D-Cube-H125 / H261 + Solis 125K — Off-grid / Резервне живлення / Генератор / Паралельна робота
Версія документа: V1.0 (2026-08-26) Застосування: вибір BESS / тендер / інженерне виконання для сценаріїв off-grid + резервного живлення + генератора в ЄС Гібридний інвертор: Solis S6-EH3P125K10-NV-YD-H (125 kW)
1. Три режими застосування off-grid
| Режим | Умова запуску | Основне джерело живлення | Резервне джерело живлення |
|---|---|---|---|
| Резервний (мережа-акумулятор взаємний резерв) | Відключення мережі | Акумулятор → PV → Генератор | — |
| Off-grid (повний off-grid) | Відсутність мережі | PV + акумулятор + генератор | Усі |
| Гібридний мережевий (звичайний) | Мережа в нормі | PV → акумулятор / навантаження / мережа | Акумулятор + генератор |
2. Резервний вихід — 125 kW безперервно + перемикання < 10 мс
2.1 Ключові факти
- 125 kW — це номінальна безперервна потужність, а не пікова
- Перемикання < 10 мс сертифіковане за G99 Type B (звіт TÜV SÜD 704092514279-00)
2.2 Параметри резервного виходу 125K
| Параметр | Значення |
|---|---|
| Номінальна вихідна потужність у резерві | 125 kW |
| Номінальний вихідний струм у резерві (380 V) | 189.9 A |
| Номінальний вихідний струм у резерві (400 V) | 180.4 A |
| Номінальна вихідна напруга | 3/N/PE, 230 V / 400 V |
| THDv (на лінійному навантаженні) | < 2 % |
| Час перемикання в резерв | < 10 мс |
| Максимальний дисбаланс між фазами | 100 % |
| Максимальна однофазна потужність | 41.66 kW |
| Пікове перевантаження (крива) | 1.2× 100 с / 1.4× 10 с / 1.6× 200 мс |
| Частота | 50 Hz / 60 Hz на вибір |
2.3 Детальний опис часу перемикання
- Мережа → Off-grid (зникнення мережі): < 10 мс (автоматично)
- Off-grid → Мережа (відновлення мережі): потрібно зачекати стабілізації V/f перед синхронізацією (близько кількох десятків секунд, залежно від стабільності мережі)
- PV → Акумулятор: внутрішнє перемикання шини постійного струму, без переривання
- Генератор → Акумулятор: контролюється пороговим значенням SOC, див. §7
3. Крива перевантаження
3.1 Здатність перевантаження 125K
| Рівень перевантаження | 125K | Коефіцієнт скорочення |
|---|---|---|
| 1.2 × (= 150 kW) | 100 с | скорочено у 6 разів |
| 1.4 × (= 175 kW) | 10 с | скорочено у 10 разів |
| 1.6 × (= 200 kW) | 200 мс | скорочено у 50 разів |
3.2 Наслідки для проєктування
- ❌ Запуск клієнтом двигунового навантаження 200 kW призводить до вимкнення одного 125K (навіть протягом 10 с)
- ❌ Сигналізація
Over-LoadабоOV-ILLC(посібник користувача с.78, 81) - ✅ Для запуску 125K блокованого навантаження 200 kW → необхідно розділити на 2 інвертори
3.3 Запас для ключових сценаріїв застосування
| Тип навантаження | Пусковий стрибок | Запас для 125K |
|---|---|---|
| Резистивне (електронагрів, лампи розжарювання) | 1.0 × | ✅ Достатньо |
| Плавний пуск двигуна (VFD) | 1.2–1.4 × / 5–10 с | ✅ OK |
| Прямий пуск двигуна (DOL) | 5–7 × блокування | ❌ Потрібен VFD або розділення |
| Стрибок великого трансформатора | 8–12 × / 100–200 мс | ⚠️ 1.6×/200 мс для 125K може бути недостатньо, потрібні вимірювання |
| Заряджання конденсаторів UPS / PSU | 2–3 × / 50–200 мс | ❌ Не підтримується (> 1.6×) |
| Зварювальне обладнання | 2–5 × | ❌ Не підтримується |
| Тепловий насос (запуск компресора) | 3–5 × / 200 мс | ⚠️ Обережно, потрібен покроковий пуск по фазах |
4. Матриця чорного запуску
4.1 Порівняння 5 джерел запуску
| Джерело запуску | Підтримка чорного запуску | Умова |
|---|---|---|
| PV + акумулятор | ✅ Рекомендовано | Стандартна послідовність самоспоживання |
| Лише акумулятор (без PV) | ✅ | SOC ≥ 5–10 % (визначається виробником акумулятора) |
| Лише PV (без акумулятора) | ❌ Не підтримується | Плата управління живиться від шини постійного струму акумулятора |
| Лише генератор (без PV, без акумулятора) | ✅ | Спочатку запускається генератор, потім синхронізація інвертора |
| Генератор + акумулятор | ✅ Найнадійніший варіант | Найнадійніше для британської зими |
4.2 Чому чистий PV без акумулятора не може забезпечити чорний запуск?
