عملکرد موازی مجموعه ژنراتورها

از آنجایی که جهان برای کارکرد و رشد بیشتر به نیروی برق وابسته می‌شود، سیستم‌های قدرت پشتیبان، مانند ژنراتورها، نقش مهمی را در تضمین تامین برق بدون وقفه ایفا می‌کنند. انتخاب ژنراتور شما در درجه اول به میزان توان پشتیبان مورد نیاز برای برنامه خاص شما بستگی دارد.

اغلب اوقات، ممکن است برای اطمینان از عملکرد بدون وقفه لوازم اصلی یا تجهیزات حیاتی ماموریت، فقط به حداقل منبع تغذیه نیاز داشته باشید. یا، ممکن است نیاز داشته باشید که بتوانید بار کامل و سپس مقداری را پشتیبانی کنید، که در محیط‌های در دسترس بالا رایج است.

در هر صورت، همیشه نمی‌توان ژنراتوری را پیدا کرد که دقیقاً با نیازهای شما مطابقت داشته باشد. گاهی اوقات ظرفیت توان خروجی واحدهای ژنراتور استاندارد موجود در بازار ممکن است تا حد زیادی از حداقل نیاز شما بیشتر باشد یا از حداکثر نیاز شما کمتر باشد. این منطقه ای است که ژنراتورهای موازی می توانند بدرخشند.

عملکرد موازی ژنراتورها

ساده‌ترین راه برای راه‌اندازی یک سیستم موازی استفاده از ژنراتورهایی است که دقیقاً مشابه هستند، یا حداقل دارای رتبه‌بندی خروجی و گام دینام یکسان هستند. رویکرد انعطاف‌پذیر دیگر برای پشتیبان‌گیری از نیازهای برق، داشتن دو یا چند ژنراتور با خروجی متغیر است. در هر دو سناریو، اینها را می توان به صورت موازی با تابلو برق موازی وصل کرد تا حداکثر خروجی در زمان پیک مورد نیاز یا حداقل خروجی مورد نظر در زمان های دیگر بدست آید.

مزایای سیستم های تولید برق موازی

سیستم های قدرت آماده به کار موازی همیشه نسبت به واحدهای ژنراتور بزرگ به طور قابل توجهی مزیت داشته اند. با این حال، پیاده‌سازی چنین سیستم‌هایی از لحاظ تاریخی به پروژه‌های بزرگ یا برنامه‌های کاربردی حیاتی به دلیل محدودیت‌های هزینه، فضا و سطح بالایی از پیچیدگی مربوط به راه‌اندازی و نگهداری محدود شده است. تا همین اواخر، بسیاری از کسب و کارهای بزرگ و کوچک از عملکرد موازی مجموعه ژنراتورها خودداری می کردند.

با معرفی فن آوری های پیچیده کنترل دیجیتال یکپارچه، اکنون کارکرد موازی سیستم ها و بهره مندی از مزایای اضافی این سیستم ها بسیار آسان تر شده است. لطفا بخوانید نکاتی در مورد خرید ژنراتورهای دست دوم برای اطلاعات بیشتر در مورد ژنراتورهای متعلق به قبل که ممکن است به موازات آن کار کنید:

