فرم کامل DG در برق: دیزل یا توزیع شده؟

La فرم کامل DG در برق مهندسی به یکی از دو چیز اشاره دارد: الف ژنراتور دیزلییک ماشین سوخت‌سوز که برق تولید می‌کند، یا نسل توزیع شده، عمل تولید برق نزدیک به محل مصرف آن به جای یک نیروگاه دور (تعریفی که ... EPA ایالات متحده (هر دو پاسخ صحیح هستند. هر دو درست هستند. اینکه نویسنده کدام را در نظر دارد کاملاً به جمله‌ی اطراف آن بستگی دارد. یک گزارش تعمیر و نگهداری که می‌گوید «آزمایش DG» به معنای دستگاه دیزل در زیرزمین است؛ یک گزارش برنامه‌ریزی شبکه که می‌گوید «نفوذ DG» به معنای تولید پراکنده است. این راهنما ابتدا سردرگمی را برطرف می‌کند، سپس به طور عمیق به هر معنی می‌پردازد تا بتوانید بدون حدس زدن در مورد DG بخوانید، مشخص کنید یا بنویسید.

فرم کامل DG در برق: دو پاسخ

دلیل اینکه «DG» مبهم به نظر می‌رسد این است که در دو لایه مختلف از سیستم قدرت قرار دارد. یک ژنراتور دیزلی ... دستگاهیک موتور دیزل که به یک دینام پیچ شده است. تولید پراکنده یک ... توپولوژیروشی برای تنظیم محل تولید برق. این دو حتی با هم همپوشانی دارند: یک ژنراتور دیزلی می‌تواند یک واحد در یک طرح تولید پراکنده باشد. بنابراین به جای حفظ کردن اینکه کدام یک «صحیح» است، متن را بخوانید.

کلید زمینه DG، سه نشانه

برای اینکه بفهمید یک جمله به کدام DG اشاره دارد، سه نشانه را بررسی کنید. اول، اسمی در کنار DG«مجموعه DG»، «پشتیبان DG» یا «مقدار نامی DG» به یک ژنراتور دیزلی اشاره دارد، در حالی که «واحد DG»، «نفوذ DG»، «اتصال DG» یا «منابع DG» به تولید پراکنده اشاره دارد. دوم، مقیاس: پلاک نامی بر حسب کیلوولت آمپر، یک دستگاه دیزل است؛ یک دارایی شبکه‌ای کیلووات به مگاوات، تولید پراکنده است. سوم، کادر بندی: دستگاهی که می‌خرید و سوخت آن را مصرف می‌کنید، قرائت دیزل است، در حالی که یک استراتژی برای شبکه، قرائت توزیع‌شده است. ما این را کلید زمینه DG می‌نامیم و تقریباً هر جمله دنیای واقعی را در عرض چند ثانیه حل می‌کند.

DG به عنوان دیزل ژنراتور: نحوه کار یک دستگاه DG

دیزل ژنراتور چگونه کار می کند؟

یک ژنراتور دیزلی انرژی شیمیایی موجود در سوخت دیزل را در دو مرحله به برق تبدیل می‌کند. موتور دیزل سوخت را از طریق احتراق تراکمی کنترل‌شده می‌سوزاند و یک شفت را می‌چرخاند؛ آن شفت یک آلترناتور را می‌چرخاند، جایی که یک میدان مغناطیسی دوار، جریان متناوب را در سیم‌پیچ‌های استاتور القا می‌کند. یک تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار (AVR) ولتاژ را ثابت نگه می‌دارد و یک گاورنر، سرعت موتور و در نتیجه فرکانس خروجی را ثابت نگه می‌دارد. نتیجه، برق AC قابل استفاده در عرض چند ثانیه پس از دستور استارت است.

