डिजेल जेनेरेटर सेट र ऊर्जा भण्डारण बीचको सम्बन्धको समस्याको विश्लेषण

डिजेल जेनेरेटर सेट र ऊर्जा भण्डारण प्रणालीको अन्तरसम्बन्ध सम्बन्धी चार मुख्य मुद्दाहरूको विस्तृत अंग्रेजी व्याख्या यहाँ दिइएको छ। यो हाइब्रिड ऊर्जा प्रणाली (जसलाई प्रायः "डिजेल + भण्डारण" हाइब्रिड माइक्रोग्रिड भनिन्छ) दक्षता सुधार गर्न, इन्धन खपत घटाउन र स्थिर बिजुली आपूर्ति सुनिश्चित गर्न एक उन्नत समाधान हो, तर यसको नियन्त्रण अत्यन्त जटिल छ।

मुख्य मुद्दाहरूको सिंहावलोकन

1. १०० मिलिसेकेन्ड रिभर्स पावर समस्या: डिजेल जेनेरेटरमा ब्याक-फिडिङ पावरबाट ऊर्जा भण्डारणलाई कसरी रोक्ने, यसरी यसलाई सुरक्षित गर्ने।
2. निरन्तर पावर आउटपुट: डिजेल इन्जिनलाई यसको उच्च-दक्षता क्षेत्रमा कसरी निरन्तर चलाइराख्ने।
3. ऊर्जा भण्डारणको अचानक विच्छेदन: ऊर्जा भण्डारण प्रणाली अचानक नेटवर्कबाट खस्दा हुने प्रभावलाई कसरी सम्हाल्ने?
4. प्रतिक्रियाशील शक्ति समस्या: भोल्टेज स्थिरता सुनिश्चित गर्न दुई स्रोतहरू बीच प्रतिक्रियाशील शक्ति साझेदारी कसरी समन्वय गर्ने।

१. १०० मिलिसेकेन्ड रिभर्स पावर समस्या

समस्याको विवरण:
जब विद्युतीय ऊर्जा ऊर्जा भण्डारण प्रणाली (वा भार) बाट डिजेल जेनेरेटर सेट तिर फर्कन्छ तब उल्टो शक्ति हुन्छ। डिजेल इन्जिनको लागि, यसले "मोटर" जस्तै काम गर्छ, जसले इन्जिनलाई चलाउँछ। यो अत्यन्तै खतरनाक छ र यसले निम्न परिणामहरू निम्त्याउन सक्छ:

• यान्त्रिक क्षति: इन्जिनको असामान्य ड्राइभिङले क्र्याङ्कशाफ्ट र कनेक्टिङ रड जस्ता कम्पोनेन्टहरूलाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ।
• प्रणाली अस्थिरता: डिजेल इन्जिनको गति (फ्रिक्वेन्सी) र भोल्टेजमा उतारचढाव आउँछ, जसले गर्दा बन्द हुने सम्भावना हुन्छ।

डिजेल जेनेरेटरहरूमा ठूलो मेकानिकल जडत्व हुन्छ र तिनीहरूको गति नियन्त्रण प्रणालीहरूले ढिलो प्रतिक्रिया दिन्छन् (सामान्यतया सेकेन्डको क्रममा)। यो विद्युतीय ब्याक-फ्लोलाई द्रुत रूपमा दबाउन तिनीहरू आफैंमा भर पर्न सक्दैनन्। यो कार्य ऊर्जा भण्डारण प्रणालीको अल्ट्रा-फास्ट रेस्पोन्सिङ पावर कन्भर्जन सिस्टम (PCS) द्वारा ह्यान्डल गर्नुपर्छ।

समाधान:

• मुख्य सिद्धान्त: "डिजेलले नेतृत्व गर्छ, भण्डारण पछ्याउँछ।" सम्पूर्ण प्रणालीमा, डिजेल जेनेरेटर सेटले "ग्रिड" जस्तै भोल्टेज र फ्रिक्वेन्सी सन्दर्भ स्रोत (अर्थात्, V/F नियन्त्रण मोड) को रूपमा काम गर्दछ। ऊर्जा भण्डारण प्रणाली स्थिर शक्ति (PQ) नियन्त्रण मोडमा सञ्चालन हुन्छ, जहाँ यसको आउटपुट शक्ति केवल मास्टर नियन्त्रकबाट आदेशहरू द्वारा निर्धारण गरिन्छ।
• नियन्त्रण तर्क:
  1. वास्तविक-समय अनुगमन: प्रणाली मास्टर नियन्त्रक (वा भण्डारण PCS आफैं) ले आउटपुट पावर निगरानी गर्दछ (डिजेल) र डिजेल जेनेरेटरको दिशा वास्तविक समयमा धेरै उच्च गतिमा (जस्तै, प्रति सेकेन्ड हजारौं पटक)।
  2. पावर सेटपोइन्ट: ऊर्जा भण्डारण प्रणालीको लागि पावर सेटपोइन्ट (P_सेट) सन्तुष्ट हुनुपर्छ:पी_लोड(कुल लोड पावर) =डिजेल+P_सेट.
  3. द्रुत समायोजन: जब भार अचानक घट्छ, जसले गर्दाडिजेलनकारात्मक प्रवृत्ति हुनको लागि, नियन्त्रकले केही मिलिसेकेन्ड भित्र भण्डारण PCS लाई यसको डिस्चार्ज पावर तुरुन्तै घटाउन वा अवशोषित पावर (चार्जिङ) मा स्विच गर्न आदेश पठाउनु पर्छ। यसले ब्याट्रीहरूमा अतिरिक्त ऊर्जा अवशोषित गर्दछ, सुनिश्चित गर्दैडिजेलसकारात्मक रहन्छ।
• प्राविधिक सुरक्षा उपायहरू:
  • उच्च-गति सञ्चार: न्यूनतम आदेश ढिलाइ सुनिश्चित गर्न डिजेल नियन्त्रक, भण्डारण PCS, र प्रणाली मास्टर नियन्त्रक बीच उच्च-गति सञ्चार प्रोटोकलहरू (जस्तै, CAN बस, द्रुत इथरनेट) आवश्यक पर्दछ।
  • PCS द्रुत प्रतिक्रिया: आधुनिक भण्डारण PCS एकाइहरूमा १०० मिलिसेकेन्ड भन्दा धेरै छिटो पावर प्रतिक्रिया समय हुन्छ, प्रायः १० मिलिसेकेन्ड भित्र, जसले गर्दा यो आवश्यकता पूरा गर्न पूर्ण रूपमा सक्षम हुन्छ।
  • अनावश्यक सुरक्षा: नियन्त्रण लिङ्कभन्दा बाहिर, डिजेल जेनेरेटर आउटपुटमा अन्तिम हार्डवेयर अवरोधको रूपमा सामान्यतया रिभर्स पावर सुरक्षा रिले स्थापना गरिन्छ। यद्यपि, यसको सञ्चालन समय केही सय मिलिसेकेन्ड हुन सक्छ, त्यसैले यसले मुख्यतया ब्याकअप सुरक्षाको रूपमा काम गर्दछ; कोर द्रुत सुरक्षा नियन्त्रण प्रणालीमा निर्भर गर्दछ।

२. स्थिर पावर आउटपुट

समस्याको विवरण:
डिजेल इन्जिनहरूले आफ्नो मूल्याङ्कन गरिएको शक्तिको लगभग ६०%-८०% को लोड दायरा भित्र उच्चतम इन्धन दक्षता र न्यूनतम उत्सर्जनमा काम गर्छन्। कम भारले "भिजेको स्ट्याकिङ" र कार्बन निर्माण निम्त्याउँछ, जबकि उच्च भारले इन्धन खपतमा नाटकीय रूपमा वृद्धि गर्छ र आयु घटाउँछ। लक्ष्य भनेको डिजेललाई लोड उतारचढावबाट अलग गर्नु हो, यसलाई कुशल सेटपोइन्टमा स्थिर राख्नु हो।

