Үзгүлтүксүз электр энергиясы менен камсыздоо (UPS) технологиялары тармактан электр энергиясы үзгүлтүккө учураганда негизги жүктөрдүн үзгүлтүксүз иштешин колдоо үчүн көп жылдар бою ар кандай колдонмолордо колдонулуп келет. Бул системалар белгилүү жүктөрдүн иштешине тоскоол болгон тармактын үзгүлтүккө учурашынан кошумча иммунитетти камсыз кылуу үчүн ар кандай жерлерде колдонулган. UPS системалары көбүнчө компьютерлерди, компьютердик каражаттарды жана телекоммуникациялык жабдууларды коргоо үчүн колдонулат. Жаңы энергетикалык технологиялардын акыркы эволюциясы менен энергияны сактоо системалары (ESS) тездик менен көбөйдү. ESS, өзгөчө батарея технологияларын колдонгондор, адатта, күн же шамал энергиясы сыяктуу кайра жаралуучу булактар ​​менен камсыздалат жана бул булактар ​​тарабынан өндүрүлгөн энергияны ар кайсы убакта колдонуу үчүн сактоого мүмкүндүк берет.

UPS үчүн учурдагы АКШнын ANSI стандарты UL 1778, үзгүлтүксүз энергия системаларынын стандарты. жана Канада үчүн CSA-C22.2 No 107.3. UL 9540, энергияны сактоо тутумдары жана жабдуулары үчүн стандарт, ESS үчүн америкалык жана канадалык улуттук стандарт. Жетилген UPS өнүмдөрү да, өндүрүлгөн тез өнүгүп жаткан ESS да техникалык чечимдерде, операцияларда жана орнотууда кандайдыр бир жалпылыкка ээ болгону менен, маанилүү айырмачылыктар бар. Бул макалада критикалык айырмачылыктар каралат, ар бирине байланыштуу тиешелүү продукциянын коопсуздук талаптары баяндалат жана орнотуулардын эки түрүн тең чечүүдө коддор кандайча өнүгүп жаткандыгы жалпыланат.

тааныштырууUPS

Түзүлүшү

UPS системасы - бул электр тармагы иштен чыкканда же башка электр булагы иштебей калганда, критикалык жүктөмдөрдүн бир заматта убактылуу өзгөрмө токтун негизинде энергия менен камсыз кылуу үчүн иштелип чыккан электр системасы. UPS белгилүү бир убакытка чейин алдын ала белгиленген кубаттуулуктун бир заматта улануусун камсыз кылуу үчүн өлчөмдүү. Бул кошумча энергия булагына, мисалы, генераторго онлайн режимине келип, кубаттын резервдик көчүрмөсүн улантууга мүмкүндүк берет. UPS маанилүү эмес жүктөрдү коопсуз түрдө өчүрүшү мүмкүн, ошол эле учурда маанилүү жабдыктарды кубат менен камсыз кылууну улантат. UPS системалары көп жылдар бою ар кандай тиркемелер үчүн бул маанилүү колдоону көрсөтүп келет. UPS интегралдык энергия булагынан сакталган энергияны колдонот. Бул, адатта, батарея банкы, суперконденсатор же энергия булагы катары маховиктин механикалык кыймылы.

Батарея банкын колдонуучу типтүү UPS төмөнкү негизги компоненттерден турат:

Түзөткүч/заряддагыч - Бул UPS бөлүмү AC тармагын алып, аны оңдоп, батарейкаларды заряддоо үчүн колдонулган DC чыңалуусун жаратат.

• Инвертор – Электр кубаты үзгүлтүккө учураган учурда инвертор батарейкаларда сакталган туруктуу токтун күчүн колдоого алынган жабдууларга ылайыктуу таза өзгөрүлмө токтун чыгышына айлантат.

• Өткөргүч өчүргүч – ар кандай булактардан, мисалы, электр тармагынан, UPS инверторунан жана генератордон, критикалык жүктөмгө электр кубатын өткөрүүчү автоматтык жана заматта которуу түзүлүш.

• Батарея банкы – UPSтин өз милдетин аткаруусу үчүн керектүү энергияны сактайт.

Учурдагы стандарттар UPS системалары үчүн

• UPS үчүн учурдагы АКШнын ANSI стандарты UL 1778/C22.2 № 107.3, Үзгүлтүксүз кубаттуулук системаларынын стандарты, ал UPSти “конвертерлердин, өчүргүчтөрдүн жана энергияны сактоочу түзүлүштөрдүн (мисалы, батарейкалардын) айкалышы катары аныктайт. Кирүүчү электр энергиясы үзгүлтүккө учураган учурда жүктү электр энергиясынын үзгүлтүксүздүгүн камсыздоо системасы.

• IEC 62040-1 жана IEC 62477-1 жаңы басылмалары иштелип чыгууда. UL/CSA 62040-1 (Стандарт катары UL/CSA 62477-1ди колдонуу) бул стандарттар менен шайкештирилет.

