Uninterruptible Power Supply (UPS) technologyen binne in protte jierren brûkt yn ferskate tapassingen om oanhâldende wurking fan kaai loads te stypjen by ûnderbrekkings fan macht út it net. Dizze systemen binne brûkt op in protte ferskillende lokaasjes om ekstra ymmuniteit te leverjen tsjin rasterûnderbrekkingen dy't ynterferearje mei de wurking fan definieare loads. UPS-systemen wurde faak brûkt om kompjûters, komputerfoarsjenningen en telekommunikaasjeapparatuer te beskermjen. Mei de resinte evolúsje fan nije enerzjytechnologyen binne enerzjyopslachsystemen (ESS) rap proliferearre. ESS, benammen dyjingen dy't batterijtechnologyen brûke, wurde typysk levere troch duorsume boarnen lykas sinne- as wynenerzjy en meitsje de opslach fan enerzjy produsearre troch dizze boarnen mooglik foar gebrûk op ferskate tiden.

De hjoeddeistige US ANSI-standert foar UPS is UL 1778, de standert foar Uninterruptible Power Systems. en CSA-C22.2 No.. 107.3 foar Kanada. UL 9540, de standert foar enerzjyopslachsystemen en apparatuer, is de Amerikaanske en Kanadeeske nasjonale standert foar ESS. Wylst sawol de folwoeksen UPS-produkten as de rap evoluearjende produsearre ESS wat mienskiplik hawwe yn technyske oplossingen, operaasjes en ynstallaasje, binne d'r wichtige ferskillen. Dit papier sil de krityske differinsjaasjes beoardielje, de jildende produktfeiligenseasken beskriuwe dy't ferbûn binne mei elk en gearfetsje hoe't koaden evoluearje by it oanpakken fan beide soarten ynstallaasjes.

YntroduksjeUPS

Formaasje

In UPS-systeem is in elektrysk systeem ûntworpen om instantane tydlike wikselstroom-basearre krêft te leverjen foar krityske loads yn it gefal fan elektrysk netfout of oare net-boarne-falsmodi. De UPS is grutte om in direkte fuortsetting te leverjen fan in foarbepaalde hoemannichte macht foar in spesifike doer. Hjirmei kin in sekundêre krêftboarne, bygelyks in generator, online komme en trochgean mei krêftreservekopy. De UPS kin net-essensjele loads feilich ôfslute, wylst se trochgean mei it leverjen fan macht oan wichtigere apparatuerladingen. UPS-systemen hawwe in protte jierren dizze krityske stipe foar ferskate applikaasjes levere. In UPS sil opsleine enerzjy brûke fan in yntegreare enerzjyboarne. Dit is typysk batterijbank, supercapacitor of de meganyske beweging fan in flywheel as enerzjyboarne.

In typyske UPS dy't in batterijbank brûkt foar har levering bestiet út de folgjende haadkomponinten:

Rectifier / charger - Dizze UPS-seksje nimt de AC-netspanning, rjochtet it en produseart in DC-spanning dy't brûkt wurdt om de batterijen op te laden.

• Inverter - Yn it gefal fan in net-oanfier falen, de INVERTER sil omsette de DC macht opslein yn de batterijen yn skjinne AC macht útfier geskikt foar de stipe apparatuer.

• Transfer switch - In automatyske en instantaneous switching apparaat dat oerstappen macht út ferskate boarnen, bygelyks mains, UPS inverter en generator, nei in krityske lading.

• Batterijbank - Bewarret de enerzjy dy't nedich is foar de UPS om syn bedoelde funksje út te fieren.

Aktuele noarmen foar UPS-systemen

• De hjoeddeistige Amerikaanske ANSI-standert foar UPS is UL 1778/C22.2 No. systeem foar it behâld fan kontinuïteit fan macht nei in lading yn gefal fan ynput macht falen.

• Under ûntwikkeling binne nije edysjes fan IEC 62040-1 en IEC 62477-1. UL / CSA 62040-1 (mei UL / CSA 62477-1 as referinsjestandert) sil wurde harmonisearre mei dizze noarmen.

