Làm thế nào để các hệ thống cung cấp năng lượng vận hành DC hỗ trợ vận hành thiết bị ổn định trong các lĩnh vực điện, công nghiệp, trung tâm dữ liệu và đường sắt?

Với sự tiến bộ tăng tốc của tự động hóa điện, trí tuệ công nghiệp và cơ sở hạ tầng mới,Hệ thống năng lượng vận hành DCCó các tính năng như "cung cấp năng lượng không bị gián đoạn, khả năng chống can thiệp mạnh và độ tin cậy cao", đã trở thành "trung tâm năng lượng" đảm bảo thiết bị quan trọng chạy an toàn.

Năm 2024, quy mô thị trường trong nước của các hệ thống năng lượng hoạt động DC là hơn 7,5 tỷ nhân dân tệ. Nó tăng 25% so với năm ngoái. Các hệ thống này được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực điện, công nghiệp, trung tâm dữ liệu và đường sắt. Họ giải quyết một cách hiệu quả vấn đề công nghiệp là "thiết bị ngừng hoạt động vì sự gián đoạn cung cấp điện". Họ cũng cung cấp hỗ trợ cốt lõi cho hoạt động ổn định của tất cả các loại trường.

1. Hệ thống điện: Đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của thiết bị tự động hóa lưới điện

Trong các kịch bản năng lượng như trạm biến áp và trạm phân phối, các hệ thống năng lượng hoạt động DC đóng vai trò là "bảo đảm cốt lõi":

Họ chủ yếu cung cấp công suất DC ổn định cho bộ ngắt mạch điện áp cao, các thiết bị bảo vệ chuyển tiếp và hệ thống giám sát tự động, áp dụng thiết kế kép của "Ngân hàng pin + Bộ sạc". Sau khi mất điện, họ có thể duy trì cung cấp điện trong ≥8 giờ, với độ tin cậy của nguồn điện là 99,99% (cao hơn nhiều so với 99,9% nguồn cung cấp điện AC).

Dữ liệu từ một công ty lưới điện cho thấy các trạm biến áp được trang bị nguồn cung cấp năng lượng hoạt động DC, tỷ lệ tai nạn vấp ngã do gián đoạn cung cấp điện giảm từ 1,8 lần/năm xuống 0,2 lần/năm và thời gian xử lý lỗi đã được rút ngắn 60%.

Ngoài ra, hệ thống hỗ trợ giám sát từ xa (giám sát thời gian thực về dung lượng pin và điện áp đầu ra), cải thiện hiệu quả vận hành và bảo trì bằng 40% và thích ứng với xu hướng "hoạt động không người lái" của các hệ thống điện.

2. Sản xuất thông minh công nghiệp: Hỗ trợ vận hành liên tục các thiết bị sản xuất

Thiết bị cốt lõi trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp (ví dụ: sản xuất ô tô, xử lý cơ khí) như PLC (bộ điều khiển logic có thể lập trình) và DCS (hệ thống điều khiển phân tán) có các yêu cầu nghiêm ngặt đối với sự ổn định của nguồn cung cấp điện:

Hệ thống năng lượng vận hành DCÁp dụng "Kiến trúc nguồn điện chuyển mạch tần số cao + Ngân hàng pin lithium", với độ chính xác điện áp đầu ra là ≤ ± 0,5% và hệ số gợn là ≤0,1%, tránh sự cố thiết bị do dao động điện áp.

Đối với các kịch bản giao thoa cao như hàn và dập, hệ thống có khả năng giao thoa chống điện từ (cuộc họp xếp hạng EMC EN 61000-6-2), giảm tỷ lệ tắt thiết bị từ 3,2% xuống 0,5%.

Sau khi áp dụng trong một nhà máy ô tô, thời gian hoạt động liên tục hàng năm của dây chuyền sản xuất đã vượt quá 8.000 giờ, tăng 15% so với nguồn điện thông qua năng lượng AC truyền thống.