тааныштыруу энергия сактоо системалар (ESS)

ESSs жеткиликтүүлүгү жана алдында турган бир катар кыйынчылыктарга жооп катары тартылып жатат

азыркы энергетика рыногунда ишенимдүүлүк. ESS, өзгөчө батарея технологияларын колдонгондор, күн же шамал энергиясы сыяктуу кайра жаралуучу булактардын өзгөрүлмө жеткиликтүүлүгүн азайтууга жардам берет. ESS эң жогорку пайдалануу убагында ишенимдүү кубаттын булагы болуп саналат жана жүктөмдү башкарууга, кубаттуулуктун термелүүсүнө жана башка тармакка байланыштуу функцияларга жардам берет. ESS коммуналдык, соода, өнөр жай жана турак жай тиркемелери үчүн колдонулат.

ESS үчүн учурдагы стандарттар

UL 9540, энергияны сактоо тутумдары жана жабдуулары үчүн стандарт, ESS үчүн америкалык жана канадалык улуттук стандарт.

• Биринчи жолу 2016-жылы басылып чыккан UL 9540 ESS үчүн бир нече технологияларды камтыйт, анын ичинде батареянын энергияны сактоо тутумдары (BESS). UL 9540 башка сактоо технологияларын да камтыйт: механикалык ESS, мис., генератор менен жупташкан маховик сактагыч, химиялык ESS, мис., отун клетка системасы менен жупташкан суутек сактагыч жана жылуулук ESS, мис., генератор менен жупташкан жашыруун жылуулук сактагыч.
• UL 9540, анын экинчи басылышы энергияны сактоо тутумун "энергияны кабыл алган, андан кийин керек болгондо электр энергиясын берүү үчүн кийинчерээк колдонуу үчүн бул энергияны кандайдыр бир формада сактоо үчүн каражатты камсыз кылган жабдуу" катары аныктайт. UL 9540 экинчи басылышы андан ары коддордогу өзгөчөлүктөргө жооп берүү үчүн талап кылынса, BESS UL 9540A, Батареянын энергияны сактоо тутумдарында оттун жылуулуктун таралышын баалоо үчүн стандарттык сыноо ыкмасына дуушар болушун талап кылат.
• UL 9540 учурда анын үчүнчү чыгарылышында.

ESS менен UPS салыштыруу

Функциялар жана өлчөмдөр

ESS курулуш жагынан UPSге окшош, бирок аны колдонуу жагынан айырмаланат. UPS сыяктуу эле, ESS энергияны сактоо механизмин камтыйт, мисалы, батарейкалар, энергияны конверсиялоочу жабдуулар, мисалы, инверторлор жана башка ар кандай электроника жана башкаруу каражаттары. Бирок UPSтен айырмаланып, ESS тор менен параллелдүү иштеши мүмкүн, бул UPS эч качан башынан өткөрбөгөнгө караганда системанын көбүрөөк айлануусуна алып келет. ESS колдонулган энергияны конверсиялоо тутумунун түрүнө жараша тармак менен же өз алдынча режимде, же экөө тең интерактивдүү кызматташа алат. ESS UPS функциясы катары да иштеши мүмкүн. UPS сыяктуу, ESS 20 кВт сааттан аз энергияны түзгөн кичинекей турак жай системасынан контейнердин ичинде бир нече батарея стеллаждары менен көп мегаватттык энергия контейнердик тутумдарын колдонуу менен коммуналдык тиркемелерге чейин ар кандай өлчөмдө болушу мүмкүн.

Химиялык курамы жана коопсуздугу

UPSде колдонулган типтүү батарея химиялары дайыма коргошун-кислота же никель-кадмий батареялары болуп келген. UPSтен айырмаланып, BESS литий-иондук батарейкалар сыяктуу технологияларды башынан эле колдонот, анткени литий-иондук батарейкалардын цикли жакшыраак жана энергиянын тыгыздыгы жогору, бул кичинекей физикалык изи менен көбүрөөк энергияны камсыздай алат. Литий-иондук батарейкалар, ошондой эле салттуу батарея технологияларына караганда бир топ төмөн тейлөө талаптары бар. Бирок азыркы учурда литий-иондук батарейкалар UPS тиркемелеринде да көбүрөөк колдонулат.

Бирок, 2019-жылы Аризона штатында коммуналдык тиркемелерде колдонулган ESSтин катышуусу менен болгон олуттуу кырсык бир нече биринчи жардамчылардын олуттуу жаракаттарына алып келди жана ар кандай кызыкдар тараптардын, анын ичинде жөнгө салуучу органдардын жана камсыздандыруу агенттиктеринин көңүлүн бурду. Бул өсүп жаткан талаага болтурбоочу коопсуздук инциденттери тоскоол болбошу үчүн, ESS үчүн тиешелүү спецификациялар жана стандарттар иштелип чыгышы керек. ESS үчүн тиешелүү коопсуздук спецификацияларын жана стандарттарын иштеп чыгууга дем берүү үчүн АКШнын Энергетика министрлиги (DOE) 2015-жылы ESSтин коопсуздугу жана ишенимдүүлүгү боюнча биринчи жылдык форумду өткөрдү.

