やあ、発電機関係者の皆さん、あなたが病院のバックアップ電源を整理しているビル管理者であっても、遠隔作業で現場の稼働を維持する建設リーダーであっても、あるいはこれらの大きな機械がどのように連携するのかを理解しようとしているだけの人であっても、私にはわかります。並列動作は、実際には過剰な支出をせずに電力を拡張するための鍵であると理解するまでは、派手に聞こえる流行語の 1 つです。系統全体をクラッシュさせる不一致の発電機に苦労したことがあるなら、これを正しく理解することがいかに重要であるかを知っているでしょう。ディーゼル発電機のメーカーとして、私は何年もさまざまなブランドと協力し、並列セットアップのトラブルシューティングを行い、メーカーごとに機能がどのように異なるかを直接見てきました。今日は、同僚とコーヒーを飲みながらこれを説明したいと思います。専門用語を多用せず、単位を組み合わせるときに何が重要かについて、実際に話したいと思います。
まず、これを簡単に考えてみましょう。並列運転とは、2 つ以上のディーゼル発電機が同期して負荷を共有することですよね? 200kW が必要な場合は、200kW の巨大なユニットを 1 台ではなく、100kW のユニットを 2 台稼働させることができます。そのほうがはるかに効率的です。必要な分だけを燃料として供給でき、一方がダウンすると、もう一方がその不足を補います。ただし、ここに問題があります。すべてのジェネレーターがうまく動作するわけではありません。自社ブランドの並列制御モジュールでのみ動作するものもありますし、サードパーティのセットアップと同期できるものの厳しい制限があるものもあり、小規模ブランドの多くはエントリーレベルのモデルでは並列機能を完全に省略しています。私が毎日遭遇する大手企業と、プロジェクトでよく登場する小規模または中規模の企業をいくつか紹介しましょう。
エントリーからミッドレンジのユニットまで、それが当社の住宅および小規模商業顧客のほとんどが住んでいる場所だからです。コンテキストとして、私たち自身の行には次のようなものが含まれています。10kVA 単相ディーゼル発電機そして50kw ディーゼル発電機—これらは最も頻繁に出荷されるものであるため、参考値として使用します。当社のエントリーレベルの 10kVA 単相発電機セットは並列動作に対応していますが、欠点があります。同じモデルのユニットは最大 4 台までしか動作せず、汎用の同期モジュールではなく、オプションの並列制御ボックスが必要です。私たちがこれを設計したのは、多くの顧客が家庭や小規模店舗用に 2 つの 10kVA ユニットを購入し、専用の大きなユニットにお金を落としたくないからです。 50kwのミッドレンジ？これは箱から出してすぐに並列に組み込まれており、当社の同期ボードを使用している限り、他の 50kw モデルと混合しても、合計最大 16 台のユニットと同期できます。しかし、顧客が当社の 50kw を競合他社の 50kw ミッドレンジと組み合わせようとして毎回失敗するのを見てきました。ここでの本当の壁は、ブランド固有の制御プロトコルです。
さて、お客様からよく質問される他のブランドについてお話しましょう。まずは、アフリカと中東の市場で非常に人気のあるミカノです。10kVA発電機を設計私たちのユニットと彼らのユニットを組み合わせたい人たちから。私がテストし、サービス チームから聞いたところによると、Mikano の小型 10kVA 発電機セット (単相) は並列をサポートしていますが、同一の Megano ユニットのみをサポートしており、同じ kVA と電圧であってもブランド間の同期はありません。同社の制御モジュールは厳密にロックされているため、すべて同じブランドを購入せずに冗長性が必要な場合は残念です。次に、南アジア市場ではもう 1 つの一般的な名前である Vidhata があります。彼らのVidhata 10kVA 発電機の価格は非常に競争力がありますが、並列機能は単なるアドオンであり、標準ではありません。何人かの顧客が Vidhata 10kVA ユニットを購入し、当社のユニットと組み合わせようとしましたが、うまくいきません。周波数と電圧の許容範囲が当社のユニットよりもはるかに狭いため、同期が定着しません。
