10ms 未満の STS スイッチングの説明: MS-MPPT400-2 と MS-TS500-2

サイトに電力が供給され続けるかどうかを決定する 10 ミリ秒

送電網の故障はそれ自体では公表されません。ある瞬間、サイトがユーティリティから電力を受け取ります。次に、電圧が低下し、下流のすべての負荷が許容できないギャップにさらされます。データセンター、冷蔵倉庫、またはサイクル途中の生産ラインの場合、そのギャップは数秒ではなく、「発電機が回転するのと同じくらい速く」ではなく、1桁ミリ秒で縮まる必要があります。これが、STS (静的転送スイッチ) レイヤが解決する特有のエンジニアリング問題であり、Deye MC-L430 プラットフォームが 2 つの専用キャビネット (どちらも 10 ミリ秒未満の転送定格の MS-MPPT400-2 と MS-TS500-2) を中心にスイッチングを構築する理由はそこにあります。

これら 2 つのキャビネットはデータシート上では似ています。どちらもグリッド、発電機、および負荷遮断器を処理します。どちらも 1 桁ミリ秒のスイッチングを主張していますが、解決する問題は異なります。 1 つは、単一のエンクロージャ内で PV 入力とスイッチングを組み合わせたものです。もう 1 つは、PV 機能をまったく持たない専用の大容量スイッチング キャビネットです。この区別を正しく行うことが、サイトのスイッチング アーキテクチャが実際にその世代構成と一致するかどうかを決定します。

静的転送スイッチの実際の動作

静的転送スイッチは、従来の自動転送スイッチのように接点を機械的に動かしません。ソリッドステート スイッチングを使用して電源障害を検出し、負荷が中断される前に負荷を代替電源に再ルーティングします。それがプラットフォームの背後にあるメカニズムです ≤10ms オングリッド動作とオフグリッド動作の間の切り替え時間 - 最も敏感な電子負荷が移行をまったく記録しないほど十分に速いです。

MS-MPPT400-2 と MS-TS500-2 は両方とも、この同じスイッチング コアを中心に構築されていますが、各キャビネットは、エンクロージャを共有する必要があるものに応じて、その周りに異なるブレーカーを配置します。

MS-MPPT400-2: スイッチングとソーラー入力を 1 つのキャビネットに搭載

MS-MPPT400-2 は、別のハードウェアが必要となる 2 つの機能を組み合わせています。1 つは最大 400 kW の PV 入力 (2 x 200 kW) を処理するデュアルチャネル MPPT ステージ、もう 1 つは負荷、グリッド、石油エンジン接続全体で 400 kW 定格の STS ステージです。 PV 側では、最大入力電圧 800V DC、MPPT 電圧範囲 180 ～ 750V DC、および 200V の起動電圧で動作します。これは、別個の PV インバータを使用せずにさまざまなストリング構成に対応するのに十分な広さです。

キャビネット内のブレーカーのレイアウトは、その二重の役割を反映しています。専用の MPPT ブレーカーとグリッド ブレーカーが、バイパス ブレーカー、発電機ブレーカー、負荷ブレーカー、PCS ブレーカーと並んで配置され、すべて内部 STS ロジックによって調整されます。これは、1 つの 1000 x 1000 x 2450 mm エンクロージャに多くのスイッチング インテリジェンスが詰め込まれているためであり、PV、バッテリ、およびスイッチングが 3 つの個別のキャビネットではなく 1 つの AC 相互接続ポイントを共有する必要がある DC 結合レイアウトでこのキャビネットが使用される理由はまさにこれです。

MS-TS500-2: 大きな負荷向けの専用スイッチングキャビネット

MS-TS500-2 は PV 機能を完全に削除し、MPPT 統合キャビネットが提供できるよりも高い定格でグリッド、発電機、および負荷の間で切り替えるという 1 つの仕事に焦点を当てます。負荷、グリッド、石油エンジン接続全体で 500kW の定格があり、MS-MPPT400-2 よりもヘッドルームが 100kW 高く、バスバーの定格が 1000A、分岐バスバーの定格が 200A で、1000V DC 絶縁定格で動作します。

実際の解釈: サイトにすでに PV が別個の DC 結合 MPPT キャビネットを通じて処理されている場合、または PV がまったくない場合 (たとえば、純粋なバッテリと発電機のバックアップ展開など)、MS-TS500-2 は、未使用になる PV ステージの費用を支払うことなく、より多くのスイッチング容量を提供します。

サイト トポロジに基づいてどちらを選択するか

一般に決定は、単一のキャビネットがどれだけの機能を吸収する必要があるか、および負荷が実際にどれだけのスイッチング容量を必要とするかによって決まります。 N≤2 のキャビネット構成で重要な負荷を保護するバックアップ電源の展開では、通常、EMS が調整するバッテリー バンクと変圧器の間に MS-TS500-2 を備えたバッテリー キャビネットを組み合わせます。その特定のチェーンには PV がないため、MPPT ハードウェアを搭載する理由はありません。

対照的に、PV ストレージ発電機マイクログリッドは、MS-MPPT400-2 を経由する傾向があります。これは、とにかく PV 入力段が必要であり、統合された STS により、設置、配線、および試運転に必要なキャビネットが 1 つ少なくて済むためです。ディーゼルを利用したオフグリッド展開では、同じ MS-MPPT400-2 が 3 つの伝送パスすべて（グリッド、発電機、太陽光発電給電バッテリー）を 1 つのエンクロージャから処理し、発電構成がより複雑になってもスイッチング トポロジをコンパクトに保ちます。

どちらのキャビネットも EMS 層から独立して動作することはありません。どちらも、残りのプラットフォームが使用する同じ RS485/Modbus TCP/DIDO バックボーンを介してステータスを報告し、制御信号を受け入れます。これにより、EMS は純粋に電圧しきい値に基づいて切り替えるのではなく、バッテリの充電状態と負荷の優先順位に合わせて転送の決定を調整できます。

10ms 未満が見た目以上に重要な理由

10 ミリ秒は、50Hz でのおよそ半サイクルに相当します。このしきい値は任意ではありません。可変周波数ドライブ、UPS 支援の IT 負荷、あらゆる電圧ドロップアウトを障害状態として扱い防御的にシャットダウンする精密製造コントローラーなど、中断によって損傷または中断される可能性が最も高い機器のライドスルー許容値を下回るように設定されています。たとえ技術的に電力が完全に消えなかったとしても、100 ミリ秒、あるいは 50 ミリ秒かかるスイッチは依然として防御的なシャットダウンを引き起こす可能性があります。

これは、スイッチング機能が PCS やバッテリー キャビネットに組み込まれるのではなく、独自のハードウェア カテゴリとして扱われる理由でもあります。 MS-MPPT400-2 であろうと MS-TS500-2 であろうと、専用の STS 搭載キャビネットに隔離することは、スイッチングの決定がバッテリー側のロジックや PCS 同期を待つ必要がないことを意味し、実際にはそこから 10ms 未満の数値が得られます。

この世代のハードウェアの背後にあるチャネル アーキテクチャとスイッチング仕様の詳細については、プラットフォームの 8 チャンネル MPPT および 500kW STS 仕様の内訳 スイッチング ハードウェアについて詳しく説明します。このスイッチング層が完全なバッテリー展開にどのように適合するかを評価するチームにとって、より広範な C&I ESSソリューションラインナップ キャビネット数、結合モード、およびスイッチング容量を特定のサイトに一致させるための開始点です。