समाधान:

• "पीक सेभिङ एण्ड भ्याली फिलिंग" नियन्त्रण रणनीति:
  1. आधार बिन्दु सेट गर्नुहोस्: डिजेल जेनेरेटर सेट यसको इष्टतम दक्षता बिन्दुमा (जस्तै, मूल्याङ्कन गरिएको पावरको ७०%) स्थिर पावर आउटपुट सेटमा सञ्चालन हुन्छ।
  2. भण्डारण नियमन:
     • जब लोड डिमान्ड > डिजेल सेटपोइन्ट: कम पावर (पी_लोड - पी_डिजेल_सेट) ऊर्जा भण्डारण प्रणाली डिस्चार्जिंग द्वारा पूरक छ।
     • जब लोड डिमान्ड <डिजेल <सेटपोइन्ट: अतिरिक्त पावर (पी_डिजेल_सेट - पी_लोड) ऊर्जा भण्डारण प्रणाली चार्जिङ द्वारा अवशोषित हुन्छ।
• प्रणालीका फाइदाहरू:
  • डिजेल इन्जिन उच्च दक्षतामा निरन्तर चल्छ, सहज रूपमा, यसको आयु बढाउँछ र मर्मत लागत घटाउँछ।
  • ऊर्जा भण्डारण प्रणालीले तीव्र भार उतारचढावलाई सहज बनाउँछ, बारम्बार डिजेल लोड परिवर्तनका कारण हुने अक्षमता र घिस्रनलाई रोक्छ।
  • समग्र इन्धन खपत उल्लेखनीय रूपमा कम भएको छ।

३. ऊर्जा भण्डारणको अचानक विच्छेदन

समस्याको विवरण:
ब्याट्रीको विफलता, PCS गल्ती, वा सुरक्षा ट्रिपको कारणले गर्दा ऊर्जा भण्डारण प्रणाली अचानक अफलाइन हुन सक्छ। भण्डारणद्वारा पहिले ह्यान्डल गरिएको बिजुली (उत्पादन गर्ने वा खपत गर्ने) तुरुन्तै पूर्ण रूपमा डिजेल जेनेरेटर सेटमा स्थानान्तरण हुन्छ, जसले गर्दा ठूलो पावर झट्का सिर्जना हुन्छ।

जोखिमहरू:

• यदि भण्डारण डिस्चार्ज भइरहेको थियो (भारलाई समर्थन गर्दै), यसको विच्छेदनले पूर्ण भार डिजेलमा स्थानान्तरण गर्दछ, सम्भावित रूपमा ओभरलोड, फ्रिक्वेन्सी (गति) ड्रप, र सुरक्षात्मक बन्द हुन सक्छ।
• यदि भण्डारण चार्ज भइरहेको थियो (अतिरिक्त शक्ति सोसिरहेको थियो), यसको विच्छेदनले डिजेलको अतिरिक्त शक्तिलाई कतै जाने ठाउँ छोड्छ, सम्भावित रूपमा उल्टो शक्ति र ओभरभोल्टेज निम्त्याउँछ, जसले गर्दा बन्द पनि हुन सक्छ।

समाधान:

