Үздіксіз қуатпен қамтамасыз ету (UPS) технологиялары көптеген жылдар бойы желіден қуат үзілген кезде негізгі жүктемелердің үздіксіз жұмысын қолдау үшін әртүрлі қолданбаларда қолданылып келеді. Бұл жүйелер белгілі жүктемелердің жұмысына кедергі келтіретін желілік үзілістерден қосымша иммунитетті қамтамасыз ету үшін көптеген әртүрлі жерлерде қолданылған. UPS жүйелері көбінесе компьютерлерді, компьютерлік құралдарды және телекоммуникациялық жабдықты қорғау үшін қолданылады. Жаңа энергетикалық технологиялардың соңғы эволюциясымен энергия сақтау жүйелері (ESS) тез тарады. ESS, әсіресе батарея технологияларын пайдаланатындар, әдетте күн немесе жел энергиясы сияқты жаңартылатын көздер арқылы қамтамасыз етіледі және әртүрлі уақытта пайдалану үшін осы көздер өндіретін энергияны сақтауға мүмкіндік береді.

UPS үшін қазіргі АҚШ ANSI стандарты UL 1778, үзіліссіз қуат жүйелерінің стандарты болып табылады. және Канада үшін CSA-C22.2 No 107.3. UL 9540, энергия сақтау жүйелері мен жабдықтарына арналған стандарт, ESS үшін американдық және канадалық ұлттық стандарт болып табылады. Жетілген UPS өнімдері де, өндірілген жылдам дамып келе жатқан ESS те техникалық шешімдерде, операцияларда және орнатуда кейбір ортақтықтарға ие болғанымен, маңызды айырмашылықтар бар. Бұл құжат сыни саралауларды қарастырады, әрқайсысына қатысты қолданылатын өнім қауіпсіздігі талаптарын сипаттайды және орнатулардың екі түріне де қатысты кодтардың қалай дамып жатқанын қорытындылайды.

ТаныстыруЮнайтед Пансел Сервис

Қалыптастыру

UPS жүйесі - электр желісінің істен шығуы немесе басқа желілік қуат көзінің істен шығуы режимдері жағдайында маңызды жүктемелер үшін лезде уақытша айнымалы ток негізіндегі қуатты қамтамасыз етуге арналған электр жүйесі. UPS белгілі бір уақыт ішінде алдын ала белгіленген қуат көлемінің лезде жалғасуын қамтамасыз ету үшін өлшемді. Бұл қосымша қуат көзіне, мысалы, генераторға желіге қосылуға және қуат резервін көшіруді жалғастыруға мүмкіндік береді. UPS маңызды емес жүктемелерді қауіпсіз түрде өшіре отырып, маңыздырақ жабдық жүктемелеріне қуат беруді жалғастыра алады. UPS жүйелері көптеген жылдар бойы әртүрлі қолданбаларға осы маңызды қолдауды қамтамасыз етіп келеді. UPS жинақталған энергияны біріктірілген қуат көзінен пайдаланады. Бұл әдетте батареялық қор, суперконденсатор немесе қуат көзі ретінде маховиктің механикалық қозғалысы.

Жеткізу үшін аккумулятор қорын пайдаланатын әдеттегі UPS келесі негізгі компоненттерден тұрады:

Түзеткіш/зарядтау құрылғысы – Бұл UPS бөлімі айнымалы ток желісін алады, оны түзетеді және батареяларды зарядтау үшін пайдаланылатын тұрақты кернеуді шығарады.

• Инвертор – Ток көзінен үзілген жағдайда, түрлендіргіш батареяларда сақталған тұрақты ток қуатын қолдау көрсетілетін жабдыққа сәйкес келетін таза айнымалы ток шығысына түрлендіреді.

• Тасымалдаушы қосқыш – қуатты әртүрлі көздерден, мысалы, желіден, UPS инверторынан және генератордан сыни жүктемеге тасымалдайтын автоматты және лездік коммутациялық құрылғы.

• Батарея жинағы – UPS өзінің тағайындалған функциясын орындауы үшін қажетті қуатты сақтайды.

Қазіргі стандарттар UPS жүйелері үшін

• UPS үшін қазіргі АҚШ ANSI стандарты UL 1778/C22.2 № 107.3, Үздіксіз қуат жүйелерінің стандарты болып табылады, ол UPS-ті «қуатты құрайтын түрлендіргіштердің, ажыратқыштардың және энергия сақтау құрылғыларының (батареялар сияқты) жиынтығы ретінде анықтайды. кіріс электр қуатының үзілуі кезінде жүктеменің үздіксіздігін қамтамасыз ету жүйесі.

• IEC 62040-1 және IEC 62477-1 жаңа басылымдары әзірленуде. UL/CSA 62040-1 (анықтамалық стандарт ретінде UL/CSA 62477-1 пайдалану) осы стандарттармен үйлестіріледі.

