ඩීසල් උත්පාදක කට්ටල සහ බලශක්ති ගබඩා කිරීම අතර සම්බන්ධතාවයේ ගැටලුව විශ්ලේෂණය කිරීම

ඩීසල් උත්පාදක කට්ටල සහ බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිවල අන්තර් සම්බන්ධතාවය සම්බන්ධයෙන් ඇති මූලික ගැටළු හතර පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක ඉංග්‍රීසි පැහැදිලි කිරීමක් මෙන්න. මෙම දෙමුහුන් බලශක්ති පද්ධතිය (බොහෝ විට "ඩීසල් + ගබඩා" දෙමුහුන් ක්ෂුද්‍ර ජාලකය ලෙස හැඳින්වේ) කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම, ඉන්ධන පරිභෝජනය අඩු කිරීම සහ ස්ථාවර බල සැපයුමක් සහතික කිරීම සඳහා දියුණු විසඳුමකි, නමුත් එහි පාලනය ඉතා සංකීර්ණ වේ.

මූලික ගැටළු දළ විශ්ලේෂණය

1. 100ms ප්‍රතිලෝම බල ගැටළුව: ඩීසල් උත්පාදක යන්ත්‍රයට නැවත විදුලිය සැපයීමෙන් බලශක්ති ගබඩා කිරීම වළක්වා ගන්නේ කෙසේද, එමඟින් එය ආරක්ෂා කරන්නේ කෙසේද.
2. නිරන්තර බල ප්‍රතිදානය: ඩීසල් එන්ජිම එහි ඉහළ කාර්යක්ෂමතා කලාපයේ අඛණ්ඩව ක්‍රියාත්මක වන ආකාරය.
3. බලශක්ති ගබඩාව හදිසියේ විසන්ධි කිරීම: බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය හදිසියේම ජාලයෙන් ඉවත් වූ විට ඇතිවන බලපෑම හැසිරවිය යුතු ආකාරය.
4. ප්‍රතික්‍රියාශීලී බල ගැටළුව: වෝල්ටීයතා ස්ථායිතාව සහතික කිරීම සඳහා ප්‍රභව දෙක අතර ප්‍රතික්‍රියාශීලී බල බෙදාගැනීම සම්බන්ධීකරණය කරන්නේ කෙසේද.

1. 100ms ප්‍රතිලෝම බල ගැටළුව

ගැටළු විස්තරය:
ප්‍රතිලෝම බලය ඇති වන්නේ බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියෙන් (හෝ බරින්) ඩීසල් උත්පාදක කට්ටලය දෙසට විද්‍යුත් ශක්තිය ගලා යන විටය. ඩීසල් එන්ජිම සඳහා, මෙය එන්ජිම ධාවනය කරන “මෝටරයක්” ලෙස ක්‍රියා කරයි. මෙය අතිශයින්ම භයානක වන අතර එයට හේතු විය හැක:

• යාන්ත්‍රික හානි: එන්ජිම අසාමාන්‍ය ලෙස ධාවනය කිරීමෙන් දොඹකරය සහ සම්බන්ධක දඬු වැනි සංරචක වලට හානි විය හැක.
• පද්ධති අස්ථාවරත්වය: ඩීසල් එන්ජිමේ වේගය (සංඛ්‍යාතය) සහ වෝල්ටීයතාවයේ උච්චාවචනයන් ඇති කරන අතර, එය වසා දැමීමට හේතු විය හැක.

ඩීසල් උත්පාදක යන්ත්‍රවලට විශාල යාන්ත්‍රික අවස්ථිති බවක් ඇති අතර ඒවායේ වේග පාලන පද්ධති සෙමින් ප්‍රතිචාර දක්වන නිසා (සාමාන්‍යයෙන් තත්පර අනුපිළිවෙලට) එය 100ms ඇතුළත විසඳීමේ අවශ්‍යතාවය පවතී. මෙම විද්‍යුත් ප්‍රවාහය ඉක්මනින් මර්දනය කිරීමට ඔවුන්ට තමන් මත විශ්වාසය තැබිය නොහැක. බලශක්ති ගබඩා පද්ධතියේ අතිශය වේගවත් ප්‍රතිචාර දක්වන බල පරිවර්තන පද්ධතිය (PCS) මගින් කාර්යය හැසිරවිය යුතුය.

