Malalim na pagsusuri ng pangunahing aplikasyon at takbo ng pag-unlad ng mga relay sa larangan ng bagong enerhiya

Bilang isang pangunahing bahagi ng electrical control system, ang mga relay ay gumaganap ng isang hindi mapapalitang papel sa larangan ng bagong enerhiya. Sa mabilis na pag-unlad ng photovoltaic power generation, wind power generation, bagong enerhiya na sasakyan at iba pang industriya, ang teknolohiya ng relay ay naghatid ng mga bagong pagkakataon at hamon. Komprehensibong susuriin ng ulat na ito ang status quo ng aplikasyon, mga teknolohikal na tagumpay, pattern ng merkado at direksyon ng pag-unlad sa hinaharap ng mga relay sa iba't ibang larangan ng bagong enerhiya.

Mga pangunahing senaryo ng aplikasyon ng mga bagong relay ng enerhiya

Photovoltaic power generation system

Sa larangan ng photovoltaic power generation, ang mga relay ay nagtataglay ng dalawahang responsibilidad ng circuit control at proteksyon ng system, at ang kanilang mga aplikasyon ay tumatakbo sa pamamagitan ng mga pangunahing link tulad ng mga photovoltaic arrays, inverters at energy storage system.

Para sa PV array control, ang mga relay ay pangunahing napagtanto ang pagpapadala ng enerhiya at mga function ng paglipat ng circuit. Ang output boltahe at kasalukuyang nabuo ng mga photovoltaic panel ay medyo maliit, na nangangailangan ng relay relay amplification. Ang mga modernong PV relay ay nangangailangan ng napakababang contact resistance (≤10mΩ) at mabilis na kakayahang tumugon (oras ng pagkilos ≤20ms) upang matiyak ang mahusay na operasyon ng system.

Ang proteksyon ng inverter ay isang pangunahing aplikasyon ng mga relay sa mga PV system. Ang inverter ay responsable para sa pag-convert ng DC power na nabuo ng mga PV panel sa AC power, habang ang relay ay kumokontrol sa koneksyon sa pagitan ng DC side at ng inverter. Ang DC output ng planta ng PV ay konektado sa inverter sa pamamagitan ng relay, at kapag nakita ng system ang isang grid abnormality o pagkabigo ng kagamitan, mabilis na puputulin ng relay ang circuit upang maiwasan ang paglawak ng aksidente. Lalo na sa mga pag-install ng PV na may mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya, kailangan ding pamahalaan ng relay ang proseso ng pag-charge at pagdiskarga ng baterya upang matiyak ang tuluy-tuloy na paglipat sa emergency power supply mode kung sakaling magkaroon ng grid outage.

Mga Bagong Sasakyan ng Enerhiya at Pasilidad sa Pag-charge

Ang de-koryenteng arkitektura ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay sa panimula ay naiiba sa tradisyonal na mga sasakyang panggatong, na ang pangunahing circuit operating boltahe sa pangkalahatan ay lumampas sa 200V, mas mataas kaysa sa 12-48V na sistema ng mga tradisyunal na sasakyan. Dahil sa katangiang ito ng mataas na boltahe, ang mga relay ay gumaganap ng isang mas kritikal na papel sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya.

Ang proteksyon sa kaligtasan ng mataas na boltahe ay ang pangunahing pag-andar ng mga relay sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya. Sa kaganapan ng isang banggaan ng sasakyan o kapag ang system ay nakakita ng isang madepektong paggawa, ang mataas na boltahe na DC relay ay magagawang putulin ang koneksyon sa pagitan ng power battery at ang buong circuit ng sasakyan sa mga millisecond, na pumipigil sa panganib ng electric shock at sunog. Ang mga DC circuit, na walang mga over-zero na katangian ng AC, ay gumagawa ng mga arc na mas mahirap patayin, na naglalagay ng napakataas na pangangailangan sa kakayahan ng arc extinguishing ng relay.