1. قابلیت اطمینان – افزونگی ذاتی در عملکرد موازی ژنراتورهای متعدد، قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به واحد ژنراتور واحد برای بارهای بحرانی ارائه می دهد. اگر یک واحد از کار بیفتد، بارهای بحرانی بر اساس اولویت بین سایر واحدهای سیستم توزیع می شود. در بسیاری از محیط‌ها، بارهای بحرانی که به بالاترین درجه توان پشتیبان قابل اعتماد نیاز دارند، معمولاً تنها کسری از توان کلی تولید شده توسط سیستم را تشکیل می‌دهند. در یک سیستم موازی، این بدان معناست که حیاتی ترین عناصر، افزونگی لازم برای حفظ توان را خواهند داشت، حتی اگر یکی از واحدها خاموش شود.
2. توسعه پذیری – هنگام تعیین اندازه ژنراتورها برای مطابقت با نیازهای بار، اغلب دشوار است که به طور دقیق افزایش بار را پیش بینی کنید و برای نیازهای اضافی پیش بینی شده به اندازه کافی برنامه ریزی کنید. اگر پیش بینی های بار تهاجمی باشد، سرمایه گذاری اولیه شما در یک ژنراتور ممکن است بیشتر از حد لازم باشد. از سوی دیگر، اگر پیش‌بینی‌های بار ناکافی باشند، ممکن است بدون برق آماده به کار قابل اعتماد باقی بمانید یا ممکن است مجبور شوید به ارتقای ژنراتور گران قیمت متوسل شوید یا حتی یک واحد دیگر را به طور کامل بخرید.
   با سیستم عامل های موازی، آسان تر است که تغییرات بار را بدون تلف کردن بودجه یا انباشتن واحدهای گران قیمتی که به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند، مجاز کنید. تا زمانی که فضای فیزیکی کافی دارید، ژنراتورها را می توان برای منبع تغذیه اضافی در صورت نیاز اضافه کرد. به طور مشابه، ژنراتورهای اضافی را می توان از واحد جدا کرد و به طور جداگانه در سایت های دیگر استفاده کرد.
3. انعطاف پذیری – استفاده از چندین واحد به صورت موازی انعطاف پذیری بیشتری نسبت به استفاده از یک ژنراتور با اندازه بزرگ با ظرفیت بالا ارائه می دهد. چندین ژنراتور کوچکتر که به طور موازی کار می کنند نیازی به گروه بندی با هم ندارند و می توانند به صورت توزیع شده قرار گیرند که نیاز به یک ردپای بسیار بزرگ برای یک ژنراتور واحد و بزرگتر را کاهش می دهد. نصب روی پشت بام یا راه‌اندازی ژنراتورهای کوچک در مناطق محدود، تنها چند راه هستند که می‌توانید خلاقانه راه‌هایی برای مناسب‌سازی آنها پیدا کنید. از آنجایی که واحدها نیازی به فضای بزرگ جمعی ندارند که باید در کنار هم قرار گیرند، اغلب می توان آنها را در تأسیسات کوچک یا هر زمان که فضا عامل محدود کننده باشد نصب کرد.
4. سهولت تعمیر و نگهداری و سرویس – اگر یک ژنراتور در سیستم خراب شود یا نیاز به تعمیر و نگهداری داشته باشد، واحدهای جداگانه را می توان بدون ایجاد اختلال در عملکرد واحدهای دیگر جدا کرد و سرویس کرد. افزونگی ذاتی در یک سیستم موازی چندین لایه حفاظتی را فراهم می کند و منبع تغذیه بدون وقفه را برای مدارهای حیاتی تضمین می کند.
5. مقرون به صرفه بودن و عملکرد با کیفیت – واحدهای فردی که به صورت موازی کار می کنند معمولاً ظرفیت های کوچک تری دارند. موتورهای مورد استفاده در این ژنراتورها معمولاً موتورهای صنعتی، جاده ای یا موتورهای با حجم بالا هستند که با فناوری ساخت پیشرفته طراحی شده اند که به آنها درجه بالایی از قابلیت اطمینان و هزینه تولید پایین در هر واحد قدرت می دهد.

ملاحظات کلیدی در راه اندازی سیستم های موازی

در بیشتر موقعیت ها، هر ژنراتور مجزا در یک سیستم موازی از چهار تا شش میکروکنترلر تشکیل شده است که به هم متصل شده اند. پیچیدگی نصب افزایش می یابد اگر ژنراتورهای جداگانه توسط فروشندگان مختلف ساخته شده باشند و کنترل کننده ها بر اساس ترکیبی از فناوری های آنالوگ و دیجیتال باشند.

به طور معمول، حدود 3 تا 4 هفته طول می کشد تا یک ژنراتور با ظرفیت بالا به صورت موازی راه اندازی شود و آن را برای تامین برق پشتیبان آماده کنید. با این حال، در برنامه های کوچکتر مانند اقامتگاه های خصوصی و مشاغل کوچک، زمان کمتری می برد. فرآیند نصب، در هر دو مورد، شامل شش ویژگی کلیدی است و یک فرآیند پیچیده است که به کمک یک تکنسین برق با تجربه نیاز دارد. برای دریافت ایده در مورد برخی از موارد مربوطه، این ویژگی های کلیدی در زیر مورد بحث قرار می گیرند:

کنترل سرعت

هر ژنراتور جداگانه با سرعت و فرکانس موتور مشخص شده خود کار می کند. هنگامی که ژنراتورهای جداگانه با هم جفت می شوند، سرعت موتور آنها در سرعت کلی کل سیستم قفل می شود.
تعادل بار: بار مشترک هر ژنراتور سرعت موتور آن را تعیین می کند. در یک سیستم موازی، کل بار توسط همه ژنراتورها تقسیم می شود

همگام سازی

البته ضروری است که فاز هر ژنراتور با فاز کلی سیستم هماهنگ شود. تجهیزات همگام سازی خودکار نیز می توانند در بسیاری از موقعیت ها مورد استفاده قرار گیرند.

