10 ms alatti STS kapcsolás magyarázata: MS-MPPT400-2 vs MS-TS500-2

A tíz ezredmásodperc, amely eldönti, hogy egy webhely áram alatt marad-e

A hálózati hiba nem jelenti be magát. Egyik pillanatban a webhely a segédprogramból merít; a következőben a feszültség összeomlik, és minden lefelé irányuló terhelés olyan résnek van kitéve, amelyet nem tud elviselni. Egy adatközpont, egy hűtőraktár vagy egy gyártósor esetében a ciklus közepén ennek a résnek egyszámjegyű ezredmásodpercek alatt kell bezárnia – nem másodpercek alatt, nem pedig „olyan gyorsan, ahogy a generátor fel tud pörgetni”. Ez az a speciális mérnöki probléma, amelyet az STS (statikus átviteli kapcsoló) réteg old meg, és ez az oka annak, hogy a Deye MC-L430 platform két, erre a célra épített szekrény köré épül: az MS-MPPT400-2 és az MS-TS500-2, mindkettő 10 ms alatti átvitelre van méretezve.

Ez a két szekrény hasonlóan néz ki egy adatlapon – mindkettő kezeli a rácsot, a generátort és a terhelésmegszakítókat; mindkettő egyszámjegyű ezredmásodperces kapcsolást követel – de különböző problémákat old meg. Az egyik kombinálja a PV bemenetet a kapcsolással egyetlen házban. A másik egy dedikált, nagyobb kapacitású kapcsolószekrény, amely egyáltalán nem rendelkezik PV funkcióval. Ennek a megkülönböztetésnek az alkalmazása határozza meg, hogy egy webhely váltási architektúrája valóban megfelel-e a generációs keverékének.

Mit csinál valójában egy statikus átviteli kapcsoló?

A statikus átviteli kapcsoló nem mozgatja mechanikusan az érintkezőt, ahogy a hagyományos automatikus átviteli kapcsoló teszi. Szilárdtest kapcsolást használ a forrás meghibásodásának észlelésére, és átirányítja a terhelést egy alternatív forráshoz, mielőtt a terhelés észlelné a megszakítást. Ez a mechanizmus a platform mögött ≤10 ms kapcsolási idő a hálózaton és a hálózaton kívüli üzemmód között – elég gyors ahhoz, hogy a legtöbb érzékeny elektronikus terhelés egyáltalán nem regisztrálja az átmenetet.

Az MS-MPPT400-2 és az MS-TS500-2 is ugyanarra a kapcsolómagra épül, de mindegyik szekrény másképp helyezi el körülötte a megszakítókat attól függően, hogy mi másra van szüksége a ház megosztásához.

MS-MPPT400-2: Kapcsolás és szoláris bemenet egy szekrényben

Az MS-MPPT400-2 két olyan funkciót egyesít, amelyekhez egyébként külön hardverre lenne szükség: egy kétcsatornás MPPT fokozat, amely akár 400 kW-os PV bemenetet (2 x 200 kW) kezel, és egy STS fokozat, amely 400 kW névleges teljesítményt nyújt a terhelés, a hálózat és az olajmotor csatlakozásain keresztül. A fotovoltaikus oldalon 800 V DC maximális bemeneti feszültséget, 180–750 V DC MPPT feszültségtartományt és 200 V indítási feszültséget futtat – elég széles ahhoz, hogy külön PV inverter nélkül is elférjen egy sor sztring konfigurációban.

A szekrényen belüli megszakító elrendezése ezt a kettős szerepet tükrözi: a dedikált MPPT-megszakító és a hálózati megszakító a bypass-megszakító, a generátor-megszakító, a terhelés-megszakító és a PCS-megszakító mellett helyezkednek el – mindezt a belső STS-logika koordinálja. Ez a rengeteg kapcsolási intelligencia egyetlen 1000 x 1000 x 2450 mm-es házba csomagolva, és ez a szekrény pontosan ezért jelenik meg az egyenáramú csatolású elrendezésekben, ahol a PV-nek, az akkumulátornak és a kapcsolásnak a váltakozó áramú összekapcsolás egyetlen pontján kell megosztania három különálló szekrény helyett.