データセンター、鉱山、大規模な工業用地向けの頑丈な大型製品に移行します。の1000kw ディーゼル発電機は当社のトップ産業ユニットであり、(適切なモデルを選択した場合) 並列運用がさらに柔軟になる場所です。当社の 1,000kW ユニットは、他の大手ブランドのユニット (Caterpillar、Cummins、MTU) と連携できる高度な同期コントローラーを搭載して構築されており、合計で最大 32 台のユニットと連携できます。これは、32,000kW の施設には十分です。ただし、ここで注意が必要です。すべてのユニットに互換性のあるドループ制御があることを確認する必要があります。ドループ制御は、発電機が負荷を調整して、誰もが電力を独り占めすることなく、全員が均等に共有できるようにする方法です。安価な産業用ユニットは正確なドループ制御を省略しているため、たとえブランド間での並列を謳っていても、最終的に 1 台のユニットが負荷の 90% を担い、残りの 10 台が負荷を担うことになり、基本的に火災の危険があります。私は昨年、ある病院のプロジェクトに携わりました。そこでは、顧客が安価な中国ブランドの 1000kW ユニットと当社の 1000kW ユニット 2 台を組み合わせようとしたところ、負荷分散に対応できず、試運転から 20 分以内に安価なユニットが過熱してしまいました。取り外して交換する必要があり、ダウンタイムで多額の費用がかかりました。
ここで、私が長年見てきた（そして修正してきた）同じ間違いをあなたが犯さないように、メーカー間の主な違いを分析してみましょう。まず、エントリーレベル (10kVA ～ 50kVA): ほぼすべてのブランドで、同一のユニットとの並列接続のみが許可されています。ブランドを越えたり、異なるモデルを混ぜたりすることはできません。ここでのほとんどのエントリーレベルの発電機セットは小規模なバックアップ用に設計されているため、並列機能はコア機能ではなく、優れた追加機能です。小型ユニットで並列が必要な場合は、仕様書に「同期モジュール付属」または「モデル間並列」と記載されているモデルを探してください。オプションのアップグレードと称するブランドは避けてください。これらのモデルには隠れた周波数/電圧制限があることが多いためです。
ミッドレンジ (60kVA ～ 500kVA): ここで分割が始まります。手頃な価格のミッドレンジ ブランドは依然として同一ブランドの並列のみを提供していますが、プレミアム ミッドレンジ (当社のブランドに加えて、Caterpillar、Cummins Power Generation を含む) は、サードパーティの同期コントローラーを使用している限り、同じ kVA および電圧ユニットのクロスブランド同期を提供し始めています。これは、2 つの異なるブランドを選択したいが、それでも並行して利用したいと考えている顧客にとっては、大きな変革となります。ただし、繰り返しますが、購入する前にテストしてください。前四半期にお客様に当社の 250kVA ユニットとカミンズの 250kVA ミッドレンジをペアリングさせてみましたが、3 日間動作しましたが、カミンズが別の通信プロトコルを使用しているために動作しなくなりました。結局、彼らのためにカスタム アダプターを作成することになりましたが、それは彼らの予算に含まれていなかった追加費用でした。
ヘビーデューティ (500kVA 以上): この場合、並列機能は後付けではなく、中核的な設計機能となります。ここでのビッグ 3 は、Cummins、Caterpillar、MTU に加えて、当社の 1000kw ユニットです。これらはすべて、相互の kVA 定格の 10% 以内にある限り、混合ユニットを処理できるドループ制御を備えたクロスブランド並列をサポートしています。しかし、ここでの落とし穴は、制御システムの複雑さです。一部のブランドは、特に保証を目的として、頑丈なモデルでも自社の発電機でのみ動作するように同期コントローラーをロックしています。私の知っている南アフリカの鉱山では、MTU ユニットを使用しており、他のブランドとの混合を拒否しています。同期コントローラーが別のブランドのユニットと使用されている場合、MTU は保証請求をカバーしないからです。それは検討すべき大きな要素です。柔軟性が欲しいのか、それとも保証が欲しいのか、ということです。
