Równoległa praca agregatów prądotwórczych. Większy stopień bezpieczeństwa energetycznego.

Na czym polega praca równoległa agregatów?

Równoległa praca kilku agregatów prądotwórczych to dobry i często stosowany sposób wykorzystania tych jednostek w celu połączenia ich mocy. Jednakże wielu użytkowników może uznawać ten tryb pracy za niebezpieczny, ze względu na możliwość przerwania komunikacji między agregatami i związane z tym następstwa w postaci nawet utraty źródła energii. Odpowiedzią na te obawy jest opatentowana przez CAT^® innowacyjna technologia Failsafe Adaptive Load Sharing (FALS, ang. Bezpieczny Adaptacyjny Podział Obciążenia).

Na czym polega rewolucyjność FALS od CAT^®?

Warto zilustrować jej potencjał na konkretnym przykładzie. W firmie X działa równolegle pięć agregatów (wyposażonych w tę technologię) o mocy 2 MW każdy. Ich łączna moc to zatem 10 MW, z kolei średnie obciążenie robocze wynosi 8 MW. Zsynchronizowana praca tego zestawu polega na tym, że po sygnale startowym uruchomione zostają wszystkie jednostki. Pierwsza, która osiąga nominalne napięcie i częstotliwość, zamyka obwód, żeby zasilać magistralę. Następnie wszystkie pozostałe jednostki będą wykorzystywać swoje lokalne czujniki, żeby zsynchronizować się do zasilanej magistrali i zamknąć obwód. Gdy obciążenie w układzie zwiększa się, jednostki w aktywny sposób bilansują obciążenie. Ponieważ wszystkie jednostki na bieżąco przekazują sieci status swoich przełączników bezpieczeństwa (czyli podłączony/odłączony) oraz współczynnik obciążenia, wszystkie jednostki online są w stanie zachować równowagę obciążeń, wykorzystując swoje własne sterowanie paliwem i wzbudzeniem. Przy 8 MW na magistrali, każda jednostka przejmie obciążenie równe 1,6 MW.

Praca równoległa agregatów prądotwórczych pozwala rozłożyć obciążenie na kilka jednostek pracujących w sposób zintegrowany. Co się jednak stanie, gdy niektóre z nich stracą komunikację z resztą?

Podczas pracy tych jednostek doszło jednak do awarii i utraty połączenia z dwoma agregatami. Firma musi jednak kontynuować pracę, więc obciążenie dalej wynosi 8 MW. Co wtedy dzieje się z urządzeniami?

W takim przypadku uruchamia się system FALS. Trzy jednostki, z którymi kontakt jest utrzymany, automatycznie wchodzą w bezpieczny tryb izochroniczny. Natomiast te agregaty, z którymi utracono połączenie, wchodzą w bezpieczny tryb statyzmu. Wszystkie jednostki zachowają niezmieniony współczynnik obciążenia, o ile obciążenie układu nie ulegnie zmianie. Nie ma zatem mowy o jakiejkolwiek utracie mocy.

Jednakże co jeśli wzrośnie zapotrzebowanie zakładu na moc, a z dwoma agregatami jw. wciąż nie będzie kontaktu?

Jeśli do tego dojdzie jednostki w trybie izochronicznym przejmą na siebie większą część dodatkowego obciążenia. Utrzymają nominalne napięcie i częstotliwość do momentu przekroczenia wartości około 80% współczynnika obciążenia. Gdy współczynnik obciążenia jednostek w trybie izochronicznym przekroczy 80%, celowo wytworzą opadanie częstotliwości lub napięcia po stronie biernej. Ta regulacja spowoduje, że jednostki w trybie statyzmu (czyli te pracujące bezpiecznie) zaakceptują obciążenie zgodne z ich wyliczoną krzywą regulacji.
Taki mechanizm jest istotną innowacją wprowadzoną przez CAT^®. W innych systemach jednostki izochroniczne obniżają częstotliwość dopiero przy przeciążeniu. W bezpiecznym trybie stosowanym przez CAT^®, jednostki izochroniczne celowo wywołują opadanie zanim zostaną przeciążone.

A co się dzieje w przypadku spadku obciążenia?

Analogiczny proces zachodzi w razie spadku obciążenia. Większy spadek mocy nastąpi na jednostkach pracujących w trybie izochronicznym. Mają one wtedy utrzymać swoje nominalne napięcie i częstotliwość do osiągniecia wartości około 20% współczynnika obciążenia. Gdy obciążenie spadnie poniżej 20%, jednostki izochroniczne wykonają regulację w górę. Działanie to sprawi, że jednostki pracujące w trybie statyzmu zmniejszą swoje obciążenie zgodnie z ich wyliczoną krzywą regulacji.
Tak samo w tym przypadku jest to przewaga nad prostymi układami statyczno-izochronicznymi, w których jednostki w trybie izochronicznym muszą zacząć pobierać prąd z magistrali (przejść w tryb mocy zwrotnej), żeby skompensować moc jednostek w trybie statyzmu.

Na czym polega wyjątkowość technologii CAT^®?

Co ważne, stworzona przez CAT^® technologia pozwala na utrzymanie zasilania nawet w razie utraty kontaktu z agregatami przed uruchomieniem całego systemu. Jeżeli jednostki utracą łączność zanim otrzymają żądanie startu, wykonają tzw. protokół bezpiecznego arbitrażu w trybie dead-bus. Jednostki pracujące normalnie wykonają arbitraż zupełnie normalnie. Podejście to minimalizuje ryzyko jednoczesnego zamknięcia obwodu z niezasilaną magistralą.
Podsumowując, technologia FALS od CAT^® to gwarancja bezpiecznej pracy równoległej agregatów prądotwórczych. Rozwiązanie to ucieszy wszystkich tych, którym zależy na zapewnieniu maksymalnego bezpieczeństwa energetycznego swoje firmie. Takie rozwiązania sprawdzają się z powodzeniem w Centrach Danych, zakładach produkcyjnych, gdzie nie przerwane zasilanie ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania całego przedsiębiorstwa.