Come sistema di alimentazione distribuito flessibile ed efficiente, il sistema di microgrid è ampiamente utilizzato nei data center, nella produzione industriale, nelle strutture mediche e in altri campi per garantire un alimentatore stabile per carichi critici. Nei sistemi di microgrid, i dispositivi di commutazione di alimentazione sono uno dei componenti principali che garantiscono la continuità e l'affidabilità dell'alimentazione. Tra questi, l'interruttore di trasferimento statico (STS) e l'interruttore di trasferimento automatico (ATS) sono due dispositivi di commutazione di alimentazione comuni. Hanno differenze significative nella funzionalità, negli scenari di applicazione e nelle prestazioni. Questo articolo approfondirà i ruoli e le differenze tra ST e AT nei sistemi di microgrid.
1 Cos'è una microgrid
(1) Definizione e struttura della microgrid
Una microgrid è una piccola generazione di energia e un sistema di distribuzione composto da fonti di alimentazione distribuita (come fotovoltaico solare, energia eolica, piccola potenza idroelettrica, ecc.), Dispositivi di accumulo di energia (come batterie, superconitatori, ecc.), Convertitori elettronici di potenza (come inverter, rettifieri, ecc.), Carichi e dispositivi di monitoraggio e protezione. Può funzionare in parallelo con la rete elettrica o indipendentemente in modalità isola, con modalità di funzionamento flessibile e alta efficienza di utilizzo energetico.
(2) Modalità operativa del sistema di microgrid
Modalità operativa collegata a griglia: in modalità operativa collegata alla griglia, la microgrid è collegata alla griglia principale e le fonti di alimentazione distribuite all'interno della microgrid possono fornire energia ai carichi locali. L'elettricità in eccesso può anche essere trasmessa alla rete principale. Allo stesso tempo, quando la generazione di energia all'interno della microgrid è insufficiente, la griglia grande può fornire supporto di alimentazione alla microgrid.
Modalità di funzionamento dell'isola: quando si verifica un errore o un'interruzione di corrente pianificata nella griglia di alimentazione, la microgrid può essere scollegata dalla rete elettrica e immettere la modalità operativa dell'isola. Nella modalità operativa dell'isola, le microgrid si basano sulle proprie fonti di alimentazione distribuite e sui dispositivi di accumulo di energia per mantenere l'alimentazione a carichi locali, garantendo il normale funzionamento dei carichi critici.
2 Definizione di STS e ATS
1. Interruttore di trasferimento statico (STS)
ST (interruttore di trasferimento statico) è un dispositivo di commutazione di alimentazione basato sui circuiti elettronici, utilizzato principalmente per ottenere un cambio rapido e senza soluzione di continuità tra due fonti di alimentazione CA indipendenti. I suoi componenti principali includono una scheda di controllo intelligente, tiristori ad alta velocità e interruttori di circuiti.
2. Interruttore di trasferimento automatico (ATS)
ATS (interruttore di trasferimento automatico) è un dispositivo di commutazione di alimentazione meccanica utilizzato principalmente nei sistemi di alimentazione di emergenza per cambiare automaticamente il circuito di carico da una sorgente di alimentazione a un'altra fonte di alimentazione di backup. I componenti di esecuzione di commutazione sono generalmente contattori o interruttori.
3 Il ruolo di STS e ATS
(1) Il ruolo di STS
1. Commutazione rapida
Le ST possono passare rapidamente all'alimentazione di backup in caso di una principale alimentazione di corrente, con un tempo di commutazione in genere non superiore a 8 millisecondi e può persino raggiungere 1\/4 di ciclo (inferiore o pari a 5 millisecondi). Questa capacità di commutazione rapida garantisce un funzionamento ininterrotto di dispositivi elettronici di precisione, evitando la perdita di dati o i danni delle apparecchiature causati da interruzioni di corrente.
2. Alta affidabilità
L'alimentatore STS è adatto per applicazioni che richiedono una qualità di potenza estremamente elevata, come data center, stazioni base di comunicazione, laboratori, ecc. Può fornire alimentazione a doppio bus per carichi di energia singola, migliorando la ridondanza del sistema di alimentazione.