Yntroduksje enerzjy opslach systemen (ESS)

ESSs krije traksje as it antwurd op in oantal útdagings konfrontearre beskikberens en

betrouberens yn 'e hjoeddeiske enerzjymerk. ESS, benammen dyjingen dy't batterijtechnologyen brûke, helpe de fariabele beskikberens fan duorsume boarnen lykas sinne- of wynenerzjy te ferminderjen. ESS binne in boarne fan betroubere macht tidens peak gebrûkstiden en kin helpe by load behear, macht fluktuaasjes en oare net-relatearre funksjes. ESS wurde brûkt foar nutsbedriuwen, kommersjele, yndustriële en wenapplikaasjes.

Aktuele noarmen foar ESS

UL 9540, de standert foar enerzjyopslachsystemen en apparatuer, is de Amerikaanske en Kanadeeske nasjonale standert foar ESS.

• Earst publisearre yn 2016, UL 9540 omfettet meardere technologyen foar ESS, ynklusyf batterij-enerzjy-opslachsystemen (BESS). UL 9540 omfiemet ek oare opslach technologyen: meganyske ESS, bgl, flywheel opslach keppele oan in generator, gemyske ESS, bgl, wetterstof opslach keppele oan in brânsel sel systeem, en termyske ESS, bgl, latinte waarmte opslach keppele mei in generator.
• UL 9540, syn twadde edysje definiearret in enerzjyopslachsysteem as "Equipment dy't enerzjy ûntfangt en dan in middel leveret om dy enerzjy yn ien of oare foarm op te slaan foar letter gebrûk om elektryske enerzjy te leverjen as nedich." De twadde edysje fan UL 9540 fereasket fierder dat in BESS wurdt ûnderwurpen oan UL 9540A, de Standert Testmetoade foar Evaluaasje fan Thermal Runaway Fire Propagation yn Battery Energy Storage Systems, as nedich om te foldwaan oan útsûnderingen yn 'e koades.
• UL 9540 is op it stuit yn syn tredde edysje.

Fergelykje ESS mei UPS

Funksjes en diminsje

In ESS is yn konstruksje fergelykber mei in UPS, mar ferskilt yn syn gebrûk. Lykas UPS, omfettet ESS in enerzjyopslachmeganisme lykas batterijen, apparatuer foar machtkonverzje, bgl. ynverters, en ferskate oare elektroanika en kontrôles. Oars as de UPS kin in ESS lykwols parallel wurkje mei it raster, wat resulteart yn grutter fytsen fan it systeem dan in UPS soe ea ûnderfine. In ESS kin ynteraktyf gearwurkje mei it roaster as yn in standalone modus, of beide, ôfhinklik fan it type enerzjykonverzjesysteem dat brûkt wurdt. In ESS kin sels wurkje as UPS-funksjonaliteit. Lykas UPS kin ESS yn in ferskaat oan maten komme fan in lyts wensysteem dat minder is dan 20 kWh oan enerzjy oant nutsapplikaasjes mei multi-megawatt enerzjycontainersystemen mei meardere batterijrekken yn 'e kontener

Gemyske komposysje en feiligens

De typyske batterijchemie dy't brûkt wurdt yn UPS binne altyd lead-sûre as nikkel-kadmiumbatterijen west. Oars as UPS, brûkt BESS technologyen lykas lithium-ion-batterijen fan it begjin ôf, om't lithium-ion-batterijen bettere syklusprestaasjes hawwe en hegere enerzjytichtens, dy't mear enerzjy kinne leverje yn in lytsere fysike foetôfdruk. Lithium-ion-batterijen hawwe ek folle legere ûnderhâldseasken dan tradisjonele batterijtechnologyen. Mar op it stuit wurde lithium-ion-batterijen ek hieltyd mear brûkt yn UPS-applikaasjes.

In slim ûngelok yn Arizona yn 2019 mei in ESS brûkt yn nutsapplikaasjes resultearre lykwols yn serieuze blessueres foar ferskate earste responders en luts de oandacht fan ferskate belanghawwenden, ynklusyf tafersjochhâlders en fersekeringsynstânsjes. Om te soargjen dat dit groeiende fjild net hindere wurdt troch foarkommende feiligensynsidinten, moatte passende spesifikaasjes en noarmen wurde ûntwikkele foar ESS. Om de ûntwikkeling fan passende feiligensspesifikaasjes en noarmen foar ESS te stimulearjen, lansearre it US Department of Energy (DOE) yn 2015 it earste jierlikse foarum oer ESS Safety and Reliability.