یک مجموعه کامل دیزل ژنراتور یا «مجموعه DG» (واحد ISO 8528 نرخ‌ها)، چیزی بیش از موتور است. نه قطعه اصلی با هم کار می‌کنند: موتور دیزل، دینام، AVR، سیستم سوخت، سیستم خنک‌کننده/رادیاتور، پنل کنترل، باتری استارت، قاب پایه یا سایبان صداگیر و اگزوز. مسیر انرژی به راحتی قابل ردیابی است: فیلتر هوا → موتور دیزل → دینام → بار، با مخزن سوخت که موتور را تغذیه می‌کند و پنل کنترل به همراه AVR که خروجی را تنظیم می‌کند.

مقادیر نامی مجموعه DG: kVA، kW، حالت آماده به کار در مقابل حالت آماده به کار

چرا ضریب توان در منبع تغذیه DG عقب مانده است؟

ژنراتورها بر اساس kVA (توان ظاهری) اندازه‌گیری می‌شوند، نه kW (توان حقیقی)، زیرا بار هر دو را مصرف می‌کند. توان حقیقی برابر است با توان ظاهری ضربدر ضریب توان: کیلووات = کیلوولت آمپر × ضریب توانبارهای صنعتی سنگین با ضریب توان پس‌فاز، معمولاً ۰.۸، کار می‌کنند، زیرا موتورها برای ایجاد میدان‌های مغناطیسی خود جریان راکتیو مصرف می‌کنند. بنابراین یک دستگاه ۱۰۰ کیلوولت‌آمپر حدود ۸۰ کیلووات کار واقعی ارائه می‌دهد و شما برای جلوگیری از اضافه بار دینام، بر اساس کیلوولت‌آمپر اندازه‌گیری می‌کنید.

کلاس رتبه‌بندی به اندازه تعداد اهمیت دارد. ISO 8528 تعریف می‌کند که یک ژنراتور چه مدت می‌تواند با بار معین کار کند: ESP (برق آماده به کار اضطراری)، PRP (برق اصلی)، COP (پیوسته) و LTP (برق با زمان محدود). ISO 8528-1:2018 نسخه فعلی است و نسخه چهارم آن در حال توسعه است. اندازه‌های معمول از واحدهای قابل حمل ۵ کیلوولت آمپر تا واحدهای صنعتی ۲۰۰۰+ کیلوولت آمپر را شامل می‌شود و خروجی با ارتفاع و گرما کاهش می‌یابد، تقریباً ۱٪ در هر ۱۰۰ متر بالاتر از ۱۰۰۰ متر و حدود ۱٪ در هر ۵ درجه سانتیگراد بالاتر از ۴۰ درجه سانتیگراد.

یک قانون در مورد زمین مسابقه خریداران را شگفت‌زده می‌کند: یک ژنراتور بزرگتر، ژنراتور امن‌تری نیست. NFPA 110استاندارد برق اضطراری و آماده به کار، آستانه‌ی کارکرد دیزل را یا حداقل دمای اگزوز تعیین شده توسط سازنده یا حداقل 30٪ از کیلووات پلاک خودرو در حالت آماده به کار تعیین می‌کند، که یک دستورالعمل آزمایش است، نه یک دستورالعمل جهانی برای کف سخت، و در مورد واحدهای جرقه‌زن صدق نمی‌کند. اگر یک دستگاه دیزل برای مدت طولانی در دمایی بسیار پایین‌تر از این محدوده کار کند، سوخت نسوخته در اگزوز به صورت یک کرئوزوت قیرمانند جمع می‌شود، وضعیتی که به آن انباشتگی مرطوب می‌گویند و مهندسان میدانی شاهد آتش گرفتن یک صدا خفه‌کن در طول آزمایش بار بوده‌اند. نیروگاه‌های فرآیند پیوسته، از خطوط اکستروژن پلاستیک به خطوط فرآوری مواد غذاییدقیقاً به همین دلیل، برق شبکه را با یک دستگاه DG آماده به کار با اندازه مناسب جفت کنید: قطعی برق در اواسط کار، یک دسته را از رده خارج می‌کند، اما یک دستگاه بزرگ، موتور را از رده خارج می‌کند.

