ما هي وظائف مفاتيح الجهد العالي في أنظمة تخزين الطاقة؟

1. التطبيق في أنظمة تخزين الطاقة من جانب التوليد

في جانب الجيل محطة تخزين الطاقةيقوم نظام تخزين الطاقة بتحويل طاقة التيار المستمر المخزنة في البطاريات إلى طاقة تيار متردد عبر PCSثم يتم توصيلها بالحافلة الرئيسية لمحطة الطاقة أو مباشرة بالشبكة عبر مفاتيح الجهد العالي.

تشمل الوظائف الأساسية لمفاتيح الجهد العالي ما يلي:

(1) التحكم في ربط الشبكة: ضمان الربط والفصل الآمن بين نظام تخزين الطاقة و شبكة الطاقةوالتعاون مع نظام التحكم في الطاقة لتحقيق اتصال وفصل سلسين للشبكة.

(2) الحماية من الأعطال: فصل الدائرة بسرعة عندما يتعرض نظام تخزين الطاقة أو شبكة الطاقة لأعطال مثل الدوائر القصيرة أو الأحمال الزائدة أو الفولتية الزائدة.

(3) توزيع الطاقة: توزيع الطاقة الناتجة من نظام تخزين الطاقة إلى شبكة الطاقة أو الحمل الداخلي لمحطة الطاقة؛ المراقبة والقياس؛ جمع المعلمات مثل تيار ربط الشبكة والجهد والطاقة لنظام تخزين الطاقة.

يتميز نظام تخزين الطاقة في جانب التوليد بسعة كبيرة، تصل عادةً إلى مئات الميغاواط، ومستوى جهد ربط عالٍ بالشبكة، يتراوح غالبًا بين 10 و35 كيلوفولت. لذلك، يجب أن تتمتع مفاتيح الجهد العالي بالخصائص التالية: قدرة قطع عالية: تيار قطع كافٍ لدائرة القصر (عادةً من 25 إلى 40 كيلوأمبير) للتعامل مع تأثير التيار الكبير أثناء حالات قصر الدائرة في أنظمة تخزين الطاقة واسعة النطاق؛ موثوقية عالية: قابلية التكيف مع بيئة التشغيل الخارجية طويلة الأمد لمحطات الطاقة المتجددة، ومقاومة درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة، والرياح والرمال، والرطوبة؛ ذكاء: دعم الربط مع نظام مراقبة محطة الطاقة ونظام التحكم في تخزين الطاقة (EMS) لتحقيق التحكم عن بُعد، والتعديل التلقائي، والإنذار المبكر بالأعطال.

2. تطبيقات أنظمة تخزين الطاقة على جانب الشبكة

تُستخدم أنظمة تخزين الطاقة على جانب الشبكة بشكل أساسي لتخفيف ذروة الطلب وسد الفجوات، وتنظيم التردد، ودعم الجهد، وتوفير الطاقة الاحتياطية في حالات الطوارئ في شبكات الطاقة. وهي تُعدّ منشأة رئيسية لتحسين مرونة واستقرار شبكة الطاقة، وتوجد عادةً في محطات تخزين الطاقة المدعومة بمحطات فرعية ومحطات تخزين الطاقة المستقلة.

تتصل محطات تخزين الطاقة المتصلة بالشبكة عادةً بشبكة نقل وتوزيع الطاقة مباشرةً. وتتولى مفاتيح الجهد العالي، التي تعمل كحلقة وصل بين نظام تخزين الطاقة والشبكة، مهام تحكم وحماية أكثر تعقيدًا.

(1) التحكم في تقليل ذروة الطلب وملء الفجوات: بالتنسيق مع تعليمات إرسال الشبكة، يتم شحن نظام تخزين الطاقة خلال ساعات خارج الذروة وتفريغه خلال ساعات الذروة، مع التبديل السريع بين حالات الشحن والتفريغ عبر مفاتيح الجهد العالي؛

(2) تنظيم التردد والجهد: عندما يتقلب تردد الشبكة أو الجهد، يتم تعديل طاقة الإخراج لنظام تخزين الطاقة بالتنسيق مع نظام تحويل الطاقة، مما يحافظ على استقرار معلمات الشبكة من خلال قدرة الاستجابة السريعة لمفاتيح الجهد العالي؛

(3) عزل الأعطال: عندما يحدث عطل داخل نظام تخزين الطاقة أو على جانب الشبكة، تقوم مفاتيح الجهد العالي بفصل دائرة العطل بسرعة لمنع انتشار العطل إلى خط الشبكة الرئيسي، مما يضمن سلامة الشبكة بشكل عام؛

(4) تنسيق مصادر الطاقة المتعددة: في محطة توليد الطاقةمع وجود وحدات تخزين طاقة متعددة تعمل بالتوازي، فإن مفاتيح الجهد العالي تتيح التحكم المستقل والتشغيل المنسق لكل وحدة تخزين طاقة، مما يؤدي إلى تحسين توزيع الطاقة.

3. تطبيقات أنظمة تخزين الطاقة من جانب المستخدم

يُستخدم تخزين الطاقة من جانب المستخدم بشكل أساسي لتحقيق التوازن بين أسعار الكهرباء في أوقات الذروة والانخفاض، وتوفير الطاقة في حالات الطوارئ، وإدارة جودة الطاقة. وهو مناسب للمستخدمين مثل المؤسسات الصناعية والمباني التجارية ومراكز البيانات والمستشفيات. ويبلغ مستوى جهد ربطه بالشبكة في الغالب 10 كيلوفولت أو 0.4 كيلوفولت (وتُستخدم مفاتيح الجهد العالي بشكل رئيسي عند مستوى 10 كيلوفولت).

تتصل أنظمة تخزين الطاقة من جانب المستخدم بشبكة توزيع الطاقة الداخلية للمستخدم من خلال مفاتيح الجهد العالي، مما يحقق تفاعلاً ثنائي الاتجاه مع شبكة الطاقة.

(1) المراجحة بين الذروة والوادي: خلال فترات انخفاض أسعار الكهرباء، يسحب النظام الطاقة من الشبكة من خلال مفاتيح الجهد العالي لشحن النظام، ويفرغها خلال ساعات الذروة لاستخدام المستخدم الخاص، مما يقلل من تكاليف الكهرباء؛

(2) إمدادات الطاقة في حالات الطوارئ: عندما تتعرض الشبكة لانقطاع التيار الكهربائي، يتحول النظام بسرعة إلى وضع إمدادات الطاقة المخزنة من خلال مفاتيح الجهد العالي لضمان التشغيل المتواصل للأحمال الحرجة (مثل خوادم مراكز البيانات والمعدات الطبية للمستشفيات)؛

(3) إدارة جودة الطاقة: يعمل النظام بالتنسيق مع نظام تحويل الطاقة ومفاتيح الجهد العالي لتحسين جودة الطاقة، وذلك لمعالجة المشكلات مثل تقلبات الجهد والتلوث التوافقي داخل أماكن المستخدم.