It earste DOE ESS Forum hat bydroegen oan in grut bedrach fan wurk oan ESS spesifikaasjes en noarmen. De meast opmerklike is de ûntwikkeling fan NEC No.. 706 en de ûntwikkeling fan NFPA 855, in standert foar stasjonêre enerzjy opslach systeem ynstallaasjes, dy't direkt beynfloedet de standert foar stasjonêre batterij systemen yn ICC IFC en NFPA 1. Hjoed, NEC en NFPA 855 hawwe ek bywurke foar 2023 ferzjes.

Aktuele status fan ESS en UPS noarmen

It doel fan alle aktiviteiten foar ûntwikkeling fan regels en noarmen is om de feiligens fan dizze systemen adekwaat oan te pakken. Spitigernôch hawwe hjoeddeistige noarmen wat betizing yn 'e yndustry makke.

1.NFPA 855. De kaai dokumint fan ynfloed op de ynstallaasje fan BESS en UPS is de 2020 ferzje fan NFPA 855, Standert foar de ynstallaasje fan Stationary Energy Storage Systems. NFPA 855 definiearret enerzjy opslach as "in gearstalling fan ien of mear apparaten dy't by steat binne om enerzjy op te slaan foar takomstige levering oan lokale elektryske loads, nutsnetten, as netstipe." Dizze definysje omfettet applikaasjes foar UPS en ESS. Derneist, NFPA 855 en fjoer koades fereaskje ESSs wurde evaluearre en sertifisearre oan UL 9540. Lykwols, UL 1778 hat altyd west de tradisjonele produkt feilichheid standert foar UPS. It systeem is ûnôfhinklik evaluearre foar neilibjen fan jildende feiligenseasken en stipet feilige ynstallaasje. Dêrom hat de eask fan UL 9540 wat betizing yn 'e sektor feroarsake.

2. UL 9540A. UL 9540A fereasket te begjinnen fan it batterijnivo en stap foar stap te testen oant it ynstallaasjenivo trochgiet. Dizze easken resultearje yn dat UPS-systemen ûnderwurpen binne oan marketingnoarmen dy't yn it ferline net ferplicht wiene.

3.UL 1973. UL 1973 is de batterij systeem feilichheid standert foar ESS en UPS. De UL 1973-2018-ferzje omfettet lykwols gjin testfoarsjenningen foar lead-acid-batterijen, wat ek in útdaging is foar UPS-systemen dy't tradisjonele batterijtechnology brûke, lykas lead-acid-batterijen.

Gearfetting

Op it stuit ferdúdlikje sawol de NEC (National Electrical Code) as NFPA 855 dizze definysjes.

• Bygelyks, de 2023-ferzje fan NFPA 855 makket dúdlik dat spesifike lead-acid en nikkel-cadmium-batterijen (600 V of minder) wurde fermeld yn UL 1973.
• Derneist hoege lead-sûre batterijsystemen sertifisearre en markearre neffens UL 1778 net sertifisearre te wurden neffens UL 9540 as se brûkt wurde as reservekopy.

Om it probleem op te lossen fan it gebrek oan testnoarmen foar lead-acid- en nikkel-cadmium-batterijen yn UL 1973, waard bylage H (Evaluearje alternativen foar fentylregulearre as ventileare lead-acid- as nikkel-cadmium-batterijen) spesifyk tafoege oan de tredde edysje fan UL 1973 útbrocht yn febrewaris 2022.

Dizze wizigingen fertsjintwurdigje in positive ûntwikkeling om de feilige ynstallaasjeeasken fan UPS en ESS te ûnderskieden. Fierder wurk omfettet it bywurkjen fan NEC-kêst 480 om better oan te pakken ynstallaasjeeasken foar oare technologyen dan leadsoer en nikkel-kadmium. Derneist moat de NFPA 855-standert fierder bywurke wurde om mear dúdlikens te jaan oer regeljouwing foar brânbeskerming, benammen oangeande de ferskate technologyen dy't brûkt wurde yn stasjonêre applikaasjes, of it no UPS of ESS binne.

De skriuwer hopet dat trochgeande feroaringen de feiligens fan 'e yndustry ferbetterje, nettsjinsteande oft in tradisjonele UPS of ESS brûkt wurdt. As wy sjogge dat oplossings foar enerzjyopslach op signifikante en rappe manieren proliferearje, is it oanpakken fan 'e yntrinsike feiligens fan produkten kritysk foar it ûntsluten fan feiligensynnovaasje en it foldwaan oan' e behoeften fan 'e maatskippij.