Nguồn cung cấpnăng lượng mô -đun cho hoạt động liên tục: Sức mạnh đáng tin cậy chonăng lượng mới, đường sắt, kiểm soát côngnghiệp & Viễn thông

1. Giới thiệu — Tại sao hoạt động liên tục quan trọng

Cơ sở hạ tầng hiện đạingày càng đòi hỏi cung cấp điện không bị gián đoạn. Tái tạo-Cácnhà máynăng lượng, tín hiệu đường sắt, đường dây tự động hóa côngnghiệp và các trạm cơ sở viễn thông thường hoạt động 24/7 và chịu đựng rất ít thời gian chết. Nguồn cung cấp điện mô -đun (Nghị sĩ) —nóng-Hoán đổi, có thể mở rộng và các khối xây dựng có thể phục vụ — là một kiến trúc ưa thích để đáp ứng tính khả dụng cao, khảnăng bảo trì vànhu cầunhiệt trong các môi trườngnày.

Lợi ích chính của MPS cho các hệ thống liên tục bao gồm dự phòng, khảnăng phục vụ trực tuyến (nóng-tráo đổi), khảnăng mở rộng, quản lýnhiệt dễ dàng hơn và thay thế trường đơn giản hóa — Tất cảnhững điều đó rútngắn thời gian để sửa chữa (MTTR) và cải thiện thời gian hoạt động của hệ thống.

2. Lớn-Dữ liệu và xu hướng hình ảnh

• Lưu trữnăng lượng pin là Côngnghệnăng lượng phát triểnnhanhnhất vàonăm 2023, với các triển khai toàn cầu thêm một cách gầnnhư 42 gw dung lượng lưu trữ pinnăm đó —nhiều hơn gấp đôi trongnăm trước — phản ánh sự hấp thunhanh chóng để cân bằng thế hệ tái tạo biến đổi. Sự tăng trưởngnhanh chóngnày đang thúc đẩynhu cầu về DC mạnh mẽ/DC và AC/Hệ thốngnguồn mô -đun DC cho cả hai lưới-quy mô và phía sau-các-Cài đặt đồng hồ (Pin và chuyển tiếpnăng lượng an toàn — IEAThì Lưới-Dữ liệu lưu trữnăng lượng quy mô — IEA).

• Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA)nhấn mạnh rằng để hỗ trợ chuyển đổinăng lượng, lưới-Lưu trữ tỷ lệ phải quy mô đáng kể — Các kịch bản IEA cho thấy đa-Hàng trăm-Gw đến> 1 tw-Tham vọng quy mô vàonăm 2030 qua các kịch bản (Lưới-Tổng quan về lưu trữnăng lượng quy mô — IEA).

• Các lĩnh vực viễn thông chiếm ~2–3% Tiêu thụ điện toàn cầu; Cácnhà khai thác mạngngày càng chuyển đổi pin dự phòng và bật-Các mô -đunnăng lượng trang web vào tài sản linh hoạt (ví dụ: cácnhà máy điện ảo) trong khi tìm kiếm cao-Độ tin cậy các hệ thống điện mô -đun để tối đa hóa thời gian hoạt động và hiệu quả của mạng (Hiệu quảnăng lượng trong mạng viễn thông — GSMA).

3. Những thách thức kỹ thuật cốt lõi cho hoạt động liên tục

1. Quản lýnhiệt & Sự đánh đổi trọn đời
   Hoạt động liên tục tăngnhiệt độ trường hợp trung bình cho các mô -đun công suất. Cứ 10°C tăngnhiệt độ thành phần có thể làm giảm đáng kể tuổi thọ dự kiến (thường được mô hình hóa bởi Arrhenius-Loại tăng tốc trọn đời). Thiết kế MPS tốt sử dụng đối lưu hiệu quả/Dòng khí cưỡng bức, thấp-giai đoạn chuyển đổi tổn thất, và định kỳnhiệt bảo thủ.

2. Tính ổn định điện áp trong tải biến đổi
   Tải trọng có thể tái tạo và côngnghiệp có thể rấtnăng động. Quy định băng thông cao, gợn đầu ra thấp và đáp ứng thoáng quanhanh là rất cần thiết cho tải trọngnhạy cảm (ví dụ: bộ biến tần, điều khiển thiết bị điện tử và đầu RF).