Sa sistema ng pamamahala ng baterya (BMS), ang mga relay ay kasangkot sa pagkontrol sa proseso ng pag-charge at pagdiskarga ng baterya ng kuryente upang maiwasan ang pagkasira ng baterya na dulot ng sobrang pag-charge at sobrang pagdiskarga. Lalo na sa senaryo ng pagbawi ng enerhiya sa pagpepreno, kailangang ayusin ng relay ang intensity ng pagbawi ng enerhiya sa real time ayon sa status ng pagmamaneho ng sasakyan at katayuan ng baterya, na naglalagay ng mas mataas na mga kinakailangan sa bilis ng pagtugon at katumpakan ng kontrol ng relay.

Ang sistema ng pagsingil ay hindi rin mapaghihiwalay mula sa suporta ng mga relay na may mataas na pagganap. Sa pagiging popular ng 800V high-voltage fast charging technology, ang charging power ay lubhang nadagdagan, na naglalagay ng mas mahigpit na mga kinakailangan sa rating ng boltahe, kasalukuyang-carrying capacity at arc extinguishing capacity ng mga relay.

Mga pangunahing tagumpay sa teknolohiya at makabagong disenyo

Sa pagharap sa malupit na mga kinakailangan ng mataas na boltahe, mataas na kasalukuyang at madalas na paglipat na natatangi sa mga bagong aplikasyon ng enerhiya, ang mga tagagawa ng relay ay nakamit ang mga makabuluhang tagumpay sa materyal na agham, disenyo ng istruktura at proseso ng pagmamanupaktura.

Ang teknolohiyang ceramic sealing ay kasalukuyang pinakapangunahing solusyon para sa mga high-voltage DC relay. Ang tradisyunal na paraan ng epoxy resin sealing ay madaling kapitan ng pagtanda sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na presyon na kapaligiran, habang ang ceramic na materyal ay may mahusay na pagkakabukod, paglaban sa init at lakas ng makina. Gumagamit ang Xiamen Hongfa Power Electric Co., Ltd. ng high-purity ceramics bilang cavity material, tinatakpan ang mga contact sa cavity sa pamamagitan ng brazing process, at pinupuno ang mga ito ng hydrogen-based na gas mixture upang lumikha ng stable na working environment. Ang disenyo na ito ay ginagawang mas malamang na mag-oxidize ang mga contact sa ilalim ng mataas na temperatura at arc erosion, at nagpapanatili ng magandang electrical conductivity kahit na sa gitna at huling yugto ng kanilang buhay ng serbisyo.

Sa mga tuntunin ng mga materyales sa pakikipag-ugnay, ang industriya ay nagbago mula sa tradisyonal na mga haluang pilak hanggang sa pinagsama-samang teknolohiya sa pakikipag-ugnay. Para sa mga bagong aplikasyon ng enerhiya sa mataas na kasalukuyang breaking na mga pangangailangan, ang mga tagagawa ay bumuo ng pagdaragdag ng mga espesyal na elemento (tulad ng SnO₂, CuO at iba pang mga metal oxide) ng pilak-based na composite na mga materyales, ang mga materyales na ito ay may mahusay na pagtutol sa arc erosion at mababang contact resistance na mga katangian.

Ang mga makabuluhang pagsulong ay ginawa din sa disenyo ng mga magnetic circuit system. Sa mga DC circuit, ang electrodynamic repulsion na nabuo ng matataas na alon ay maaaring humantong sa maagang paghihiwalay ng mga contact, na nakakaapekto sa pagganap ng relay

Ang teknolohiya ng solid-state relay (SSR) ay isang pag-unlad na nakakuha ng maraming pansin sa mga nakaraang taon. Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na electromechanical relay, ang mga SSR ay walang mga mekanikal na contact at umaasa sa mga semiconductor device upang i-on at off ang circuit, na may mga bentahe ng mabilis na bilis ng paglipat, walang contact wear, mahabang buhay at vibration resistance. Ang mga solid state relay ay gumaganap nang mahusay sa mga application na nangangailangan ng high-frequency switching, tulad ng mga sistema ng pamamahala ng baterya.

