cho trung tâm hoặc tòa nhà? Gửi cho chúng tôi lịch trình tải, dữ liệu máy biến áp và nhật ký chất lượng điện, và chúng tôi sẽ định cỡ bộ chuyển đổi, xác nhận tương tác với hiệu chỉnh hiện có và đề xuất quy trình xác minh. Yêu cầu xem xét định cỡ.