MS-TS500-2: Dedikált kapcsolószekrény nagyobb terhelésekhez

Az MS-TS500-2 teljesen kihagyja a PV funkciót, és egy feladatra összpontosít: a hálózat, a generátor és a terhelés közötti váltásra magasabb névleges érték mellett, mint amit az MPPT-be integrált szekrény tud nyújtani. Névleges teljesítménye 500 kW a terhelés, a rács és az olajmotor csatlakozásain keresztül – 100 kW-tal nagyobb belmagasság, mint az MS-MPPT400-2 – 1000 A névleges gyűjtősínnel és 200 A leágazó gyűjtősínnel, és 1000 V DC szigeteléssel működik.

Gyakorlatilag: ha egy telephelyen egy különálló egyenáramú MPPT-szekrényen keresztül már kezelik a fotovoltaikus energiát, vagy egyáltalán nincs PV - például egy tiszta akkumulátor plusz generátoros tartalék telepítés -, az MS-TS500-2 nagyobb kapcsolási kapacitást biztosít anélkül, hogy fizetne egy használaton kívüli PV fokozatért.

Választás közöttük a webhely topológiája alapján

A döntés általában azon múlik, hogy egy szekrénynek hány funkciót kell felvennie, és mekkora kapcsolási kapacitást igényel a terhelés. Az N≤2 szekrénykonfigurációval rendelkező, kritikus terheléseket védő tartalék-tápellátás általában párosítja az akkumulátorszekrényeket egy MS-TS500-2-vel, amely az EMS-koordinált akkumulátorbank és a transzformátor között helyezkedik el – az adott láncban nincs PV, így nincs ok az MPPT hardver szállítására.

A PV-tároló-generátor mikrorács ezzel szemben hajlamos az MS-MPPT400-2-n keresztül vezetni, mivel amúgy is szüksége van a fotovoltaikus bemeneti fokozatra, és az integrált STS eggyel kevesebb szekrényt jelent a telepítéshez, bekötéshez és üzembe helyezéshez. A dízel-támogatású hálózaton kívüli telepítésben ugyanaz az MS-MPPT400-2 kezeli mindhárom átviteli útvonalat – a hálózatot, a generátort és a PV-vel táplált akkumulátort – egyetlen házból, így a kapcsolási topológia kompakt marad, még akkor is, ha a generációs keverék egyre bonyolultabb.

Egyik szekrény sem működik elszigetelten az EMS rétegtől. Mindkettő jelenti az állapotot és fogadja a vezérlőjeleket ugyanazon az RS485/Modbus TCP/DIDO gerinchálózaton keresztül, amelyet a platform többi része is használ, ami lehetővé teszi az EMS számára, hogy az átviteli döntést az akkumulátor töltöttségi állapotával és terhelési prioritásával koordinálja, ahelyett, hogy pusztán feszültségküszöbre kapcsolna.

Miért fontosabb a 10 ms alatti idő, mint amilyennek hangzik?

Tíz ezredmásodperc nagyjából fél ciklus 50 Hz-en. Ez a küszöb nem önkényes – úgy van beállítva, hogy a legvalószínűbb, hogy egy megszakítás miatt megsérüljön vagy megszakadjon a berendezés áthaladási tűréshatára: változtatható frekvenciájú meghajtók, UPS által támogatott IT-terhelések és precíziós gyártásvezérlők, amelyek minden feszültségkiesést hibaállapotként kezelnek, és védekező módon leállnak. Egy 100 ms-hoz vagy akár 50 ms-ig tartó kapcsoló még akkor is kioldhatja a védelmi leállást, ha az áramellátás technikailag soha nem tűnt el teljesen.

Ez az oka annak is, hogy a kapcsolási funkciót saját hardverkategóriaként kezelik, nem pedig a PCS-be vagy az akkumulátorszekrénybe hajtogatva. Egy dedikált STS-sel felszerelt szekrénybe szigetelve – legyen az MS-MPPT400-2 vagy MS-TS500-2 – azt jelenti, hogy a váltási döntésnek nem kell várakoznia az akkumulátoroldali logikára vagy a PCS-szinkronizálásra, ahonnan a gyakorlatban a 10 ms alatti szám származik.

A hardver ezen generációja mögött meghúzódó csatornaarchitektúra és kapcsolási specifikációk mélyebb lebontásához a platformé 8 csatornás MPPT és 500 kW STS specifikáció bontása részletesebben foglalkozik a kapcsolási hardverrel. Azon csapatok számára, akik azt értékelik, hogy ez a kapcsolási réteg hogyan illeszkedik az akkumulátor teljes üzembe helyezéséhez, annál szélesebb C&I ESS megoldás felállás ez a kiindulópont a szekrények számának, a csatolási módnak és a kapcsolási kapacitásnak egy adott helyhez való egyeztetéséhez.