Биринчи DOE ESS форуму ESS спецификациялары жана стандарттары боюнча көптөгөн иштерди жүргүзүүгө салым кошту. Эң көңүл бура турган нерсе NEC №706 жана NFPA 855тин иштеп чыгуусу, стационардык энергияны сактоо тутумун орнотуу үчүн стандарт, ал ICC IFC жана NFPA 1деги стационардык батарея системаларынын стандартына түздөн-түз таасирин тийгизет. Бүгүнкү күндө NEC жана NFPA 855 бар. ошондой эле 2023 версиялары үчүн жаңыртылган.

ESS жана UPS стандарттарынын учурдагы абалы

Бардык эрежелерди жана стандарттарды иштеп чыгуу иш-чараларынын максаты бул системалардын коопсуздугун адекваттуу чечүү болуп саналат. Тилекке каршы, азыркы стандарттар өнөр жайда кандайдыр бир баш аламандыктарды жаратты.

1.NFPA 855. BESS жана UPS орнотууга таасир этүүчү негизги документ NFPA 855тин 2020-жылдагы версиясы, Стационардык энергияны сактоо тутумдарын орнотуу үчүн стандарт. NFPA 855 энергияны сактоону "келечекте жергиликтүү электрдик жүктөрдү, коммуналдык тармактарды же тармактык колдоону камсыздоо үчүн энергияны сактоого жөндөмдүү бир же бир нече түзмөктөрдүн жыйындысы" деп аныктайт. Бул аныктама UPS жана ESS үчүн тиркемелерди камтыйт. Кошумча, NFPA 855 жана өрт коддору ESSтердин бааланышын жана UL 9540 тастыкталышын талап кылат. Бирок, UL 1778 дайыма UPS үчүн салттуу продукт коопсуздук стандарты болуп келген. Система коопсуздуктун тиешелүү талаптарына ылайыктуулугу үчүн өз алдынча бааланган жана коопсуз орнотууну колдойт. Ошондуктан, UL 9540 талабы тармакта кандайдыр бир баш аламандыктарды жаратты.

2. UL 9540A. UL 9540A батарейканын деңгээлинен баштап, орнотуу деңгээлине өткөнгө чейин кадам сайын сыноону талап кылат. Бул талаптар UPS системалары мурда талап кылынбаган маркетинг стандарттарына баш ийет.

3.UL 1973. UL 1973 ESS жана UPS үчүн батарея тутумунун коопсуздук стандарты. Бирок, UL 1973-2018 версиясы коргошун-кислота аккумуляторлору үчүн сыноо жоболорун камтыбайт, бул ошондой эле коргошун-кислота батарейкалары сыяктуу салттуу батарея технологиясын колдонгон UPS системалары үчүн кыйынчылык жаратат.

Жыйынтык

Учурда, NEC (Улуттук электр кодекси) жана NFPA 855 да бул аныктамаларды тактап жатышат.

• Мисалы, NFPA 855тин 2023-версиясы белгилүү коргошун-кислота жана никель-кадмий батарейкалары (600 V же андан аз) UL 1973-жылы тизмеленгенин тактайт.
• Кошумчалай кетсек, UL 1778ге ылайык тастыкталган жана белгиленген коргошун-кислоталуу аккумулятордук системалар резервдик энергия булагы катары колдонулганда UL 9540га ылайык сертификацияланууга муктаж эмес.

UL 1973-жылы коргошун-кислота жана никель-кадмий аккумуляторлору үчүн сыноо стандарттарынын жоктугу көйгөйүн чечүү үчүн, Н тиркемесинде (клапан менен жөнгө салынуучу же желдетилүүчү коргошун-кислота же никель-кадмий батареяларына альтернативаларды баалоо) атайын кошулган. UL 1973 үчүнчү басылышы 2022-жылдын февраль айында чыгарылган.

Бул өзгөртүүлөр UPS жана ESS коопсуз орнотуу талаптарын айырмалоо үчүн оң өнүгүү болуп саналат. Андан аркы иштер коргошун-кислота жана никель-кадмийден башка технологияларды орнотуу талаптарын жакшыраак чечүү үчүн NEC 480-беренесин жаңылоону камтыйт. Кошумчалай кетсек, NFPA 855 стандарты өрткө каршы эрежелерди, айрыкча стационардык тиркемелерде колдонулган ар кандай технологияларга, алар UPS же ESS болобу, көбүрөөк айкындуулукту камсыз кылуу үчүн жаңыртылышы керек.

Автор салттуу UPS же ESS колдонулганына карабастан, үзгүлтүксүз өзгөртүүлөр тармактын коопсуздугун жакшыртат деп үмүттөнөт. Энергияны сактоо чечимдери олуттуу жана тездик менен көбөйүп жатканын көрүп жаткандыктан, продукциянын ички коопсуздугун чечүү коопсуздук инновацияларынын кулпусун ачуу жана коомдун муктаждыктарын канааттандыруу үчүн абдан маанилүү.