مقدمة
مع تقدم صناعة تخزين الطاقة ، يفرض التطبيق الكبير - أنظمة تخزين الطاقة والأنظمة الكهروضوئية متطلبات أعلى على معدات الطاقة. بصفته الجهاز الأساسي لتحويل الطاقة ونقلها ، يؤثر اختيار المحولات بشكل مباشر على كفاءة النظام والموثوقية والقدرة على الجدوى الاقتصادية. لذلك ، لمعالجة المتطلبات المتمايزة لتخزين الطاقة والسيناريوهات الكهروضوئية ، من الضروري فهم الخصائص الفنية للمحولات الأساسية المزدوجة- وتقسيم المحولات الأساسية- ، مما يتيح في نهاية المطاف اختيارًا عقلانيًا.
1. المبادئ والاختلافات بين نوعين من المحولات
1. مزدوج - محول اللف
يعد محول اللف double - النوع الأكثر شيوعًا في أنظمة الطاقة. يشتمل هيكله الأساسي على لف الجهد (عالي-) ولف جهد ثانوي (جانب منخفض-) ، والذي يحقق اقتران كهرومغناطيسي من خلال قلب حديدي مشترك.
تعتمد تشغيلها على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي. عندما يتم تطبيق جهد التيار المتردد على اللف الابتدائي ، فإن التدفق المغناطيسي المتناوب داخل القلب يؤدي إلى الجهد المستهدف في اللف الثانوي ، وبالتالي تحقيق تحويل مستوى الجهد للطاقة الكهربائية. تكون اللفات مستقلة من الناحية الهيكلية ومعزولة ، مع عدم وجود اتصال كهربائي بين الجوانب الأولية والثانوية - يحدث نقل الطاقة فقط من خلال الاقتران المغناطيسي. تشمل التطبيقات النموذجية نقل الطاقة في أنظمة الشبكات وشبكات التوزيع وتحويل الطاقة الكهربائية للمعدات الصناعية.
2. تقسيم - محول اللف
محول الانقسام - هو محول متخصص يتميز بجهد جهد عالي واحد - وجزء جهد منخفض - مقسومًا إلى اثنين من اللفات المستقلة (يشار إليه باسم "لفات الانقسام"). هذان اللفات الجهد المنخفضة - مستقلة كهربائيًا ولكنها مقترنة مغناطيسيًا من خلال النواة.
يمكّن التصميم اللف - مخرجات الجهد المنخفضة - للاتصال بأحمال مختلفة أو مصادر الطاقة بشكل مستقل. في نفس الوقت ، من خلال ضبط مقاومة الدائرة القصيرة - بين اللفات ، فإنه يحقق وظائف مثل الحد من التيارات القصيرة - وتعزيز موثوقية إمدادات الطاقة. يستفيد مبدأها الأساسي من خصائص الاقتران المغناطيسي بين اللفات المقسمة: الحفاظ على كفاءة نقل الطاقة أثناء التشغيل العادي أثناء قمع تيارات الصدع من خلال مقاومة الدائرة القصيرة العالية- أثناء الأعطال.
3. الاختلافات بين الاثنين
أثناء ماسورة قصيرة في محول اللف المزدوج- ، فإن المقاومة المنخفضة بين اللفات تؤدي إلى تيارات عالية الصدع ، مما يستلزم الحماية الخارجية. يحقق مسار نقل الطاقة الواحد أكثر من 95 ٪ من الكفاءة ، مما يجعله مناسبًا لسيناريوهات نقل الطاقة العالية-. إنه يتميز ببنية بسيطة وتكاليف الصيانة المنخفضة ولكن لها وظائف محدودة ، وغالبًا ما تستخدم في التطبيقات ذات مسارات إمداد الطاقة الثابتة.
عندما يختبر محول متعرج- دائرة قصيرة متعرجة ، فإن اللف الآخر يشكل مقاومة إضافية من خلال اقتران مغناطيسي ، وقمع الدائرة القصيرة - بشكل فعال. على الرغم من أن تدفق التسرب يسبب خسائر 5 ٪ - 8 ٪ أعلى من محولات متعرج مزدوجة- ، يمكن تحسين ذلك. وهو يدعم العديد من مسارات إمداد الطاقة المستقلة ، مما يجعلها مناسبة لتكامل الطاقة الموزع. يمكن أن تعمل اللفات الجانبية المنخفضة الجهد بشكل مستقل أو بالتوازي ، مما يدعم تصميمات زائدة عن الحاجة. في التطبيقات الكهروضوئية ، تتيح التكامل المرن للمعدات المتنوعة ، وتعزيز موثوقية النظام والمرونة.
الثاني. أسباب اختيار محولات متعرج Dual -
1. خصائص مقاومة منخفضة - لمحولات متعرج dual - تقلل من خسائر انتقال الطاقة وتعزز الكفاءة.
2. المتطلبات الهيكلية المدمجة: تعتمد محطات الطاقة تخزين الطاقة عادة تصاميم مركزية. الهيكل البسيط لمحولات اللف الثنائية- يقلل من البصمة وتقلل من تكاليف البناء.