විසඳුමක්:

• මූලික මූලධර්මය: "ඩීසල් මඟ පෙන්වයි, ගබඩා කිරීම අනුගමනය කරයි." සමස්ත පද්ධතිය තුළම, ඩීසල් උත්පාදක කට්ටලය වෝල්ටීයතා සහ සංඛ්‍යාත යොමු ප්‍රභවය (එනම්, V/F පාලන මාදිලිය) ලෙස ක්‍රියා කරයි, එය "ජාලයට" සමාන වේ. බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය ක්‍රියාත්මක වන්නේ නියත බල (PQ) පාලන මාදිලියේ වන අතර, එහි ප්‍රතිදාන බලය තීරණය වන්නේ ප්‍රධාන පාලකයකින් ලැබෙන විධාන මගින් පමණි.
• පාලන තර්කනය:
  1. තත්‍ය කාලීන අධීක්ෂණය: පද්ධති ප්‍රධාන පාලකය (හෝ ගබඩා PCS ම) ප්‍රතිදාන බලය නිරීක්ෂණය කරයි (පී_ඩීසල්) සහ ඩීසල් උත්පාදක යන්ත්‍රයේ දිශාව තත්‍ය කාලීනව ඉතා ඉහළ වේගයකින් (උදා: තත්පරයට දහස් වාරයක්).
  2. බල සැකසුම් ලක්ෂ්‍යය: බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය සඳහා බල සැකසුම් ලක්ෂ්‍යය (P_set එක) සපුරාලිය යුතුය:ප_පූරණය(මුළු බර බලය) =පී_ඩීසල්+P_set එක.
  3. වේගවත් ගැලපීම: බර හදිසියේම අඩු වන විට, ඇති වන්නේපී_ඩීසල්ඍණ ප්‍රවණතාවයට පත්වීමට, පාලකය මිලි තත්පර කිහිපයක් ඇතුළත ගබඩා PCS වෙත විධානයක් යැවිය යුතු අතර එහි විසර්ජන බලය වහාම අඩු කිරීමට හෝ අවශෝෂණ බලයට (ආරෝපණය කිරීමට) මාරු විය යුතුය. මෙය බැටරි තුළට අතිරික්ත ශක්තිය අවශෝෂණය කර ගැනීම සහතික කරයි.පී_ඩීසල්ධනාත්මකව පවතී.
• තාක්ෂණික ආරක්ෂණ ක්‍රම:
  • අධිවේගී සන්නිවේදනය: අවම විධාන ප්‍රමාදය සහතික කිරීම සඳහා ඩීසල් පාලකය, ගබඩා PCS සහ පද්ධති ප්‍රධාන පාලකය අතර අධිවේගී සන්නිවේදන ප්‍රොටෝකෝල (උදා: CAN බස්, වේගවත් ඊතර්නෙට්) අවශ්‍ය වේ.
  • PCS වේගවත් ප්‍රතිචාරය: නවීන ගබඩා PCS ඒකකවල බල ප්‍රතිචාර කාලය 100ms ට වඩා බොහෝ වේගවත් වන අතර බොහෝ විට 10ms ඇතුළත වන අතර එමඟින් මෙම අවශ්‍යතාවය සපුරාලීමට ඒවා සම්පූර්ණයෙන්ම හැකියාව ලැබේ.
  • අතිරික්ත ආරක්ෂාව: පාලන සබැඳියෙන් ඔබ්බට, අවසාන දෘඩාංග බාධකයක් ලෙස ඩීසල් උත්පාදක ප්‍රතිදානයේ සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රතිලෝම බල ආරක්ෂණ රිලේ එකක් ස්ථාපනය කෙරේ. කෙසේ වෙතත්, එහි මෙහෙයුම් කාලය මිලි තත්පර සිය ගණනක් විය හැකි බැවින්, එය ප්‍රධාන වශයෙන් උපස්ථ ආරක්ෂාවක් ලෙස සේවය කරයි; මූලික වේගවත් ආරක්ෂාව පාලන පද්ධතිය මත රඳා පවතී.

2. නිරන්තර බල ප්‍රතිදානය

ගැටළු විස්තරය:
ඩීසල් එන්ජින් උපරිම ඉන්ධන කාර්යක්ෂමතාවයෙන් සහ අවම විමෝචනයෙන් ක්‍රියාත්මක වන්නේ ඒවායේ ශ්‍රේණිගත බලයෙන් ආසන්න වශයෙන් 60%-80% ක බර පරාසයක් තුළ ය. අඩු බරක් "තෙත් ගොඩගැසීම" සහ කාබන් ගොඩනැගීමට හේතු වන අතර, ඉහළ බරක් ඉන්ධන පරිභෝජනය විශාල ලෙස වැඩි කරන අතර ආයු කාලය අඩු කරයි. ඉලක්කය වන්නේ බර උච්චාවචනයන්ගෙන් ඩීසල් හුදකලා කිරීම, කාර්යක්ෂම සැකසුමක ස්ථාවරව තබා ගැනීමයි.

