Ca un sistem de alimentare distribuit flexibil și eficient, sistemul microgrid este utilizat pe scară largă în centrele de date, producția industrială, instalațiile medicale și alte domenii pentru a asigura o sursă de alimentare stabilă pentru sarcini critice. În sistemele microgrid, dispozitivele de comutare a energiei electrice sunt una dintre componentele de bază care asigură continuitatea și fiabilitatea sursei de energie. Printre aceștia, comutatorul de transfer static (STS) și comutatorul de transfer automat (ATS) sunt două dispozitive comune de comutare a puterii. Au diferențe semnificative în funcționalitate, scenarii de aplicare și performanță. Acest articol se va aprofunda în rolurile și diferențele dintre STS și ATS în sistemele microgrid.
1 Ce este un microgrid
(1) definiția și structura microgridului
Un microgrid este un sistem mic de generare și distribuție a energiei electrice, compus din surse de energie distribuite (cum ar fi fotovoltaice solare, energie eoliană, hidroenergetice mici, etc.), dispozitive de stocare a energiei (cum ar fi baterii, supercapacitoare etc.), convertoare electronice electronice de putere (cum ar fi invertoare, rectificatori, etc.), încărcături și monitorizare și dispozitive de protecție. Poate funcționa în paralel cu rețeaua electrică sau în mod independent în modul insulă, cu modul de funcționare flexibil și eficiența de utilizare a energiei ridicate.
(2) Modul de funcționare al sistemului microgrid
Modul de funcționare conectat la rețea: În modul de funcționare conectat la rețea, microgridul este conectat la grila principală, iar sursele de alimentare distribuite din microgrid pot furniza energie la încărcările locale. Excesul de energie electrică poate fi transmisă și la rețeaua principală. În același timp, când generarea de energie din microgrid este insuficientă, grila mare poate oferi suport de putere microgridului.
Modul de funcționare a insulei: Când există o defecțiune sau o întrerupere de energie planificată în rețeaua electrică, microgridul poate fi deconectat de la rețeaua electrică și să intre în modul de funcționare insulei. În modul de funcționare insulită, microgridurile se bazează pe propriile surse de energie distribuite și dispozitive de stocare a energiei pentru a menține sursa de alimentare la încărcările locale, asigurând funcționarea normală a sarcinilor critice.
2 Definiția STS și ATS
1. Comutator de transfer static (STS)
STS (comutator de transfer static) este un dispozitiv de comutare a puterii bazat pe circuite electronice, utilizat în principal pentru a realiza comutarea rapidă și perfectă între două surse independente de curent alternativ. Componentele sale de bază includ o placă de control inteligentă, tiristori de mare viteză și întrerupătoare.
2. Comutator automat de transfer (ATS)
ATS (comutator de transfer automat) este un dispozitiv mecanic de comutare a energiei electrice utilizat în principal în sistemele de alimentare de urgență pentru a comuta automat circuitul de încărcare de la o sursă de alimentare la o altă sursă de alimentare de rezervă. Componentele de execuție de comutare sunt de obicei contactori sau întrerupătoare.
3 Rolul STS și ATS
(1) Rolul STS
1. Comutarea rapidă
STS poate trece rapid la sursa de alimentare de rezervă în cazul unei eșecuri principale, cu un timp de comutare care nu depășește de obicei 8 milisecunde și poate ajunge chiar la 1\/4 ciclu (mai puțin sau egal cu 5 milisecunde). Această capacitate de comutare rapidă asigură funcționarea neîntreruptă a dispozitivelor electronice de precizie, evitând pierderea datelor sau deteriorarea echipamentelor cauzate de întreruperile de energie.
2. Fiabilitate ridicată
STS -ul de alimentare este potrivit pentru aplicații care necesită o calitate extrem de ridicată a energiei, cum ar fi centrele de date, stațiile de bază de comunicare, laboratoarele, etc. Poate furniza sursă de alimentare cu autobuz dublu pentru sarcini de energie unică, îmbunătățind redundanța sistemului de alimentare cu energie electrică.