• डिजेल साइड स्पिनिङ रिजर्भ: डिजेल जेनेरेटर सेटलाई यसको इष्टतम दक्षता बिन्दुको लागि मात्र आकार दिनु हुँदैन। यसमा गतिशील स्पेयर क्षमता हुनुपर्छ। उदाहरणका लागि, यदि अधिकतम प्रणाली लोड १००० किलोवाट छ र डिजेल ७०० किलोवाटमा चल्छ भने, डिजेलको मूल्याङ्कन गरिएको क्षमता ७०० किलोवाट + सबैभन्दा ठूलो सम्भावित चरण लोड (वा भण्डारणको अधिकतम शक्ति) भन्दा बढी हुनुपर्छ, उदाहरणका लागि, १००० किलोवाट एकाइ चयन गरिएको छ, जसले भण्डारण विफलताको लागि ३०० किलोवाट बफर प्रदान गर्दछ।
• द्रुत लोड नियन्त्रण:
  1. प्रणाली वास्तविक-समय अनुगमन: भण्डारण प्रणालीको स्थिति र पावर प्रवाहको निरन्तर निगरानी गर्दछ।
  2. गल्ती पत्ता लगाउने: अचानक भण्डारण विच्छेदन पत्ता लगाएपछि, मास्टर नियन्त्रकले तुरुन्तै डिजेल नियन्त्रकलाई द्रुत लोड घटाउने संकेत पठाउँछ।
  3. डिजेल प्रतिक्रिया: डिजेल नियन्त्रकले तुरुन्तै कार्य गर्दछ (जस्तै, द्रुत गतिमा इन्धन इन्जेक्सन घटाउँदै) नयाँ भारसँग मेल खाने शक्ति कम गर्ने प्रयास गर्न। घुम्ने रिजर्भ क्षमताले यो ढिलो यान्त्रिक प्रतिक्रियाको लागि समय खरिद गर्दछ।
• अन्तिम उपाय: लोडसेडिङ: यदि डिजेलले पावर झट्का धेरै ठूलो छ भने, सबैभन्दा भरपर्दो सुरक्षा भनेको गैर-महत्वपूर्ण भारहरू कम गर्नु हो, महत्वपूर्ण भारहरू र जेनेरेटरको सुरक्षालाई प्राथमिकता दिँदै। प्रणाली डिजाइनमा लोडसेडिङ योजना एक आवश्यक सुरक्षा आवश्यकता हो।

४. प्रतिक्रियाशील शक्ति समस्या

समस्याको विवरण:
प्रतिक्रियाशील शक्ति चुम्बकीय क्षेत्रहरू स्थापना गर्न प्रयोग गरिन्छ र AC प्रणालीहरूमा भोल्टेज स्थिरता कायम राख्नको लागि महत्त्वपूर्ण छ। डिजेल जेनेरेटर र भण्डारण PCS दुवैले प्रतिक्रियाशील शक्ति नियमनमा भाग लिन आवश्यक छ।

• डिजेल जेनेरेटर: यसको उत्तेजना प्रवाह समायोजन गरेर प्रतिक्रियाशील पावर आउटपुट र भोल्टेज नियन्त्रण गर्दछ। यसको प्रतिक्रियाशील पावर क्षमता सीमित छ, र यसको प्रतिक्रिया ढिलो छ।
• भण्डारण PCS: धेरैजसो आधुनिक PCS एकाइहरू चार-चतुर्भुज हुन्छन्, जसको अर्थ तिनीहरूले स्वतन्त्र रूपमा र द्रुत रूपमा प्रतिक्रियाशील शक्ति इन्जेक्ट वा अवशोषित गर्न सक्छन् (यदि तिनीहरूले आफ्नो स्पष्ट पावर रेटिंग kVA भन्दा बढी गर्दैनन् भने)।

चुनौती: कुनै पनि एकाइलाई ओभरलोड नगरी प्रणाली भोल्टेज स्थिरता सुनिश्चित गर्न दुवैलाई कसरी समन्वय गर्ने।

समाधान:

• नियन्त्रण रणनीतिहरू:
  1. डिजेलले भोल्टेज नियन्त्रण गर्छ: डिजेल जेनेरेटर सेट V/F मोडमा सेट गरिएको छ, जुन प्रणालीको भोल्टेज र फ्रिक्वेन्सी सन्दर्भ स्थापना गर्न जिम्मेवार छ। यसले स्थिर "भोल्टेज स्रोत" प्रदान गर्दछ।
  2. भण्डारण प्रतिक्रियाशील नियमनमा भाग लिन्छ (वैकल्पिक):
     • PQ मोड: भण्डारणले सक्रिय पावर मात्र ह्यान्डल गर्छ (P), प्रतिक्रियाशील शक्ति सहित (Q) शून्यमा सेट गरिएको छ। डिजेलले सबै प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रदान गर्दछ। यो सबैभन्दा सरल विधि हो तर डिजेललाई बोझ बनाउँछ।
     • प्रतिक्रियाशील पावर डिस्प्याच मोड: प्रणाली मास्टर नियन्त्रकले प्रतिक्रियाशील पावर आदेशहरू पठाउँछ (Q_set का थप वस्तुहरू) हालको भोल्टेज अवस्थाको आधारमा भण्डारण PCS मा। यदि प्रणाली भोल्टेज कम छ भने, भण्डारणलाई प्रतिक्रियाशील शक्ति इन्जेक्ट गर्न आदेश दिनुहोस्; यदि उच्च छ भने, यसलाई प्रतिक्रियाशील शक्ति अवशोषित गर्न आदेश दिनुहोस्। यसले डिजेलमा पर्ने बोझ कम गर्छ, यसले सक्रिय पावर आउटपुटमा ध्यान केन्द्रित गर्न अनुमति दिन्छ, जबकि राम्रो र छिटो भोल्टेज स्थिरीकरण प्रदान गर्दछ।
     • पावर फ्याक्टर (PF) नियन्त्रण मोड: एक लक्ष्य पावर फ्याक्टर (जस्तै, ०.९५) सेट गरिएको छ, र भण्डारणले डिजेल जेनेरेटरको टर्मिनलहरूमा स्थिर समग्र पावर फ्याक्टर कायम राख्न यसको प्रतिक्रियाशील आउटपुट स्वचालित रूपमा समायोजन गर्दछ।
• क्षमताको विचार: भण्डारण PCS पर्याप्त स्पष्ट पावर क्षमता (kVA) भएको आकारको हुनुपर्छ। उदाहरणका लागि, ४००kW सक्रिय पावर उत्पादन गर्ने ५००kW PCS ले अधिकतम प्रदान गर्न सक्छवर्ग(५००² - ४००²) = ३०० किलोवार्टरप्रतिक्रियाशील शक्तिको। यदि प्रतिक्रियाशील शक्तिको माग उच्च छ भने, ठूलो PCS आवश्यक पर्दछ।

निष्कर्षमा

डिजेल जेनेरेटर सेट र ऊर्जा भण्डारण बीचको स्थिर अन्तरसम्बन्ध सफलतापूर्वक प्राप्त गर्नु पदानुक्रमिक नियन्त्रणमा निर्भर गर्दछ:

1. हार्डवेयर तह: द्रुत-प्रतिक्रिया दिने भण्डारण PCS र उच्च-गति सञ्चार इन्टरफेस भएको डिजेल जेनेरेटर नियन्त्रक चयन गर्नुहोस्।
2. नियन्त्रण तह: "डिजेल सेट V/F गर्छ, भण्डारणले PQ गर्छ" को आधारभूत संरचना प्रयोग गर्नुहोस्। एक उच्च-गति प्रणाली नियन्त्रकले सक्रिय पावर "पिक शेभिङ/भ्याली फिलिंग" र प्रतिक्रियाशील पावर समर्थनको लागि वास्तविक-समय पावर डिस्प्याच गर्दछ।
3. सुरक्षा तह: प्रणाली डिजाइनमा व्यापक सुरक्षा योजनाहरू समावेश हुनुपर्छ: रिभर्स पावर सुरक्षा, ओभरलोड सुरक्षा, र भण्डारणको अचानक विच्छेदनलाई सम्हाल्न लोड नियन्त्रण (लोड शेडिङ पनि) रणनीतिहरू।

माथि वर्णन गरिएका समाधानहरू मार्फत, तपाईंले उठाउनुभएका चार प्रमुख मुद्दाहरूलाई प्रभावकारी रूपमा सम्बोधन गरेर कुशल, स्थिर र भरपर्दो डिजेल-ऊर्जा भण्डारण हाइब्रिड पावर प्रणाली निर्माण गर्न सकिन्छ।