«موتورهای دیزلی دوست دارند نزدیک به بار نامی خود کار کنند. اگر یک مجموعه را بزرگتر از ظرفیت واقعی‌اش در نظر بگیرید و سال‌ها با بار سبک از آن استفاده کنید، یک ریسک را با ریسک دیگری عوض می‌کنید: قطعی برقی که از آن می‌ترسیدید، به یک موتور با عمر کوتاه و انباشته از رطوبت تبدیل می‌شود.»

چه زمانی دیزل DG منطقی است: پشتیبان، پرایم، آماده به کار و DG در مقابل UPS

یک دستگاه DG دیزلی و یک UPS، دو نیمه‌ی مختلف از یک مشکل برق پشتیبان را حل می‌کنند. UPS، 10 تا 60 ثانیه‌ی اول را با انرژی باتری یا فلایویل پوشش می‌دهد و فوراً از افت ولتاژ عبور می‌کند؛ یک دستگاه دیزلی، بار را برای ساعت‌ها تا روزها تحمل می‌کند و تنها محدودیت آن سوخت است. هیچ‌کدام جایگزین دیگری نمی‌شوند، به همین دلیل است که مراکز داده و بیمارستان‌ها هر دو را اجرا می‌کنند و UPS چرخشی دیزلی (DRUPS) این دو را با هم ادغام می‌کند.

DG به عنوان تولید پراکنده: معنای لبه شبکه

تولید پراکنده (DG) چیست؟

تولید پراکنده، برقی است که در محل مصرف یا نزدیک آن تولید می‌شود، فتوولتائیک خورشیدی (PV) روی پشت بام، ژنراتورهای محلی، پیل‌های سوختی، تولید همزمان برق و حرارت، تولید برق بادی کوچک، به جای نیروگاه‌های متمرکز بزرگ. با تولید برق به صورت محلی، تلفات انتقال و توزیع که به طور متوسط ​​حدود ... ۵٪ از برق شبکه ایالات متحده و هنگامی که شبکه گسترده‌تر از کار می‌افتد، انعطاف‌پذیری را افزایش می‌دهد. ایالات متحده سازمان حفاظت محیط زیست و برنامه‌های دانشگاهی مانند دوره‌های سیستم‌های الکتریکی دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا هر دو DG را اینگونه تعریف می‌کنند.

یک نکته‌ی دقیق، مهندسان را صادق نگه می‌دارد: تولید پراکنده (DG) محدودتر از منابع انرژی پراکنده (DER) است. DG به تولید اشاره دارد؛ DER همچنین ذخیره‌سازی، پاسخگویی به تقاضا و بارهای قابل کنترل را پوشش می‌دهد. این تمایز مهم است زیرا استاندارد اصلی اتصال، IEEE 1547-2018، حول DER نوشته شده است، نه فقط مخفف DG. وقتی یک سند مربوط به خدمات شهری می‌گوید DER، منظور چیزی بیش از ژنراتورها است.

انواع تولید پراکنده: طیف ۹ منبعی

آیا DG فقط برای انرژی‌های تجدیدپذیر است؟

خیر. تولید پراکنده شامل واحدهای فسیلی قابل توزیع، ژنراتورهای دیزلی و گاز طبیعی، میکروتوربین‌ها و پیل‌های سوختی می‌شود، نه فقط خورشیدی و بادی. این دقیقاً جایی است که دو معنای DG به هم می‌رسند: یک ژنراتور دیزلی می‌تواند خود یک دارایی تولید پراکنده باشد که یک ریزشبکه را تغذیه می‌کند.

البته یک نکته وجود دارد. در ایالات متحده، یک دستگاه دیزل اضطراری، یک دستگاه نظارتی متفاوت از یک دستگاه معمولی است. قوانین EPA برای موتورهای ثابتموتورهای اضطراری با محدودیت‌های ساعتی مواجه هستند و نمی‌توانند آزادانه برای اصلاح اوج مصرف یا درآمد شبکه کار کنند؛ در نظر گرفتن یک ژنراتور پشتیبان به عنوان تولید پراکنده تمام وقت می‌تواند رده انطباق آن را تغییر دهد. این پل واقعی است، اما عملیاتی و قانونی است، نه فقط الکتریکی.