4.2.1 Технічна причина:
- Плата управління Solis 125K не має незалежного шляху запуску від PV. Плата управління інвертора + BMS акумулятора потребують 12/24 V допоміжного живлення, і це допоміжне живлення подається від шини постійного струму акумулятора (а не від PV-масиву).
4.2.2 Практичні наслідки:
- ❌ Конфігурація "повністю порожній акумулятор + PV" → не запуститься
- ❌ Конфігурація "лише PV без акумулятора" → не запуститься
- ✅ Будь-який сценарій чорного запуску повинен мати акумулятор або резервний генератор
- ✅ Пусконалагодження на об'єкті: якщо SOC акумулятора < 5 %, необхідно спочатку підключити зовнішнє джерело живлення або генератор для попереднього заряджання акумулятора
5. Правила роботи в режимі off-grid
5.1 З посібника користувача
- Пріоритет потоку потужності PV: навантаження > акумулятор (без віддачі в мережу)
- PV > навантаження + ємність заряджання акумулятора: інвертор жорстко обмежує PV (MPPT обмежує безпосередньо, а не шляхом зсуву частоти, як у AC-coupled інверторах)
- AC-coupled PV інвертор (за наявності): повинен бути налаштований у режим "AC Coupled" + значення відключення за частотою > порогу перевищення частоти Solis
5.2 Налаштування порогів перевищення частоти (мережа 50 Hz)
| Налаштування | Діапазон | За замовчуванням |
|---|---|---|
| Відключення за перевищенням частоти | 50.1 – 54 Hz | 51.5 Hz (типово) |
| Відключення за зниженою частотою | 46 – 49.9 Hz | 47.5 Hz (типово) |
- Чому це важливо: AC-coupled PV інвертор в режимі off-grid, якщо не налаштований у режим "AC Coupled", може утворити із Solis частотний замкнений контур, що призведе до взаємних перешкод між інверторами та збою системи.
5.3 Приклад балансу потужності в режимі off-grid
Припустимо конфігурацію шафи H125:
- Ємність акумулятора: 261 kWh × 95 % DoD = 247.95 kWh доступно
- Середнє навантаження: 50 kW (вдень) / 80 kW (вночі)
- Пікова потужність PV: 100 kWp (один інвертор підтримує максимум 250 kWp)
- Максимальна розрядна потужність акумулятора: 125 kW (один інвертор)
Типовий одноденний потік енергії:
| Період | PV (kW) | Навантаження (kW) | Акумулятор (kW) | Генератор (kW) |
|---|---|---|---|---|
| 06:00–08:00 (ранок) | 0 | 50 | +50 (розряд) | Вимк. |
| 08:00–12:00 (ранок) | 30–100 | 60 | -30 → +20 (заряд) | Вимк. |
| 12:00–14:00 (південь) | 100 | 70 | -30 → +20 (заряд) | Вимк. |
| 14:00–18:00 (після обіду) | 30–100 | 70 | -20 → +30 (заряд→розряд) | Вимк. |
| 18:00–22:00 (вечір) | 0 | 80 | +80 (розряд) | Вимк. |
| 22:00–06:00 (ніч) | 0 | 50 | +50 (розряд) | SOC > 30 % вимк. |
| Екстремальний день (SOC < 20 %) | — | — | +80 | +80 (запуск) |
6. Жорсткі обмеження чорного запуску
6.1 Чотири категорії проєктних рішень чорного запуску, яких слід уникати
❌ 1. Чорний запуск без 100 % двигунового навантаження
- Так само стосується кривої перевантаження в резервному режимі
- 125K не може запустити з нуля блоковане навантаження 200 kW
- Проєктне рішення: для великих двигунів використовувати VFD або розділити на 2 інвертори по 125K
❌ 2. Без вбудованого трансформатора
- Solis 125K безпосередньо формує 230/400 V від шини постійного струму акумулятора через IGBT
- Це не вихід через ізолюючий трансформатор
- Чутливе навантаження (великі UPS / медичне обладнання) потребує зовнішнього ізолюючого трансформатора
❌ 3. Чорний запуск лише від PV без акумулятора
- Не підтримується (див. §4)
- Обов'язково наявність акумулятора або резервного генератора
❌ 4. Чорний запуск одиночного інвертора (у паралельній конфігурації)
- Для паралельної роботи кількох інверторів спочатку увімкнути Master, потім послідовно увімкнути Slave (посібник користувача §3.9.7 с.35)
- Slave не виконає автоматичне переобрання Master
7. Інтеграція дизельного генератора
7.1 Апаратні інтерфейси
Інвертор надає 2 DO + 2 DI сухі контакти:
| Клема | Контакти | Напрямок | Функція |
|---|---|---|---|
| G-S (запуск генератора) | 11, 12 | DO (вихід) | Замикання команди START генератора |
| G-V (клапан/робота генератора) | 13, 14 | DO (вихід) | Замикання команди RUN / перебирання навантаження генератора |
| ATS | 5, 6 | DI (вхід) | Виявлення стану зовнішнього ATS (відключення/замикання мережі) |
| ATS-W | 7, 8 | DI (вхід) | Виявлення сигналу стану мережі від адаптера DC 12 V / 5 V |
7.2 Логіка керування автозапуском
Ключовий факт: генератор керується пороговим значенням SOC акумулятора, а не станом мережі.