Таныстыру энергия сақтау жүйелер (ESS)

ESSs қол жетімділік және алдында тұрған бірқатар қиындықтарға жауап ретінде тартымдылыққа ие болуда

қазіргі энергетикалық нарықтағы сенімділік. ESS, әсіресе батарея технологияларын пайдаланатындар, күн немесе жел энергиясы сияқты жаңартылатын көздердің ауыспалы қолжетімділігін азайтуға көмектеседі. ESS ең жоғары пайдалану уақытында сенімді қуат көзі болып табылады және жүктемені басқаруға, қуат ауытқуларына және басқа желіге қатысты функцияларға көмектесе алады. ESS коммуналдық, коммерциялық, өндірістік және тұрғын үй қолданбалары үшін қолданылады.

ESS үшін қолданыстағы стандарттар

UL 9540, энергия сақтау жүйелері мен жабдықтарына арналған стандарт, ESS үшін американдық және канадалық ұлттық стандарт болып табылады.

• Алғаш рет 2016 жылы жарияланған UL 9540 ESS үшін көптеген технологияларды, соның ішінде батарея энергиясын сақтау жүйелерін (BESS) қамтиды. UL 9540 басқа сақтау технологияларын да қамтиды: механикалық ESS, мысалы, генератормен жұптастырылған маховик қоймасы, химиялық ESS, мысалы, отын ұяшықтары жүйесімен жұптастырылған сутегі қоймасы және жылулық ESS, мысалы, генератормен жұптастырылған жасырын жылу сақтау орны.
• UL 9540, оның екінші басылымы энергия сақтау жүйесін «энергияны алатын, содан кейін қажет болғанда электр энергиясын жеткізу үшін кейінірек пайдалану үшін сол энергияны қандай да бір түрде сақтау құралын қамтамасыз ететін жабдық» ретінде анықтайды. UL 9540 екінші басылымы бұдан әрі кодтардағы ерекшеліктерді қанағаттандыру үшін қажет болса, BESS UL 9540A, батарея қуатын сақтау жүйелеріндегі термиялық өрттің таралуын бағалауға арналған стандартты сынақ әдісіне бағынуды талап етеді.
• UL 9540 қазіргі уақытта үшінші басылымда.

ESS-ті UPS-пен салыстыру

Функциялар және өлшемдер

ESS құрылысы жағынан UPS-ке ұқсайды, бірақ оны пайдалану жағынан ерекшеленеді. UPS сияқты, ESS батареялар, қуатты түрлендіру жабдықтары, мысалы, инверторлар және басқа да әртүрлі электроника мен басқару құралдары сияқты энергия сақтау механизмін қамтиды. Дегенмен, UPS-тен айырмашылығы, ESS тормен параллель жұмыс істей алады, бұл UPS бұрын-соңды болмаған жүйенің айналуына әкеледі. Қолданылатын қуат түрлендіру жүйесінің түріне байланысты ESS желімен немесе дербес режимде немесе екеуінде де интерактивті түрде жұмыс істей алады. ESS тіпті UPS функциясы ретінде жұмыс істей алады. UPS сияқты, ESS қуаты 20 кВт/сағ-тан аз шағын тұрғын үй жүйесінен контейнердегі бірнеше батарея сөрелері бар көп мегаватт қуат контейнерлік жүйелерін пайдаланатын коммуналдық қолданбаларға дейін әртүрлі өлшемдерде болуы мүмкін.

Химиялық құрамы және қауіпсіздігі

UPS-те қолданылатын әдеттегі аккумуляторлық химиялық заттар әрқашан қорғасын-қышқыл немесе никель-кадмий батареялары болды. UPS-тен айырмашылығы, BESS басынан бастап литий-ионды батареялар сияқты технологияларды пайдаланады, себебі литий-ионды батареялар жақсырақ цикл өнімділігіне және жоғары қуат тығыздығына ие, бұл кішірек физикалық ізде көбірек энергияны қамтамасыз ете алады. Литий-ионды аккумуляторларға да дәстүрлі аккумуляторлық технологияларға қарағанда техникалық қызмет көрсету талаптары әлдеқайда төмен. Бірақ қазіргі уақытта литий-ионды аккумуляторлар UPS қолданбаларында жиі қолданылады.

Дегенмен, 2019 жылы Аризона штатында коммуналдық қосымшаларда қолданылатын ESS қатысуымен болған ауыр апат бірнеше алғашқы жауап берушінің ауыр жарақатына әкеліп соқты және әртүрлі мүдделі тараптардың, соның ішінде реттеушілер мен сақтандыру агенттіктерінің назарын аударды. Осы өсіп келе жатқан кен орнының алдын алуға болатын қауіпсіздік инциденттері кедергі болмауын қамтамасыз ету үшін ESS үшін сәйкес спецификациялар мен стандарттарды әзірлеу қажет. ESS үшін сәйкес қауіпсіздік сипаттамалары мен стандарттарын әзірлеуді ынталандыру үшін АҚШ Энергетика министрлігі (DOE) 2015 жылы ESS қауіпсіздігі мен сенімділігі бойынша бірінші жыл сайынғы форумды бастады.

