Nuacht - Anailís ar fhadhb an naisc idir tacair gineadóirí díosail agus stóráil fuinnimh

Seo míniú mionsonraithe i mBéarla ar na ceithre phríomhcheist maidir le hidirnascadh tacair gineadóirí díosail agus córais stórála fuinnimh. Is réiteach chun cinn é an córas fuinnimh hibrideach seo (ar a dtugtar micreaghreille hibrideach “Díosail + Stóráil” go minic) chun éifeachtúlacht a fheabhsú, tomhaltas breosla a laghdú, agus soláthar cumhachta cobhsaí a chinntiú, ach tá a rialú an-chasta.

Forbhreathnú ar na Príomhcheisteanna

Fadhb Cumhachta Droim Ar Ais 100ms: Conas cosc a chur ar stóráil fuinnimh cumhacht a bheathú ar ais chuig an ngineadóir díosail, agus é a chosaint ar an gcaoi sin.
Aschur Cumhachta Tairiseach: Conas an t-inneall díosail a choinneáil ag rith go comhsheasmhach ina chrios ardéifeachtúlachta.
Dícheangal Tobann Stórála Fuinnimh: Conas déileáil leis an tionchar a bhíonn ann nuair a thiteann an córas stórála fuinnimh as an líonra go tobann.
Fadhb Cumhachta Imoibríoch: Conas comhroinnt cumhachta imoibríoch idir an dá fhoinse a chomhordú chun cobhsaíocht voltais a chinntiú.

1. An Fhadhb Cumhachta Droim ar Ais 100ms

Cur síos ar an bhfadhb:
Tarlaíonn cumhacht droim ar ais nuair a shreabhann fuinneamh leictreach ón gcóras stórála fuinnimh (nó an t-ualach) ar ais i dtreo an tacair gineadóra díosail. Maidir leis an inneall díosail, feidhmíonn sé seo cosúil le “mótar,” ag tiomáint an innill. Tá sé seo thar a bheith contúirteach agus is féidir leis seo a bheith mar thoradh air:

Damáiste Meicniúil: Is féidir le tiomáint neamhghnácha an innill damáiste a dhéanamh do chomhpháirteanna cosúil leis an gcrann seafta agus na slata ceangail.
Éagobhsaíocht an Chórais: Is cúis le luaineachtaí i luas (minicíocht) agus voltas an innill díosail, rud a d’fhéadfadh múchadh a bheith mar thoradh air.

Tá an riachtanas ann é a réiteach laistigh de 100ms mar gheall ar an táimhe mheicniúil mhór atá ag gineadóirí díosail agus go bhfreagraíonn a gcórais rialaithe luais go mall (de ghnáth thart ar shoicindí). Ní féidir leo brath orthu féin chun an sreabhadh siar leictreach seo a chosc go tapa. Caithfidh Córas Comhshó Cumhachta (PCS) an chórais stórála fuinnimh a bhfuil freagairt thar a bheith gasta aige an tasc a láimhseáil.

Réiteach:

Prionsabal Lárnach: "Treoraíonn díosal, leanann stóráil." Sa chóras ar fad, feidhmíonn an tacar gineadóra díosail mar fhoinse tagartha voltais agus minicíochta (i.e., mód rialaithe V/F), cosúil leis an "eangach." Oibríonn an córas stórála fuinnimh i Mód Rialaithe Cumhachta Tairiseach (PQ), áit a gcinntear a chumhacht aschuir go hiomlán trí orduithe ó mháistir-rialtóir.
Loighic Rialaithe:
1. Monatóireacht Fíor-ama: Déanann máistir-rialtóir an chórais (nó an PCS stórála féin) monatóireacht ar an gcumhacht aschuir (P_díosal) agus treo an ghineadóra díosail i bhfíor-am ag luas an-ard (m.sh., na mílte uair in aghaidh an tsoicind).
2. Pointe Socraithe Cumhachta: An pointe socraithe cumhachta don chóras stórála fuinnimh (P_set) ní mór dó/di a shásamh:P_luchtaigh(cumhacht ualaigh iomlán) =P_díosal+P_set.
3. Coigeartú Tapa: Nuair a laghdaíonn an t-ualach go tobann, rud a fhágann goP_díosalChun treocht dhiúltach a bheith aige, ní mór don rialtóir ordú a sheoladh chuig an ríomhaire stórála laistigh de chúpla milleasoicind chun a chumhacht urscaoilte a laghdú láithreach nó aistriú go cumhacht ionsúite (muirearú). Glacann sé seo an iomarca fuinnimh isteach sna cadhnraí, rud a chinntíonnP_díosalfanann dearfach.
Cosaintí Teicniúla:
- Cumarsáid Ardluais: Tá gá le prótacail chumarsáide ardluais (m.sh., bus CAN, Ethernet tapa) idir an rialtóir díosail, an ríomhaire stórála, agus máistir-rialtóir an chórais chun a chinntiú go mbeidh moill íosta ar orduithe.
- Freagra Tapa PCS: Bíonn amanna freagartha cumhachta i bhfad níos tapúla ná 100ms ag aonaid stórála PCS nua-aimseartha, go minic laistigh de 10ms, rud a fhágann go bhfuil siad lánchumasach an riachtanas seo a chomhlíonadh.
- Cosaint Iomarcach: Taobh amuigh den nasc rialaithe, is gnách go mbíonn athsheachadán cosanta cumhachta droim ar ais suiteáilte ag aschur an ghineadóra díosail mar bhac crua-earraí deiridh. Mar sin féin, d'fhéadfadh a am oibriúcháin a bheith cúpla céad milleasoicind, mar sin feidhmíonn sé go príomha mar chosaint chúltaca; braitheann an chosaint thapa lárnach ar an gcóras rialaithe.

2. Aschur Cumhachta Tairiseach

Cur síos ar an bhfadhb:
Oibríonn innill díosail ag an éifeachtúlacht breosla is airde agus na hastaíochtaí is ísle laistigh de raon ualaigh de thart ar 60%-80% dá gcumhacht rátáilte. Is cúis le "cruachadh fliuch" agus carnadh carbóin le hualaí ísle, agus méadaíonn ualaí arda an tomhaltas breosla go mór agus laghdaíonn siad an saolré. Is é an sprioc an díosal a leithlisiú ó luaineachtaí ualaigh, agus é a choinneáil cobhsaí ag pointe socraithe éifeachtach.

Réiteach:

Straitéis Rialaithe “Bearradh Buaic agus Líonadh Gleann”:
1. Socrú Bonnphointe: Oibrítear an tacar gineadóra díosail ag aschur cumhachta tairiseach atá socraithe ag a phointe éifeachtúlachta is fearr (m.sh., 70% den chumhacht rátáilte).
2. Rialachán Stórála:
  - Nuair a bhíonn Éileamh Ualaigh > Socrú Pointe Díosail: An chumhacht easnamhach (Ualach_P - Tacar_díosail_P) forlíontar é trí urscaoileadh an chórais stórála fuinnimh.
  - Nuair a bhíonn Éileamh Ualaigh < Socrú Pointe Díosail: An chumhacht bhreise (Tacar_díosail_P - Lucht_P) ionsúitear é ag an gcóras stórála fuinnimh atá á mhuirearú.
Buntáistí an Chórais:
- Ritheann an t-inneall díosail go seasta ag ardéifeachtúlacht, go réidh, ag síneadh a shaolré agus ag laghdú costais chothabhála.
- Réidhlíonn an córas stórála fuinnimh luaineachtaí móra ualaigh, rud a chuireann cosc ar an neamhéifeachtúlacht agus an caitheamh de bharr athruithe minice ualaigh díosail.
- Laghdaítear an tomhaltas breosla foriomlán go suntasach.