تنظیم ولتاژ: همانطور که در مورد دور موتور ژنراتورهای جداگانه، ولتاژ هر واحد به واحدهای دیگر در سیستم قفل می شود. زمانی که هر واحدی دارای نقطه تنظیم ولتاژ کمی بالاتر از سایر ژنراتورهای سیستم باشد، در نهایت تمام بار ولتاژ سیستم را تحمل می کند. تنظیم کننده های ولتاژ ژنراتورهای منفرد در یک سیستم جریان متقاطع راکتیو به هم متصل می شوند که با جمع آوری ورودی از تمام ترانسفورماتورهایی که ولتاژهای جداگانه را کنترل می کنند، نقاط تنظیم ولتاژ ژنراتورهای جداگانه را تنظیم می کند.

کنترلر Genset

یک کنترل کننده برای بررسی پارامترهای موتور و دینام های هر واحد در سیستم نصب شده است. کنترل بار و زمان بندی ژنراتورها برای روشن/خاموش شدن نیز می تواند با برخی از کنترل کننده های دیجیتال جدیدتر موجود انجام شود. رله پیشگیرانه: یک کنترلر رله فعال، عملکردهای همگام سازی مناسب، تعادل بار و ولتاژ و توان معکوس را بررسی می کند. همه این ویژگی ها معمولاً با نصب میکرو کنترلرها در ژنراتورها تنظیم می شوند.

در سیستم عامل های موازی سنتی، هر یک از ژنراتورها علاوه بر یک کنترل کننده اصلی که بر سیستم ترکیبی حاکم است، کنترل کننده های مخصوص به خود را دارد. به دلیل پیچیدگی و هزینه بسیار زیاد نصب، این کار در مجموعه های کوچک و گاهی اوقات حتی بزرگتر قابل اجرا نیست.

هر یک از کنترل‌کننده‌ها باید نصب شوند تا عملکرد ژنراتور جداگانه را کنترل کنند و باید با عملکرد سیستم موازی که توسط کنترل‌کننده اصلی کنترل می‌شود، هماهنگ باشند. در سیستم‌های موازی سنتی و قدیمی‌تر، به دلیل عملکرد همزمان چند کنترلر، نویز الکتریکی زیادی نیز وجود دارد. این باعث اختلالات زیادی می شود و این سیستم ها اغلب مستعد سقوط موقت هستند. بنابراین، نیاز به نظارت دائمی برای منبع تغذیه ثابت در هنگام قطع برق دارد که یک هزینه اضافی و مانع برای غلبه بر آن است.

برخی از مسائلی که در سیستم‌های موازی سنتی با آن مواجه می‌شوند، با یکپارچه‌سازی سیستم‌های کنترل‌شده دیجیتالی برطرف می‌شوند. در موازی سازی یکپارچه، هر ژنراتور فقط یک کنترلر دیجیتال دارد که برای نظارت و کنترل تمام ویژگی های کلیدی فوق استفاده می شود.

این امر به طور قابل توجهی نویز را کاهش می دهد و عملکرد واحد برق موازی را افزایش می دهد. همچنین این کنترلرها دستگاه های plug and play هستند. اگر یکی از کار افتاد، به سادگی آن را از برق جدا کنید و آن را با یک واحد یدکی جایگزین کنید. هنگامی که همه چیز توسط متخصصان آموزش دیده تنظیم می شود، نیاز به دستیابی به کمک فنی متخصص نیز بسیار کاهش می یابد. همچنین بازدید کنید ژنراتورها چگونه کار می کنند برای جزئیات بیشتر در مورد عملکرد ژنراتورها و نحوه تولید برق.

شرکت‌هایی که ژنراتورهای یکپارچه را انتخاب می‌کنند نیز مجبور نیستند با دردسر اضافی سیم‌کشی سخت بی‌پایان دست و پنجه نرم کنند، زیرا تعداد کنترل‌کننده‌ها به حداقل کاهش می‌یابد و تمام ارتباطات دیجیتالی است. عملکرد ویژگی‌های کلیدی را می‌توان با اتصال کنترل‌کننده اصلی به رایانه، نظارت کرد و راه را برای عیب‌یابی بدون عیب‌یابی باز کرد. تابلو برق موازی مدرن را می توان به کامپیوتر و اینترنت برای نظارت از راه دور نیز متصل کرد.

همانطور که می بینید، راه اندازی ژنراتورها به صورت موازی دارای مزایای واضحی است و باید برای هر شرکتی که به دنبال به دست آوردن قدرت پشتیبان سطح بالا، اضافی و اضافی است، مورد توجه قرار گیرد. وجود پیچیدگی، تخصص فنی برای طراحی و نصب یک سیستم موازی با پیکربندی مناسب یک الزام مطلق است.