Бірінші DOE ESS форумы ESS спецификациялары мен стандарттары бойынша жұмыстың үлкен көлеміне ықпал етті. Ең назар аударарлық нәрсе NEC № 706 және NFPA 855, стационарлық энергия сақтау жүйесін орнатуға арналған стандартты әзірлеу болып табылады, ол ICC IFC және NFPA 1 стационарлық батарея жүйелеріне арналған стандартқа тікелей әсер етеді. Бүгінгі күні NEC және NFPA 855 бар. сонымен қатар 2023 нұсқалары үшін жаңартылды.

ESS және UPS стандарттарының ағымдағы жағдайы

Барлық ережелер мен стандарттарды әзірлеу іс-шараларының мақсаты осы жүйелердің қауіпсіздігін тиісті түрде шешу болып табылады. Өкінішке орай, қолданыстағы стандарттар өнеркәсіпте кейбір шатасулар тудырды.

1.NFPA 855. BESS және UPS орнатуға әсер ететін негізгі құжат NFPA 855, Стационарлық энергия сақтау жүйелерін орнату стандартының 2020 нұсқасы болып табылады. NFPA 855 энергияны сақтауды «жергілікті электр жүктемелеріне, коммуналдық желілерге немесе желіні қолдауға болашақта жеткізу үшін энергияны сақтауға қабілетті бір немесе бірнеше құрылғылардың жинағы» ретінде анықтайды. Бұл анықтама UPS және ESS қолданбаларын қамтиды. Сонымен қатар, NFPA 855 және өрт кодтары ESS-тердің бағалануын және UL 9540 сертификатын талап етеді. Дегенмен, UL 1778 әрқашан UPS үшін дәстүрлі өнім қауіпсіздігі стандарты болып табылады. Жүйе қолданыстағы қауіпсіздік талаптарына сәйкестігіне тәуелсіз бағаланды және қауіпсіз орнатуды қолдайды. Сондықтан UL 9540 талабы өнеркәсіпте біраз шатасуды тудырды.

2. UL 9540A. UL 9540A батарея деңгейінен бастауды және орнату деңгейінен өткенге дейін кезең-кезеңмен сынауды талап етеді. Бұл талаптар UPS жүйелерінің бұрын талап етілмеген маркетингтік стандарттарға бағынуына әкеледі.

3.UL 1973. UL 1973 - ESS және UPS үшін батарея жүйесінің қауіпсіздік стандарты. Дегенмен, UL 1973-2018 нұсқасы қорғасын-қышқылды аккумуляторларды сынау ережелерін қамтымайды, бұл қорғасын-қышқылды аккумуляторлар сияқты дәстүрлі батарея технологиясын пайдаланатын UPS жүйелері үшін де қиындық тудырады.

Түйіндеме

Қазіргі уақытта NEC (Ұлттық электрлік кодекс) және NFPA 855 бұл анықтамаларды нақтылауда.

• Мысалы, NFPA 855 2023 нұсқасы арнайы қорғасын-қышқылды және никель-кадмий батареяларының (600 В немесе одан аз) UL 1973 тізімінде көрсетілгенін түсіндіреді.
• Бұған қоса, UL 1778 сәйкес сертификатталған және таңбаланған қорғасын-қышқылды аккумуляторлық жүйелер резервтік қуат көзі ретінде пайдаланылған кезде UL 9540 сәйкес сертификаттаудың қажеті жоқ.

UL 1973 қорғасын-қышқылды және никель-кадмий батареялары үшін сынақ стандарттарының жоқтығы мәселесін шешу үшін Н қосымшасы (клапанмен реттелетін немесе желдеткіш қорғасын-қышқылды немесе никель-кадмий батареяларына баламаларды бағалау) арнайы қосылды. UL 1973 үшінші басылымы 2022 жылдың ақпанында шығарылды.

Бұл өзгерістер UPS және ESS қауіпсіз орнату талаптарын саралау үшін оң дамуды білдіреді. Әрі қарайғы жұмыстар қорғасын қышқылы мен никель-кадмийден басқа технологияларды орнату талаптарын жақсарту үшін NEC 480-бабын жаңартуды қамтиды. Оған қоса, NFPA 855 стандартын өрттен қорғау ережелері, әсіресе стационарлық қолданбаларда қолданылатын әртүрлі технологияларға қатысты, олар UPS немесе ESS болсын, көбірек түсінікті ету үшін одан әрі жаңартылуы қажет.

Автор дәстүрлі UPS немесе ESS пайдаланылғанына қарамастан, үздіксіз өзгерістер саланың қауіпсіздігін жақсартады деп үміттенеді. Энергияны сақтау шешімдерінің айтарлықтай және жылдам таралып жатқанын көріп отырғанымыздай, өнімдердің ішкі қауіпсіздігін шешу қауіпсіздік инновацияларының құлпын ашу және қоғамның қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін өте маңызды.