3. compatibile con più fonti di alimentazione
STS può ottenere un passaggio senza soluzione di continuità tra UPS e UPS, UPS e Generator, UPS e Mains Power e Mains Power to Mains Power, fornendo supporto di potenza affidabile per le apparecchiature in ambienti di potenza complessi.
(2) Il ruolo di ATS
1. Commutazione di backup di emergenza
L'ATS viene utilizzato principalmente nei sistemi di alimentazione di emergenza. Quando l'alimentazione principale si guasta, passa automaticamente all'alimentazione di backup per garantire il funzionamento continuo di carichi importanti. Il tempo di commutazione è di solito superiore a 100 millisecondi, adatti a carichi insensibili alle brevi interruzioni di corrente, come illuminazione, motori, ecc.
2. Affidabilità della struttura meccanica
ATS adotta il cambio di contatto meccanico, che ha una forte capacità anti-interferenza e un alto tasso di successo di commutazione. La sua struttura è semplice, i costi di manutenzione sono bassi ed è adatto per cambiare carichi pesanti.
3. Ampiamente usato
L'ATS è ampiamente utilizzato nella produzione industriale, nei data center, negli ospedali e in altre occasioni che richiedono un alimentatore continuo, specialmente negli scenari in cui la velocità di commutazione non è elevata.
4 La differenza tra ST e ATS
(1) Velocità di commutazione
STS: la velocità di commutazione è estremamente veloce, di solito tra 5 millisecondi e 8 millisecondi, adatti a dispositivi sensibili alle interruzioni di corrente.
ATS: la velocità di commutazione è lenta, di solito oltre 100 millisecondi e può persino raggiungere 1,5 secondi, adatti a carichi che non sono sensibili alle brevi interruzioni di corrente.
(2) Metodo di commutazione
STS: utilizzando interruttori elettronici (tiristori ad alta velocità) per ottenere la commutazione, il processo di commutazione è "prima di tutto e poi acceso", che può ottenere una commutazione senza soluzione di continuità.
ATS: la commutazione si ottiene utilizzando contatti meccanici (contattori o interruttori) e il processo di commutazione si basa sull'azione meccanica, che può comportare brevi interruzioni di corrente.
(3) Scenari di applicazione
STS: Adatto a occasioni con requisiti estremamente elevati per la qualità dell'alimentazione, come data center, stazioni di base di comunicazione, strumenti di precisione, ecc.
ATS: adatto a occasioni che non sono sensibili a brevi interruzioni di corrente, come produzione industriale, ospedali, illuminazione, ecc.
(4) Affidabilità
STS: il metodo di commutazione dell'interruttore elettronico lo rende più sensibile a fattori come l'interferenza e la temperatura elettromagnetica, ma la velocità di commutazione e la sicurezza sono più elevate.
ATS: il metodo meccanico di commutazione del contatto gli dà una maggiore capacità anti-interferenza, ma possono verificarsi guasti a causa dell'usura del contatto, del aumento della temperatura e dei problemi di riscaldamento.
(5) Costo e manutenzione
STS: il costo dell'attrezzatura è relativamente elevato, ma la manutenzione è relativamente semplice.
ATS: il costo dell'attrezzatura è relativamente basso, ma la struttura meccanica richiede una manutenzione regolare.
5 Conclusione
STS, con i suoi vantaggi della commutazione rapida e dell'alimentazione ad alta affidabilità, è adatto per apparecchiature di precisione sensibili alle interruzioni di corrente; ATS, d'altra parte, è adatto a carichi ordinari che sono insensibili a brevi interruzioni di corrente a causa della sua affidabilità meccanica e a un costo inferiore. In applicazioni pratiche, STS o ATS dovrebbero essere ragionevolmente selezionati in base a fattori quali caratteristiche di carico, ambiente di potenza e budget per garantire il funzionamento stabile dei sistemi di microgrid e l'affidabilità dell'alimentazione.