3. Dícheangal Tobann Stórála Fuinnimh

Cur síos ar an bhfadhb:
D’fhéadfadh an córas stórála fuinnimh titim as líne go tobann mar gheall ar theip ceallraí, locht PCS, nó tuisleanna cosanta. Aistrítear an chumhacht a bhí á láimhseáil ag an stóráil roimhe seo (cibé acu a bhí sí ag giniúint nó ag ídiú) go hiomlán láithreach chuig an tacar gineadóra díosail, rud a chruthaíonn turraing chumhachta ollmhór.

Rioscaí:

Dá mbeadh an stóras ag díluchtú (ag tacú leis an ualach), aistríonn a dhícheangal an t-ualach iomlán chuig an díosal, rud a d’fhéadfadh ró-ualach, titim minicíochta (luas), agus múchadh cosanta a chur faoi deara.
Dá mbeadh an stóras ag muirearú (ag ionsú barraíocht cumhachta), fágann a dhícheangal nach mbeadh aon áit le dul ag barraíocht chumhacht an díosail, rud a d’fhéadfadh cumhacht droim ar ais agus róvoltas a chur faoi deara, rud a chuirfeadh múchadh faoi deara freisin.

Réiteach:

Cúlchiste Rothlach Taobh Díosail: Ní mór an tacar gineadóra díosail a mhéidiú dá phointe éifeachtúlachta is fearr amháin. Ní mór acmhainn spártha dinimiciúil a bheith aige. Mar shampla, más é 1000kW an t-ualach córais uasta agus má ritheann an díosal ag 700kW, ní mór acmhainn rátáilte an díosail a bheith níos mó ná 700kW + an t-ualach céime is mó a d'fhéadfadh a bheith ann (nó uaschumhacht an stórais), m.sh., aonad 1000kW roghnaithe, ag soláthar maolán 300kW le haghaidh teipe stórais.
Rialú Luchta Tapa:
1. Monatóireacht Fíor-ama ar an gCóras: Déanann sé monatóireacht leanúnach ar stádas agus ar shreabhadh cumhachta an chórais stórála.
2. Brath Lochtanna: Nuair a bhraitear dícheangal tobann stórála, seolann an máistir-rialaitheoir comhartha laghdaithe ualaigh thapa chuig an rialtóir díosail láithreach.
3. Freagairt Díosail: Gníomhaíonn an rialtóir díosail láithreach (m.sh., ag laghdú insteallta breosla go tapa) chun iarracht a dhéanamh an chumhacht a ísliú chun freastal ar an ualach nua. Ceannaíonn an cumas cúltaca sníomhach am don fhreagairt mheicniúil níos moille seo.
Rogha Dheiridh: Scriosadh Ualaigh: Má tá an turraing chumhachta ró-mhór don díosal a láimhseáil, is é an chosaint is iontaofa ná ualaí neamhchriticiúla a scriosadh, ag tabhairt tosaíochta do shábháilteacht ualaí criticiúla agus an ghineadóra féin. Is riachtanas cosanta riachtanach é scéim scriosadh ualaigh i ndearadh an chórais.

4. Fadhb Cumhachta Imoibríoch

Cur síos ar an bhfadhb:
Úsáidtear cumhacht imoibríoch chun réimsí maighnéadacha a bhunú agus tá sí ríthábhachtach chun cobhsaíocht voltais a choinneáil i gcórais AC. Caithfidh an gineadóir díosail agus an PCS stórála araon páirt a ghlacadh i rialáil na cumhachta imoibríche.

Gineadóir Díosail: Rialaíonn sé aschur cumhachta imoibríoch agus voltas trína shruth spreagtha a choigeartú. Tá a chumas cumhachta imoibríoch teoranta, agus tá a fhreagairt mall.
PCS Stórála: Is ceithre cheathrú iad formhór na n-aonad PCS nua-aimseartha, rud a chiallaíonn gur féidir leo cumhacht imoibríoch a instealladh nó a ionsú go neamhspleách agus go tapa (ar choinníoll nach sáraíonn siad a rátáil chumhachta dealraitheach kVA).