3. Trung tâm dữ liệu: cho phép hoạt động tiết kiệm năng lượng và hiệu quả của thiết bị điện toán đám mây

Với sự phát triển của điện toán đám mây và dữ liệu lớn, các máy chủ trung tâm dữ liệu và thiết bị lưu trữ yêu cầu "cung cấp điện hiệu quả và không bị gián đoạn":

Các hệ thống cung cấp năng lượng vận hành DC áp dụng kiến ​​trúc DC (HVDC) điện áp cao 240V, với tỷ lệ hiệu quả năng lượng là 96% (so với khoảng 92% đối với nguồn cung cấp năng lượng AC truyền thống). Điều này có nghĩa là tiết kiệm điện hàng năm khoảng 120.000 kWh cho 10.000 máy chủ.

Họ hỗ trợ "mở rộng mô-đun", với một công suất mô-đun duy nhất là 50-200kW. Mở rộng có thể được hoàn thành mà không cần tắt máy, thích ứng với nhu cầu "tăng công suất theo yêu cầu" của các trung tâm dữ liệu.

Các thử nghiệm trong một trung tâm dữ liệu siêu lớn cho thấy sau khi áp dụng nguồn cung cấp năng lượng hoạt động DC, tỷ lệ thất bại của hệ thống điện giảm từ 2,5 lần/năm xuống 0,3 lần/năm và tính khả dụng của thiết bị CNTT tăng lên 99,999%.

4. Vận chuyển đường sắt: Thích nghi với nguồn điện ổn định trong môi trường khắc nghiệt

Hệ thống tín hiệu, hệ thống phanh và thiết bị nền tảng của tàu điện ngầm và đường sắt tốc độ cao cần phải chịu được điều kiện làm việc phức tạp:

Các hệ thống cung cấp năng lượng vận hành DC có phạm vi điện trở nhiệt độ -30 ℃ ~ 70 và xếp hạng điện trở rung của IP65, đảm bảo hoạt động ổn định ngay cả trong môi trường đường hầm nhiệt độ cao và theo độ rung theo dõi.

Khi cung cấp năng lượng cho các máy tín hiệu tàu điện ngầm, độ ổn định điện áp đầu ra là ≤ ± 1%, đảm bảo không có độ trễ trong tín hiệu điều phối tàu.

Sau khi áp dụng trong một tuyến tàu điện ngầm, các lỗi gián đoạn cung cấp điện của hệ thống tín hiệu giảm từ 0,8 lần/năm xuống còn 0 và tỷ lệ đường tàu đúng thời gian tăng lên 99,98%.

Lĩnh vực ứng dụng Core Ứng dụng Thiết bị Kiến trúc/tính năng Các chỉ số đo chính

Hệ thống điện Bộ ngắt mạch điện áp cao, thiết bị bảo vệ rơle Ngân hàng pin + Bộ sạc, giám sát từ xa độ tin cậy cung cấp điện 99,99%, tỷ lệ tai nạn giảm 89%

Sản xuất thông minh công nghiệp PLC, Hệ thống điều khiển DCS cung cấp năng lượng chuyển mạch tần số cao + pin lithium, độ chính xác điện áp chống can thiệp ± 0,5%, tỷ lệ tắt giảm 84%

Máy chủ trung tâm dữ liệu, thiết bị lưu trữ 240V HVDC, Tỷ lệ hiệu quả năng lượng mở rộng mô -đun 96%, tính khả dụng 99,999%

Hệ thống tín hiệu vận chuyển đường sắt, hệ thống phanh điện trở nhiệt độ rộng & điện trở rung, điện trở nhiệt độ bảo vệ IP65 -30 ℃ ~ 70, tỷ lệ đúng giờ 99,98%

Hiện nay,Hệ thống năng lượng vận hành DCđang phát triển hướng tới "trí thông minh + cacbon hóa thấp":

Được trang bị hệ thống quản lý sức khỏe pin AI (độ chính xác dự đoán thời lượng pin ≥95%), chúng giảm chi phí vận hành và bảo trì.

Việc áp dụng pin phosphate sắt lithium (tuổi thọ chu kỳ ≥3.000 lần), lượng khí thải carbon của chúng thấp hơn 40% so với pin axit-chì.

Vì "bảo đảm năng lượng" cho các thiết bị quan trọng, việc áp dụng mở rộng các hệ thống cung cấp năng lượng vận hành DC sẽ tiếp tục thúc đẩy các lĩnh vực kinh tế năng lượng, công nghiệp và kỹ thuật số hướng tới "hiệu quả cao, ổn định và cacbon hóa thấp".