3. Độ tin cậy, dự phòng & khảnăng phục vụ
   N+1 (hoặc 2n) Dự phòng mô -đun,nóng-Các mô -đunnăng lượng hoán đổi và giám sát dự đoán (Nhiệt độ, hiện tại, tốc độ quạt, sức khỏe tụ điện) giảm thời gian chết theo kế hoạch và không có kế hoạch.

4. Emi/EMC và sự an toàn trong môi trường ồn ào
   Đường sắt vànặng-Môi trường côngnghiệp áp đặt các ràng buộc EMCnghiêmngặt. Tuân thủ gia đình EN 50121 cho Đường sắt EMC và với các tiêu chuẩn an toàn sản phẩm IEC là bắt buộc để triển khai có thể chứngnhận được (EN 50121 Tiêu chuẩn EMC đường sắtThì IEC 62368-1 tiêu chuẩn an toàn sản phẩm).

5. Ắc quy & Tích hợp sao lưu
   Các trạm cơ sở viễn thông vànhiều cài đặt BESS phụ thuộc vào sao lưu pin. Thiết kế mô -đun phải hỗ trợ phạm vi đầu vào rộng, sạc pin/Kiểm soát việc xả, và khảnăng tương thích với lithium và chìnâng cao-Hóa chất axit được đề xuất cho các vị trí viễn thông (Hiệu quảnăng lượng trong mạng viễn thông — GSMAThì Năng lượng xanh cho thiết bị di động — GSMA).

4. Cung cấpnăng lượng mô -đun trongnăng lượng mới (PV, gió, Bess)

Các trường hợp sử dụng:

• Biến tần PV Nguồn cung cấp phụ trợ, tủ kiểm soátnhà máy,nút SCADA và giá đỡ SCC.

• Lưới-Bộ chuyển đổi cạnh Bess và phân phối DC; Các mô -đun hai chiều cho AC lai/DC microgrids.

Ưu tiên thiết kế:

• Hiệu quả cao trên các điểm hoạt động điển hình (tổn thất thấp làm giảmnhu cầu làm mát và chi phí hoạt động).

• Phạm vi điện áp đầu vào rộng để chấpnhận điện áp xe buýt DC dao động từ bộ biến tần chuỗi hoặc dây pin.

• Mô -đun DC/Gạch DC để cho ăn và bảo trì xe buýt dự phòng mà không cần thời gian chết củanhà máy.

• Tuân thủ và an toàn cho các hệ thốngnăng lượng pin (Giảm thiểu chạy trốnnhiệt, giám sát cô lập).

Dữ liệu & Đặt vấn đề:

• Triển khai pinnhanh (42 GW được thêm vàonăm 2023) và các dự đoán IEA cho đa-Hàng trăm GW lưu trữnăng lượng vàonăm 2030 làm cho điện tửnăng lượng kiên cường mua hàng chiến lược cho các dự án tái tạo (Pin và chuyển tiếpnăng lượng an toàn — IEA).

5. Các ứng dụng vận chuyển đường sắt

Các trường hợp sử dụng:

• Báo hiệu&Sức mạnh lồng vàonhau, thiết bị điện tử trên tàu, các hệ thống thông tin hành khách và theo dõi hành khách.

Ưu tiên thiết kế:

• Miễn dịch EMC mạnh mẽ và khí thải được kiểm soát để đáp ứng các bộ phận EN 50121 liên quan đến tín hiệu và từ xa (EN 50121-4 Tiêu chuẩn báo hiệu đường sắt).

• Đường ray điện dự phòng với chuyển đổi có giám sát và cách ly điện để duy trì thất bại-hoạt động an toàn.

• Bao bì cơ học chắc chắn, rung động/Dung dịch sốc, và phạm vinhiệt độ rộng.

Thực hành tốtnhất:

• Thực hiện các miền điện tách biệt (điều khiển/Logic so với cao-lực kéo điện/phụ trợ) vớinguồn cung cấp mô -đun bị cô lập và lọc cục bộ để tránh chéo-nhiễu miền.

6. Hệ thống kiểm soát côngnghiệp

Các trường hợp sử dụng:

• Giá đỡ PLC, bộ điều khiển chuyển động, bộ khuếch đại servo, mạng cảm biến vànhà máy o&M Hệ thống chạy 24/7.

