همکاری بین دیزل ژنراتورها و سیستم‌های ذخیره انرژی، یک راه حل مهم برای بهبود قابلیت اطمینان، اقتصاد و حفاظت از محیط زیست در سیستم‌های قدرت مدرن، به ویژه در سناریوهایی مانند ریزشبکه‌ها، منابع تغذیه پشتیبان و ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر است. در ادامه اصول کار مشترک، مزایا و سناریوهای کاربردی معمول این دو آمده است:
۱. روش همکاری هسته‌ای
اصلاح اوج
اصل: سیستم ذخیره انرژی در دوره‌های مصرف کم برق (با استفاده از برق کم‌هزینه یا توان مازاد موتورهای دیزلی) شارژ می‌شود و در دوره‌های مصرف بالای برق دشارژ می‌شود و زمان کارکرد ژنراتورهای دیزلی در بار زیاد را کاهش می‌دهد.
مزایا: کاهش مصرف سوخت (حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد)، به حداقل رساندن فرسودگی و خرابی دستگاه و افزایش طول دوره‌های تعمیر و نگهداری.
خروجی روان (کنترل نرخ رمپ)
اصل: سیستم ذخیره انرژی به سرعت به نوسانات بار پاسخ می‌دهد و کاستی‌های تأخیر در روشن شدن موتور دیزل (معمولاً 10 تا 30 ثانیه) و تأخیر در تنظیم را جبران می‌کند.
مزایا: جلوگیری از روشن و خاموش شدن مکرر موتورهای دیزلی، حفظ فرکانس/ولتاژ پایدار، مناسب برای تامین برق تجهیزات دقیق.
شروع سیاه
اصل: سیستم ذخیره انرژی به عنوان منبع تغذیه اولیه برای شروع سریع موتور دیزل عمل می‌کند و مشکل موتورهای دیزلی سنتی را که برای روشن شدن به نیروی خارجی نیاز دارند، حل می‌کند.
مزیت: بهبود قابلیت اطمینان منبع تغذیه اضطراری، مناسب برای سناریوهای خرابی شبکه برق (مانند بیمارستان‌ها و مراکز داده).
ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر هیبریدی
اصل مطلب: موتور دیزل با انرژی فتوولتائیک/باد و ذخیره‌سازی انرژی ترکیب می‌شود تا نوسانات انرژی تجدیدپذیر را تثبیت کند، و موتور دیزل به عنوان پشتیبان عمل می‌کند.
مزایا: صرفه‌جویی در مصرف سوخت می‌تواند به بیش از ۵۰٪ برسد و انتشار کربن را کاهش دهد.
۲، نکات کلیدی پیکربندی فنی
الزامات عملکردی اجزا
دستگاه دیزل ژنراتور باید از حالت عملکرد فرکانس متغیر پشتیبانی کند و با برنامه‌ریزی شارژ و دشارژ ذخیره‌ساز انرژی (مانند به عهده گرفتن کنترل توسط ذخیره‌ساز انرژی در زمانی که کاهش بار خودکار زیر 30٪ است) سازگار شود.
سیستم ذخیره انرژی (BESS) برای مقابله با بارهای ضربه‌ای کوتاه‌مدت، استفاده از باتری‌های لیتیوم آهن فسفات (با طول عمر بالا و ایمنی بالا) و انواع توان (مانند 1C-2C) را در اولویت قرار می‌دهد.
سیستم مدیریت انرژی (EMS) نیاز به منطق سوئیچینگ چند حالته (متصل به شبکه/خارج از شبکه/هیبرید) و الگوریتم‌های توزیع بار پویا دارد.
زمان پاسخ مبدل دو طرفه (PCS) کمتر از 20 میلی‌ثانیه است که از سوئیچینگ یکپارچه برای جلوگیری از معکوس شدن توان موتور دیزل پشتیبانی می‌کند.
۳، سناریوهای کاربردی معمول
ریزشبکه جزیره‌ای
فتوولتائیک + موتور دیزل + ذخیره انرژی، موتور دیزل فقط در شب یا روزهای ابری روشن می‌شود و هزینه سوخت را بیش از ۶۰٪ کاهش می‌دهد.
منبع تغذیه پشتیبان برای مرکز داده
ذخیره‌سازی انرژی، پشتیبانی از بارهای حیاتی را به مدت ۵ تا ۱۵ دقیقه در اولویت قرار می‌دهد و پس از روشن شدن موتور دیزل، منبع تغذیه مشترک برقرار می‌شود تا از قطع برق لحظه‌ای جلوگیری شود.
منبع تغذیه معدن
ذخیره انرژی می‌تواند بارهای ضربه‌ای مانند بیل مکانیکی را تحمل کند و موتورهای دیزلی در محدوده راندمان بالا (نرخ بار ۷۰-۸۰٪) به طور پایدار کار می‌کنند.
۴، مقایسه اقتصادی (با در نظر گرفتن سیستم ۱ مگاواتی به عنوان مثال)
هزینه اولیه طرح پیکربندی (۱۰۰۰۰ یوان) هزینه بهره‌برداری و نگهداری سالانه (۱۰۰۰۰ یوان) مصرف سوخت (لیتر در سال)
مجموعه ژنراتور دیزلی خالص 80-100 25-35 150000
دیزل + ذخیره انرژی (30٪ اصلاح اوج مصرف) 150-180 15-20 100000
چرخه بازیافت: معمولاً ۳ تا ۵ سال (هرچه قیمت برق بالاتر باشد، بازیافت سریع‌تر است)
۵. اقدامات احتیاطی
سازگاری سیستم: گاورنر موتور دیزل باید از تنظیم سریع توان در حین مداخله در ذخیره‌سازی انرژی (مانند بهینه‌سازی پارامتر PID) پشتیبانی کند.
حفاظت ایمنی: برای جلوگیری از اضافه بار موتور دیزل ناشی از ذخیره بیش از حد انرژی، باید یک نقطه برش سخت برای SOC (وضعیت شارژ) (مانند 20٪) تنظیم شود.
پشتیبانی سیاستی: برخی مناطق برای سیستم هیبریدی «موتور دیزلی+ذخیره انرژی» یارانه ارائه می‌دهند (مانند سیاست آزمایشی جدید ذخیره‌سازی انرژی چین در سال ۲۰۲۳).
از طریق پیکربندی معقول، ترکیب دیزل ژنراتورها و ذخیره‌سازی انرژی می‌تواند به ارتقاء از «پشتیبان‌گیری خالص» به «ریزشبکه هوشمند» منجر شود، که یک راه‌حل عملی برای گذار از انرژی سنتی به انرژی کم‌کربن است. طراحی خاص باید بر اساس ویژگی‌های بار، قیمت‌های محلی برق و سیاست‌ها به طور جامع ارزیابی شود.
زمان ارسال: ۲۲ آوریل ۲۰۲۵