3. Compatibil cu mai multe surse de putere
ST -urile pot obține comutarea perfectă între UPS și UPS, UPS și generator, UPS și puterea de rețea și puterea de alimentare către puterea de rețea, oferind suport de putere fiabil pentru echipamentele din medii de putere complexe.
(2) Rolul ATS
1. Comutarea de rezervă de urgență
ATS este utilizat în principal în sistemele de alimentare cu energie de urgență. Când sursa principală de alimentare eșuează, aceasta trece automat la sursa de alimentare de rezervă pentru a asigura funcționarea continuă a sarcinilor importante. Timpul său de comutare este de obicei peste 100 de milisecunde, potrivit pentru încărcături care sunt insensibile la scurte întreruperi de putere, cum ar fi iluminatul, motoarele etc.
2. fiabilitatea structurii mecanice
ATS adoptă comutarea mecanică a contactului, care are o capacitate puternică anti-interferență și o rată de succes ridicată de comutare. Structura sa este simplă, costul de întreținere este scăzut și este potrivit pentru comutarea sarcinilor grele.
3.. Utilizat pe scară largă
ATS este utilizat pe scară largă în producția industrială, centrele de date, spitalele și alte ocazii care necesită o alimentare continuă, în special în scenarii în care viteza de comutare nu este mare.
4 Diferența dintre STS și ATS
(1) Viteza de comutare
STS: Viteza de comutare este extrem de rapidă, de obicei între 5 milisecunde și 8 milisecunde, potrivite pentru dispozitivele sensibile la întreruperile de putere.
ATS: Viteza de comutare este lentă, de obicei peste 100 de milisecunde și poate ajunge chiar la 1,5 secunde, potrivită pentru încărcături care nu sunt sensibile la scurte întreruperi de putere.
(2) Metoda de comutare
STS: Folosind întrerupătoare electronice (tiristori de mare viteză) pentru a realiza comutarea, procesul de comutare este „mai întâi oprit și apoi pornit”, ceea ce poate realiza comutarea perfectă.
ATS: Comutarea se realizează folosind contacte mecanice (contactori sau întrerupătoare), iar procesul de comutare se bazează pe acțiune mecanică, ceea ce poate duce la scurte întreruperi de putere.
(3) Scenarii de aplicație
STS: Potrivit pentru ocazii cu cerințe extrem de ridicate pentru calitatea puterii, cum ar fi centrele de date, stațiile de bază de comunicare, instrumentele de precizie etc.
ATS: Potrivit pentru ocazii care nu sunt sensibile la scurte întreruperi de energie, cum ar fi producția industrială, spitale, iluminat etc.
(4) fiabilitate
STS: Metoda de comutare a comutatorului electronic o face mai sensibilă la factori precum interferența și temperatura electromagnetică, dar viteza de comutare și siguranța sunt mai mari.
ATS: Metoda de comutare a contactului mecanic îi oferă o capacitate mai puternică anti-interferență, dar pot apărea defecțiuni din cauza uzurii de contact, a creșterii temperaturii și a problemelor de încălzire.
(5) Cost și întreținere
STS: Costul echipamentului este relativ mare, dar întreținerea este relativ simplă.
ATS: Costul echipamentului este relativ scăzut, dar structura mecanică necesită întreținere regulată.
5 Concluzie
STS, cu avantajele sale de comutare rapidă și alimentare cu fiabilitate ridicată, este potrivit pentru echipamente de precizie sensibile la întreruperile de energie; ATS, pe de altă parte, este potrivit pentru încărcările obișnuite care sunt insensibile la scurte întreruperi de energie datorită fiabilității mecanice și a costurilor mai mici. În aplicațiile practice, STS sau ATS ar trebui să fie selectate în mod rezonabil pe baza unor factori precum caracteristicile de încărcare, mediul de energie și bugetul pentru a asigura funcționarea stabilă a sistemelor microgrid și fiabilitatea alimentării cu energie electrică.