3. مطابقة الجهد المرن: عن طريق ضبط نسبة المنعطفات بين اللفات الأولية والثانوية ، يمكن للمحول استيعاب اختلافات مستوى الجهد بمرونة بين أجهزة تخزين الطاقة (على سبيل المثال ، بنوك البطارية) والشبكة.
ثالثا. أسباب اختيار المحولات المزدوجة -
1. Multi - اتصال الطاقة الموزعة المصدر: غالبًا ما تتكون محطات توليد الطاقة الكهروضوئية من صفائف متعددة الكهروضوئية (أو المحولات) متصلة بالتوازي. يمكن أن يربط اللفات الجهد المنخفض- من المحول المزدوج - صفيفات مختلفة بشكل منفصل ، مما يمنع فشل صفيف واحد من التأثير على توليد الطاقة الكلي.
2. قصيرة - متطلبات قمع التيار الدائرة: الشبكة - قد يولد العزفات الكهروضوئية المتصلة التيارات الداخلية. المقاومة العالية بين حدود اللفات المقسمة حدود التيارات وتيارات الصدع ، مما يقلل من العبء على أجهزة حماية الشبكة.
3. القمع التوافقي وتحسين جودة الطاقة: توفر خصائص الاقتران المغناطيسي للفات الانقسام قمعًا جزئيًا للتوافقيات الناتجة عن الأنظمة الكهروضوئية ، وتحسين الشبكة - جودة الطاقة المتصلة.
رابعا. منطق الاختيار لنوعين من المحولات
1. الكفاءة والتكلفة
توفر المحولات المتعرجة المزدوجة - مزايا الكفاءة ، والتي تحقق عادةً أكثر من 98.5 ٪. Dual - المحولات المقسمة ، ومع ذلك ، تحقق عمومًا 97.5 ٪ - 98 ٪ بسبب فقدان الاقتران المغناطيسي في اللفات المنقسمة. ومع ذلك ، في الأنظمة الكهروضوئية ، تقلل المحولات المزدوجة المنقولة التكاليف الإجمالية عن طريق تقليل استخدام الكابلات ومواصفات المفاتيح.
2. الموثوقية والصيانة
تتميز محولات متعرج Double - بهياكل بسيطة وتكاليف الصيانة المنخفضة ، مع نفقات الصيانة السنوية التي تصل إلى حوالي 0.5 ٪ - 1 ٪ من القيمة الأصلية للمعدات. نظرًا لتصميمات اللف والهياكل الدعم المعقدة ، فإن المحولات المتعلقة بالتعويذة تتكبد تكاليف صيانة أعلى ، حيث تصل إلى 1.5 ٪ -2 ٪ سنويًا. ومع ذلك ، ضمن الأنظمة الكهروضوئية ، فإن قدرة عزل الصدع لمحولات الانقسام إلى تقليل وقت التوقف ، مما يؤدي إلى فوائد تشغيلية شاملة متفوقة.
3. التطبيق - التكيف المحدد
أنظمة تخزين الطاقة: تحديد أولويات المحولات المزدوجة - لتحويل ثنائي الاتجاه ومزايا التكلفة. لمشاريع التخزين المركزية- الكبيرة ، فإن نشر وحدات أجهزة كمبيوتر متعددة بالتوازي مع محولات متعددة- يقلل من التكاليف مع تعزيز الموثوقية.
الأنظمة الكهروضوئية: حدد أنواع المحولات بناءً على مقياس النبات والطوبولوجيا. يوصى باستخدام محولات تقسيم Dual - للنباتات المركزية الكبيرة لتحقيق قمع تيار الدائرة القصيرة- وتكامل الشبكة المرنة. يمكن أيضًا استخدام محولات متعرج مزدوجة - في النباتات الموزعة الصغيرة لتحقيق التوازن بين التكلفة والكفاءة.
خامسا. الاستنتاج
ينبع الفرق الأساسي بين المحولات المزدوجة - ومحولات الانقسام المزدوجة - من أغراضها الوظيفية المميزة: المراكز السابقة على "عالية - تحويل الطاقة الكفاءة" ، مما يجعلها مناسبة للسيناريوهات ذات المسارات الثابتة وتركيزها على كفاءة النقل (أنظمة تخزين الطاقة الطاقة) ؛ يؤكد الأخير على "Multi - الحد من الطاقة المتساقطة للمسار والحد الحالي ،" مما يجعله مثاليًا للسيناريوهات التي تتطلب تكامل الطاقة الموزع وضمان الموثوقية (الأنظمة الكهروضوئية). في تصميم نظام الطاقة ، يعد الاختيار الشامل استنادًا إلى متطلبات التطبيق المحددة - النظر في التصميم الهيكلي وخصائص المعاوقة والموثوقية - ضرورية لتحقيق التوازن الأمثل بين الفوائد الاقتصادية والأداء الفني.