待ってください。よく聞く俗説についても触れておかなければなりません。誤解 1: 「並列発電機はすべて同じである」いいえ、絶対に違います。異なるブランドの 2 台の 100kVA ユニットは完全に同期していますが、同じブランドの 2 台の同一の 100kVA ユニットは、1 台は 6 か月前に製造され、制御がマイナーにアップグレードされているために同期しないのを見てきました。誤解 2: 「パラレルは常に燃料を節約します。」必要以上に多くのユニットを実行する場合はそうではありません。 80kW が必要な場合、エンジン効率曲線により、100kW ユニットを 1 台稼働させる方が、50kW ユニットを 2 台稼働させるよりも効率的です。並列は、負荷のスケーリングだけでなく、冗長性にも優れています。誤解 3: 「どの同期モジュールでも機能する」 Amazon や eBay の汎用同期モジュールは、ディーゼル発電機にとってはゴミです。リアルタイムの周波数調整に対応できないため、機器に損傷を与える電圧スパイクが発生します。必ずメーカー固有の同期モジュール、または発電機のブランドが推奨する認定されたサードパーティ製の同期モジュールを使用してください。
さて、あなたが誰であろうと、これがあなたにとって何を意味するか話しましょう。自宅のバックアップが必要な住宅顧客の場合は、おそらく 10kVA または 15kVA ユニット 1 台で十分ですが、1 台のユニットの修理時に備えて冗長性が必要な場合は、同じブランドの同じユニットを 2 台購入してください。私たちの10kVA 単相ディーゼル発電機同じモデルで、同期も簡単で、余分な手間もかかりません。 50kW が必要な小規模な建設現場の場合は、50kw ディーゼル発電機単独でも、2 台目の同じユニットとペアリングしても優れた機能を発揮します。必要に応じて、同期モジュールを安価で提供します。数百 kW を必要とする大規模な産業プロジェクトの場合は、総負荷を把握することから始めて、検討しているブランドの並列互換性をテストできる発電機サプライヤーと協力してください。仕様書に従うだけでなく、テストの実行を依頼してください。仕様に「ブランド間並列接続可能」と書かれているのに、2 台のユニットを接続しても機能しないことが何度あったかわかりません。
何が必要かわからない場合は、お問い合わせください。私たちは最大のユニットや最も高価なユニットを押し付けることはありません。並列がお客様のユースケースに適しているかどうかを説明し、念頭に置いているユニットが同期するかどうかをテストし、必要のない機能にお金を無駄にしないようにします。当社の 10kVA モデルを見ている場合でも、1000kw ディーゼル発電機データセンターや当社のミッドレンジユニットの場合、問題なく確実に動作するセットアップを確実に提供します。
結局のところ、並列操作はロケット科学ではありませんが、単なるプラグ アンド プレイでもありません。人々が犯す最大の間違いは、実際には、ブランド固有の制御システム、ドループ制御、および周波数/電圧許容差が並列セットアップの成否を左右するのに、すべての発電機が良好に動作すると仮定することです。 10 年以上この業界に携わっている者として、お客様が一致しないブランドを組み合わせてダウンタイムが発生し、追加のユニットよりもはるかに高い費用が発生するよりも、完全に同期する 2 つの同一のユニットを購入することを望みます。
ディーゼル発電機を購入している場合、並列互換性について質問がある場合、または負荷と予算に合ったセットアップの見積もりが必要な場合は、遠慮なくお問い合わせください。私たちは、必要なときに手間をかけずに電力を供給できるようお手伝いします。
参考文献:
- 発電機制御プロトコル: 並列運転に関する業界標準、国際電気標準会議 (IEC) 60034-16
- ディーゼル発電機の効率曲線と負荷分散、米国エネルギー省エネルギー効率・再生可能エネルギー局
- 産業用バックアップ電源の並列運転ベスト プラクティス、全米防火協会 (NFPA) 110