Ưu tiên thiết kế:

• Hiệu suất xác định dưới tải liên tục,nhiễu đầu ra thấp cho ADC/Mặt trước của DAC và cảm biến-kết thúc và tuân thủ an toàn (IEC 62368-1 tiêu chuẩn an toàn sản phẩm).

• Dự phòngn+1 cấu hình mô -đun cho các dòng quan trọng; Từ xa từ xa để kích hoạt bảo trì dự đoán.

Số liệu để theo dõi:

• Thống kê MTBF và MTTR trên mỗi gia đình mô -đun, Tăng trưởng Tụ ESR, tốc độ thất bại của quạt và xu hướngnhiệt độ trên tàu — Sử dụngnhững thứnày để điều chỉnh khoảng thời gian bảo trì và thả phụ tùng.

7. Kỹ thuật viễn thông

Các trường hợp sử dụng:

• Vĩ mô/Các phụ trợnăng lượng của trạm cơ sở Micro, cácnút dữ liệu cạnh, giao diện BTS UPS.

Ưu tiên thiết kế:

• Kỳ vọng thời gian hoạt động cao; Nhiềunhà khai thác thiết kế chonăm-nines hoặc gần-Tính khả dụng liên tục cho các liên kết quan trọng. Hiệu quảnăng lượng là chìa khóa vì mạng viễn thông lànăng lượng-căng (~2–3% của điện toàn cầu) (Hiệu quảnăng lượng trong mạng viễn thông — GSMA).

• Các mô -đun thiết kế để hoạt động với UPS và các hóa chất pin điển hình cho Viễn thông (chu kỳ dài-cuộc sống, hoạt độngnhiệt độ rộng); Cung cấp từ xa cho trạng thái pin, chu kỳ sạc và công suất còn lại.

8. Thiết kế & Cânnhắc triển khai (Danh sách kiểm tra thực tế)

1. Cấu trúc liên kết dự phòng — N+1 hoặc 2n;nóng-Khảnăng hoán đổi là rất cần thiết để giảm thiểu mất điện.

2. Nhiệt & Thiết kế cơ học — Luồng không khí hoạt động, kích thíchnhiệt độ xung quanh, lọc bụi theo dõi/Vỏ côngnghiệp.

3. Giám sát & bảo trì dự đoán — SNMP/Modbus/Từ xa TCP; Ghinhật ký đám mây để phân tích xu hướng.

4. Tiêu chuẩn & chứngnhận — IEC 62368-1, EN 50121 và EMC khu vực khác/Yêu cầu an toàn sản phẩm (IEC 62368-1 tiêu chuẩn an toàn sản phẩmThì EN 50121 Tiêu chuẩn EMC đường sắt).

5. Vòng đời & Lập kế hoạch lỗi thời — Cácnhà cung cấp với các lộ trình sản phẩm dài và thay thế được đảm bảo.

9. Nghiên cứu trường hợpnhỏ

A. PV + Nhà máy Bess — Nóng dự phòng-hoán đổi dc/Kệ DC được cải thiện thời gian hoạt động lên> 99,9% (Pin và chuyển tiếpnăng lượng an toàn — IEA).
B. Tín hiệu tàu điệnngầm đô thị — EN 50121-Các mô -đun tuân thủ giảm sự cốnhiễu (EN 50121-4 Tiêu chuẩn báo hiệu đường sắt).
C. Trang web vĩ mô trên sân thượng Telecom — Hóa chất pin hiện đại & từ xa cải thiện tính khả dụng (Năng lượng xanh cho thiết bị di động — GSMA).

10. Kết luận

Nguồn cung cấpnăng lượng mô -đun cung cấp sự kết hợp giữa độ tin cậy, khảnăng bảo trì, khảnăng mở rộng và giám sát cần thiết bằng cách liên tục-Côngnghiệp hoạt động. Với sự phát triểnnhanh chóng của việc lưu trữnăng lượng pin, EMC chặt chẽ hơn trong đường sắt, cường độnăng lượng vànhu cầu thời gian hoạt động của viễn thông vànhiệm vụ-Bản chất quan trọng của tự động hóa côngnghiệp, đầu tư vào kiến trúc sức mạnh mô -đun vừa là một mệnh lệnh kỹ thuật và kinh doanh.