විසඳුමක්:

• "කඳු මුදුන් කැපීම සහ නිම්න පිරවීම" පාලන උපාය මාර්ගය:
  1. මූලික ලක්ෂ්‍යය සකසන්න: ඩීසල් උත්පාදක කට්ටලය එහි ප්‍රශස්ත කාර්යක්ෂමතා ලක්ෂ්‍යයේදී (උදා: ශ්‍රේණිගත කළ බලයෙන් 70%) නියත බල ප්‍රතිදානයකින් ක්‍රියාත්මක වේ.
  2. ගබඩා නියාමනය:
     • ඉල්ලුම පැටවීම > ඩීසල් සැකසුම් ලක්ෂ්‍යය: ඌන බලය (P_load - P_diesel_set) බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය විසර්ජනය කිරීමෙන් පරිපූරණය වේ.
     • ඉල්ලුම පැටවීමේදී <ඩීසල්> සැකසුම: අතිරික්ත බලය (P_diesel_set - P_load එක) බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය ආරෝපණය කිරීමෙන් අවශෝෂණය වේ.
• පද්ධති ප්‍රතිලාභ:
  • ඩීසල් එන්ජිම ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයකින්, සුමටව අඛණ්ඩව ක්‍රියාත්මක වන අතර, එහි ආයු කාලය දීර්ඝ කර නඩත්තු වියදම් අඩු කරයි.
  • බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය දැඩි බර උච්චාවචනයන් සුමට කරයි, නිතර ඩීසල් බර වෙනස්වීම් නිසා ඇතිවන අකාර්යක්ෂමතාව සහ ගෙවී යාම වළක්වයි.
  • සමස්ත ඉන්ධන පරිභෝජනය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වේ.

3. බලශක්ති ගබඩාව හදිසියේ විසන්ධි වීම

ගැටළු විස්තරය:
බැටරි ක්‍රියා විරහිත වීම, PCS දෝෂයක් හෝ ආරක්ෂණ චාරිකා හේතුවෙන් බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිය හදිසියේම විසන්ධි විය හැකිය. ගබඩාව මගින් කලින් හසුරුවන ලද බලය (උත්පාදනය කළත් පරිභෝජනය කළත්) ක්ෂණිකව සම්පූර්ණයෙන්ම ඩීසල් උත්පාදක කට්ටලයට මාරු කරනු ලබන අතර, දැවැන්ත බල කම්පනයක් ඇති කරයි.

අවදානම්:

• ගබඩාව විසර්ජනය වෙමින් පැවතුනේ නම් (බරට සහය දක්වමින්), එහි විසන්ධි කිරීම මඟින් සම්පූර්ණ බර ඩීසල් වෙත මාරු කරනු ලබන අතර, එමඟින් අධි බර, සංඛ්‍යාත (වේගය) පහත වැටීම සහ ආරක්ෂිත වසා දැමීම සිදුවිය හැකිය.
• ගබඩාව ආරෝපණය වෙමින් පැවතුනේ නම් (අතිරික්ත බලය අවශෝෂණය කර ගනිමින්), එය විසන්ධි කිරීමෙන් ඩීසල් එන්ජිමේ අතිරික්ත බලයට යාමට තැනක් නොමැති අතර, ප්‍රතිලෝම බලය සහ අධි වෝල්ටීයතාව ඇති විය හැකි අතර, එය වසා දැමීමක් ද ඇති කරයි.

විසඳුමක්:

• ඩීසල් පැති භ්‍රමණ සංචිතය: ඩීසල් උත්පාදක කට්ටලය එහි ප්‍රශස්ත කාර්යක්ෂමතා ලක්ෂ්‍යය සඳහා පමණක් ප්‍රමාණය නොකළ යුතුය. එයට ගතික අමතර ධාරිතාවක් තිබිය යුතුය. උදාහරණයක් ලෙස, උපරිම පද්ධති භාරය 1000kW නම් සහ ඩීසල් 700kW හි ධාවනය වන්නේ නම්, ඩීසල්හි ශ්‍රේණිගත ධාරිතාව 700kW + විශාලතම විභව පියවර භාරය (හෝ ගබඩාවේ උපරිම බලය) ට වඩා වැඩි විය යුතුය, උදා: තෝරාගත් 1000kW ඒකකයක්, ගබඩා අසාර්ථකත්වයක් සඳහා 300kW බෆරයක් සපයයි.
• වේගවත් පැටවුම් පාලනය:
  1. පද්ධති තත්‍ය කාලීන අධීක්ෂණය: ගබඩා පද්ධතියේ තත්ත්වය සහ බල ප්‍රවාහය අඛණ්ඩව නිරීක්ෂණය කරයි.
  2. දෝෂ හඳුනාගැනීම: හදිසි ගබඩා විසන්ධි වීමක් අනාවරණය වූ විට, ප්‍රධාන පාලකය වහාම ඩීසල් පාලකයට වේගවත් බර අඩු කිරීමේ සංඥාවක් යවයි.
  3. ඩීසල් ප්‍රතිචාරය: නව බරට ගැලපෙන පරිදි බලය අඩු කිරීමට උත්සාහ කිරීම සඳහා ඩීසල් පාලකය වහාම ක්‍රියා කරයි (උදා: ඉන්ධන එන්නත් කිරීම වේගයෙන් අඩු කරයි). භ්‍රමණය වන සංචිත ධාරිතාව මෙම මන්දගාමී යාන්ත්‍රික ප්‍රතිචාරය සඳහා කාලය මිලදී ගනී.
• අවසාන විසඳුම: බර ඉවත් කිරීම: ඩීසල් එන්ජිමට හැසිරවීමට නොහැකි තරම් බල කම්පනය විශාල නම්, වඩාත්ම විශ්වාසදායක ආරක්ෂාව වන්නේ තීරණාත්මක නොවන බර ඉවත් කිරීමයි, තීරණාත්මක බර සහ උත්පාදක යන්ත්‍රයේම ආරක්ෂාවට ප්‍රමුඛතාවය දෙයි. පද්ධති සැලසුමේ බර ඉවත් කිරීමේ යෝජනා ක්‍රමයක් අත්‍යවශ්‍ය ආරක්ෂණ අවශ්‍යතාවයකි.

4. ප්‍රතික්‍රියාශීලී බල ගැටළුව

ගැටළු විස්තරය:
ප්‍රතික්‍රියාශීලී බලය චුම්භක ක්ෂේත්‍ර ස්ථාපිත කිරීම සඳහා භාවිතා කරන අතර AC පද්ධතිවල වෝල්ටීයතා ස්ථායිතාව පවත්වා ගැනීම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ. ඩීසල් උත්පාදක යන්ත්‍රය සහ ගබඩා PCS යන දෙකම ප්‍රතික්‍රියාශීලී බල නියාමනයට සහභාගී විය යුතුය.

• ඩීසල් උත්පාදක යන්ත්‍රය: එහි උද්දීපන ධාරාව සකස් කිරීමෙන් ප්‍රතික්‍රියාශීලී බල ප්‍රතිදානය සහ වෝල්ටීයතාවය පාලනය කරයි. එහි ප්‍රතික්‍රියාශීලී බල හැකියාව සීමිත වන අතර එහි ප්‍රතිචාරය මන්දගාමී වේ.
• ගබඩා PCS: බොහෝ නවීන PCS ඒකක හතර-චතුරස්‍ර වේ, එනම් ඒවාට ස්වාධීනව සහ වේගයෙන් ප්‍රතික්‍රියාශීලී බලය එන්නත් කිරීමට හෝ අවශෝෂණය කිරීමට හැකිය (ඒවා ඒවායේ දෘශ්‍ය බල ශ්‍රේණිගත කිරීම kVA ඉක්මවා නොයන්නේ නම්).

අභියෝගය: ඒකක දෙකෙන් එකක්වත් අධික ලෙස පැටවීමකින් තොරව පද්ධති වෝල්ටීයතා ස්ථායිතාව සහතික කිරීම සඳහා දෙකම සම්බන්ධීකරණය කරන්නේ කෙසේද.

විසඳුමක්:

• පාලන උපාය මාර්ග:
  1. ඩීසල් වෝල්ටීයතාවය පාලනය කරයි: ඩීසල් උත්පාදක කට්ටලය V/F මාදිලියට සකසා ඇති අතර, පද්ධතියේ වෝල්ටීයතාවය සහ සංඛ්‍යාත යොමුව ස්ථාපිත කිරීම සඳහා වගකිව යුතුය. එය ස්ථාවර “වෝල්ටීයතා ප්‍රභවයක්” සපයයි.
  2. ගබඩාව ප්‍රතික්‍රියාශීලී නියාමනයට සහභාගී වේ (විකල්ප):
     • PQ මාදිලිය: ගබඩාව හසුරුවන්නේ ක්‍රියාකාරී බලය පමණි (P), ප්‍රතික්‍රියාශීලී බලය සමඟ (Q) ශුන්‍යයට සකසා ඇත. ඩීසල් සියලු ප්‍රතික්‍රියාශීලී බලය සපයයි. මෙය සරලම ක්‍රමය වන නමුත් ඩීසල් මත බරක් ඇති කරයි.
     • ප්‍රතික්‍රියාශීලී බල යැවීමේ මාදිලිය: පද්ධති ප්‍රධාන පාලකය ප්‍රතික්‍රියාශීලී බල විධාන යවයි (ප්‍රශ්න_කට්ටලය) වත්මන් වෝල්ටීයතා තත්ත්වයන් මත පදනම්ව ගබඩා PCS වෙත. පද්ධති වෝල්ටීයතාවය අඩු නම්, ප්‍රතික්‍රියාශීලී බලය එන්නත් කිරීමට ගබඩාවට අණ කරන්න; ඉහළ නම්, ප්‍රතික්‍රියාශීලී බලය අවශෝෂණය කර ගැනීමට එයට අණ කරන්න. මෙය ඩීසල් මත බර අඩු කරයි, එය ක්‍රියාකාරී බල ප්‍රතිදානය කෙරෙහි අවධානය යොමු කිරීමට ඉඩ සලසන අතරම සියුම් හා වේගවත් වෝල්ටීයතා ස්ථායිකරණයක් සපයයි.
     • බල සාධකය (PF) පාලන මාදිලිය: ඉලක්ක බල සාධකයක් (උදා: 0.95) සකසා ඇති අතර, ඩීසල් උත්පාදක යන්ත්‍රයේ පර්යන්තවල නියත සමස්ත බල සාධකයක් පවත්වා ගැනීම සඳහා ගබඩාව ස්වයංක්‍රීයව එහි ප්‍රතික්‍රියාශීලී ප්‍රතිදානය සකස් කරයි.
• ධාරිතාව සලකා බැලීම: ගබඩා PCS ප්‍රමාණවත් දෘශ්‍ය බල ධාරිතාවක් (kVA) සහිත ප්‍රමාණයකින් යුක්ත විය යුතුය. උදාහරණයක් ලෙස, 400kW ක්‍රියාකාරී බලයක් නිපදවන 500kW PCS එකකට උපරිම වශයෙන් සැපයිය හැක්කේවර්ග අඩි(500² - 400²) = 300kVArප්‍රතික්‍රියාශීලී බලය. ප්‍රතික්‍රියාශීලී බල ඉල්ලුම ඉහළ නම්, විශාල PCS එකක් අවශ්‍ය වේ.

සාරාංශය

ඩීසල් උත්පාදක කට්ටලයක් සහ බලශක්ති ගබඩා කිරීම අතර ස්ථාවර අන්තර් සම්බන්ධතාවයක් සාර්ථකව සාක්ෂාත් කර ගැනීම ධූරාවලි පාලනය මත රඳා පවතී:

1. දෘඪාංග ස්ථරය: අධිවේගී සන්නිවේදන අතුරුමුහුණත් සහිත වේගයෙන් ප්‍රතිචාර දක්වන ගබඩා PCS එකක් සහ ඩීසල් උත්පාදක පාලකයක් තෝරන්න.
2. පාලන ස්ථරය: “ඩීසල් කට්ටල V/F, ගබඩාව PQ කරයි” යන මූලික ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පයක් භාවිතා කරන්න. අධිවේගී පද්ධති පාලකයක් ක්‍රියාකාරී බල “උච්ච රැවුල කැපීම/නිම්න පිරවීම” සහ ප්‍රතික්‍රියාශීලී බල සහාය සඳහා තත්‍ය කාලීන බල යැවීමක් සිදු කරයි.
3. ආරක්ෂණ ස්ථරය: පද්ධති සැලසුමට විස්තීර්ණ ආරක්ෂණ සැලසුම් ඇතුළත් විය යුතුය: ප්‍රතිලෝම බල ආරක්ෂණය, අධි බර ආරක්ෂණය සහ ගබඩා කිරීමේ හදිසි විසන්ධි කිරීම් හැසිරවීම සඳහා බර පාලනය (බර වැගිරීම පවා) උපාය මාර්ග.

ඉහත විස්තර කර ඇති විසඳුම් හරහා, කාර්යක්ෂම, ස්ථාවර සහ විශ්වාසදායක ඩීසල්-බලශක්ති ගබඩා දෙමුහුන් බල පද්ධතියක් ගොඩනැගීම සඳහා ඔබ මතු කළ ප්‍රධාන ගැටළු හතර ඵලදායී ලෙස විසඳා ගත හැකිය.