Dúshlán: Conas an dá rud a chomhordú chun cobhsaíocht voltais an chórais a chinntiú gan ró-ualach a chur ar cheachtar aonad.

Réiteach:

Straitéisí Rialaithe:
1. Rialaíonn Díosal Voltas: Socraítear an tacar gineadóra díosail go mód V/F, atá freagrach as tagairt voltais agus minicíochta an chórais a bhunú. Soláthraíonn sé “foinse voltais” chobhsaí.
2. Glacann Stóráil Páirt i Rialáil Imoibríoch (Roghnach):
  - Mód PQ: Ní láimhseálann an stóráil ach cumhacht ghníomhach (P), le cumhacht imoibríoch (Q) socraithe go náid. Soláthraíonn an díosal an chumhacht imoibríoch go léir. Seo an modh is simplí ach cuireann sé ualach ar an díosal.
  - Mód Seolta Cumhachta Imoibríoch: Seolann máistir-rialtóir an chórais orduithe cumhachta imoibríoch (Tacar_Q) chuig an stóras PCS bunaithe ar choinníollacha voltais reatha. Má tá voltas an chórais íseal, ordaigh don stóras cumhacht imoibríoch a instealladh; má tá sé ard, ordaigh dó cumhacht imoibríoch a ionsú. Laghdaíonn sé seo an t-ualach ar an díosal, rud a ligeann dó díriú ar aschur cumhachta gníomhaí, agus cobhsú voltais níos míne agus níos tapúla á sholáthar aige ag an am céanna.
  - Mód Rialaithe Fachtóir Cumhachta (PF): Socraítear fachtóir cumhachta sprice (m.sh., 0.95), agus déanann an stóráil a aschur imoibríoch a choigeartú go huathoibríoch chun fachtóir cumhachta foriomlán tairiseach a choinneáil ag críochfoirt an ghineadóra díosail.
Breithniú Cumais: Ní mór go mbeadh méid leordhóthanach cumhachta dealraitheach (kVA) ag an PCS stórála. Mar shampla, is féidir le PCS 500kW a aschurann 400kW de chumhacht ghníomhach uasmhéid de ... a sholátharrt cearnach(500² - 400²) = 300kVArcumhachta imoibríoch. Má tá an t-éileamh ar chumhacht imoibríoch ard, tá PCS níos mó ag teastáil.

Achoimre

Braitheann sé ar rialú ordlathach chun idirnascadh cobhsaí a bhaint amach idir tacar gineadóra díosail agus stóráil fuinnimh:

Ciseal Crua-earraí: Roghnaigh PCS stórála freagartha go tapa agus rialtóir gineadóra díosail le comhéadain chumarsáide ardluais.
Ciseal Rialaithe: Bain úsáid as ailtireacht bhunúsach de “Socraíonn díosal V/F, déanann stóráil PQ.” Déanann rialtóir córais ardluais seolta cumhachta fíor-ama le haghaidh “bearrtha buaic/líonadh gleannta” cumhachta gníomhaí agus tacaíocht chumhachta imoibríoch.
Ciseal Cosanta: Ní mór pleananna cosanta cuimsitheacha a bheith san áireamh i ndearadh an chórais: cosaint cumhachta droim ar ais, cosaint ró-ualaigh, agus straitéisí rialaithe ualaigh (fiú sceitheadh ualaigh) chun déileáil le dícheangal tobann stórála.

Trí na réitigh a thuairiscítear thuas, is féidir aghaidh a thabhairt go héifeachtach ar na ceithre phríomhcheist a ardaigh tú chun córas cumhachta hibrideach stórála fuinnimh díosail atá éifeachtach, cobhsaí agus iontaofa a thógáil.