Mga Uso sa Pag-unlad sa Hinaharap

Ang antas ng boltahe ay patuloy na tumataas: sa pag-unlad ng bagong teknolohiya ng enerhiya sa direksyon ng mataas na boltahe, tulad ng katanyagan ng 800V at mas mataas na mga sistema ng boltahe, ang teknikal na threshold at halaga ng merkado ng mga relay ay tataas pa.

Intelligent na pag-unlad: ang mga modernong high-voltage relay ay nagsisimulang isama ang mga sensor ng kasalukuyan at temperatura at mga interface ng komunikasyon, na maaaring subaybayan ang kanilang sariling katayuan sa real time at feedback sa control system upang makamit ang predictive na pagpapanatili at babala ng pagkakamali. Bagama't mas mataas ang presyo ng yunit ng naturang mga intelligent na relay, maaari nilang makabuluhang mapabuti ang pagiging maaasahan at kaligtasan ng system.

Inobasyon sa materyal at proseso: Ang mga tagagawa ay nag-e-explore ng mga bagong contact na materyales, mas mahusay na teknolohiya ng arc extinguishing at mas compact na mga structural na disenyo. Halimbawa, ang paggamit ng wide-bandwidth na semiconductor na materyales tulad ng silicon carbide (SiC) ay maaaring makabuluhang mapabuti ang bilis ng paglipat at boltahe na makatiis ng kakayahan ng mga relay.

Mga pinalawak na larangan ng aplikasyon: Bilang karagdagan sa mga tradisyunal na photovoltaic at bagong mga larangan ng sasakyan ng enerhiya, ang pangangailangan para sa mga high-voltage na relay sa mga umuusbong na larangan tulad ng mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya at mga smart grid ay mabilis ding lumalaki. Lalo na sa grid-side energy storage at user-side energy storage system, ang mga high-voltage relay ay may mahalagang papel sa proteksyon at kontrol ng circuit.

Konklusyon

Bilang isang pangunahing bahagi sa mga bagong sistema ng enerhiya, ang pag-unlad ng teknolohiya at pag-unlad ng industriya ng mga relay ay malapit na nauugnay sa bagong rebolusyon ng enerhiya. Mula sa paunang simpleng circuit switch, hanggang sa pinagsama-samang sensing, komunikasyon at intelligent control function ngayon ng 'intelligent relay', ang tradisyunal na electronic component na ito ay sumasailalim sa matinding pagbabago.

Sa susunod na 5-10 taon, sa pagpapalalim ng pagbabago ng pandaigdigang istraktura ng enerhiya, ang teknolohiya ng relay ay patuloy na bubuo sa direksyon ng mataas na boltahe, katalinuhan at mataas na pagiging maaasahan. Bagaman ang teknolohiya ng solid state relay ay patuloy na umuunlad, ngunit batay sa mga pagsasaalang-alang sa ekonomiya at pagiging maaasahan, ang mga electromechanical na mataas na boltahe na DC relay sa maikli at katamtamang termino ay mananatiling pangunahing ng merkado.

Para sa mga kalahok sa industriya, ang patuloy na pagtaas sa pamumuhunan sa R&D, mga tagumpay sa mga pangunahing bottleneck ng teknolohiya, ang pag-optimize ng mga proseso ng produksyon ang magiging susi sa pagpapanatili ng competitive na kalamangan. Sa partikular, dapat nating bigyang pansin ang mga teknikal na hamon na dulot ng 800V at mas mataas na mga sistema ng boltahe, pati na rin ang mga pagkakataon sa pagbabago ng produkto sa ilalim ng trend ng katalinuhan at koneksyon sa network. Sa pamamagitan lamang ng pagsunod sa pulso ng bagong pag-unlad ng industriya ng enerhiya makakamit natin ang mga bagong tagumpay sa tradisyonal na larangan ng mga relay at makagawa ng mas malaking kontribusyon sa pandaigdigang paglipat ng enerhiya.