توزیع‌شده در مقابل متمرکز: DG چه چیزی را در شبکه تغییر می‌دهد؟

تولید متمرکز برق، برق را به یک سمت ارسال می‌کند: از یک نیروگاه بزرگ، از طریق خطوط انتقال، به شما. تولید پراکنده این فرض را نقض می‌کند و شبکه باید خود را با آن وفق دهد. مزیت اصلی آن تلفات کمتر است، برق تولید شده در محل به مسافت زیادی نمی‌رود، به علاوه انعطاف‌پذیری، زیرا یک سایت با تولید و ذخیره‌سازی خود می‌تواند در صورت خرابی شبکه برق گسترده‌تر، به صورت جزیره‌ای عمل کند و به کار خود ادامه دهد، که یک مزیت واقعی در قابلیت اطمینان است.

بده‌بستان‌ها نیز به همان اندازه ملموس هستند. وقتی تولید DG در محل بیشتر از مصرف یک محل باشد، جریان به سمت شبکه برق معکوس می‌شود، جریان برق معکوس می‌شود، که می‌تواند رله‌های حفاظتی طراحی شده برای جریان یک طرفه را دچار سردرگمی کند، یک مشکل هماهنگی که در تحقیقات مهندسی توزیع مستند شده است. به همین دلیل است IEEE 1547-2018 قوانینی را برای نحوه اتصال DG و سایر DERها، عبور از اختلالات و پشتیبانی از ولتاژ تعیین می‌کند. و دفتر کل زیست‌محیطی یک طرفه نیست: کاهش DG مبتنی بر دیزل تلفات انتقال اما در مقایسه با DER پاک‌تر، انتشار محلی NOx، ذرات معلق و CO را افزایش می‌دهد، به همین دلیل است که مجوز اغلب تعیین می‌کند که آیا اصلاً DG دیزلی مجاز است یا خیر.

مسیری که هر دو مدیر کل در پیش دارند (۲۰۲۶ و پس از آن)

هر دو معنای DG در حال رشد هستند، اما با سرعت‌های متفاوت. محققان بازار، بازار ژنراتورهای دیزلی را در مسیر رشد سالانه ۵.۹ تا ۹.۹ درصد تا اوایل دهه ۲۰۳۰ قرار می‌دهند، در حالی که بازار ریزشبکه‌ها با سرعت بسیار بیشتری و تقریباً ۱۵ تا ۱۷ درصد در سال در حال افزایش است، نشانه‌ای از اینکه تولید پراکنده، توپولوژی، از تولید دیزلی، یعنی ماشین، پیشی می‌گیرد. پر سر و صداترین محرک در سال ۲۰۲۶، مرکز داده است: با وجود انتظارهای چند ساله برای اتصال به شبکه، اپراتورها در حال انتقال تولید در محل از پشتیبان خالص به سمت برق اصلی هستند.

این تغییر جایی است که دو DG به صورت فیزیکی به هم می‌رسند. یک پردیس در مقیاس بزرگ که ژنراتورهای گازی و دیزلی را به عنوان منبع تغذیه اصلی، همراه با انرژی خورشیدی و باتری‌های پشت کنتور، اجرا می‌کند، یک ژنراتور دیزلی است. و تولید پراکنده به طور همزمان، ترکیبی که اختراعات ثبت شده در زمینه کنترل ریزشبکه همانطور که در بالا ذکر شد، از قبل رسمی شده است، تابع قوانین اضطراری در مقابل پرایم است که تعیین می‌کند این موتورها چند ساعت می‌توانند به طور قانونی کار کنند. نکته کاربردی برای سال ۲۰۲۶: وقتی «DG» را می‌خوانید یا می‌نویسید، ابتدا اسم و مقیاس را مشخص کنید، زیرا همان دو حرف اکنون هم موتور موجود در حیاط و هم استراتژی تغییر شکل شبکه اطراف آن را توصیف می‌کنند.

پرسش و پاسخهای متداول