| Налаштування | Діапазон | За замовчуванням | Поведінка |
|---|---|---|---|
| Генератор ON SOC (запуск) | 1 – 95 % | 20 % (типово) | SOC падає до цього значення → замикання G-S → запуск генератора |
| Генератор OFF SOC (зупинка) | 35 – 100 % | 80 % (типово) | SOC зростає до цього значення → розмикання G-S → зупинка генератора |
| Номінальна потужність генератора | Вводиться вручну | — | Повинна дорівнювати kW з паспортної таблички, для обмеження струму заряджання |
⚠️ ON SOC повинен бути < OFF SOC (гістерезис); інакше генератор циклічно запускатиметься і зупинятиметься. Мінімальний гістерезис Solis = 15 процентних пунктів (наприклад, ON = 20 %, OFF = 35 %).
Британська зима з низькою температурою + високим навантаженням: рекомендований гістерезис ≥ 20 % — інакше генератор може запускатися і зупинятися 5–10 разів на день, прискорюючи зношення.
7.3 Три режими Smart Port
| Режим | Призначення | Умова запуску |
|---|---|---|
| Вхід генератора | Режим дизельного / біогазового генератора | Поріг SOC запускає G-S |
| Вихід інтелектуального навантаження | Керування інтелектуальним навантаженням (тепловий насос, баластне навантаження) | Вихід PV перевищує поріг (налаштовується) |
| AC Coupled | Підключення наявного мережевого PV інвертора (модернізація) | Вручну налаштовується як AC Coupled + відключення за частотою |
Типова комбінація кількох режимів: одночасно увімкнені вхід генератора + вихід інтелектуального навантаження (підтримується Solis); в режимі off-grid генерація, в мережевому режимі інтелектуальне навантаження балансує надлишок PV.
7.4 Правила вибору генератора
| Параметр | Обмеження | Примітка |
|---|---|---|
| Потужність (за паспортом) | Без жорсткої верхньої межі | Smart Port може прийняти більше |
| Максимальна активна вхідна потужність | 125 kW | Жорстка верхня межа, Smart Port обмежуватиме струм |
| Рекомендований діапазон потужності | 25 – 125 kW | Рекомендація виробника |
| Послідовність фаз | L1↔L1, L2↔L2, L3↔L3 | Зворотна фаза → сигналізація + генератор не запуститься |
| Заземлення | Шасі генератора заземлюється окремо + підключається до шини PE інвертора (не до корпусу інвертора) | Чітко зазначено в посібнику користувача с.37 |
| Мережевий автоматичний вимикач | Під час роботи генератора повинен бути розімкнений (або ПЗВ) | Чітко зазначено в посібнику користувача с.37 |
| Сумісність з THDv | < 5 % (на стороні генератора) | Вимога Solis |
7.5 Матриця прийняття рішень щодо вибору
| Сценарій навантаження | Рекомендована потужність генератора | Конфігурація |
|---|---|---|
| Аварійний резерв (50 % навантаження протягом 8 год) | 50–80 kW | ON SOC 30 %, OFF SOC 80 % |
| Повне навантаження тривалий off-grid (125 kW) | 125 kW (жорстка верхня межа) | ON SOC 20 %, OFF SOC 90 % |
| Покриття піків (зрізання піків, заповнення провалів) | 25–50 kW (заповнення провалів удень) | ON SOC 50 % (запуск лише при високому SOC) |
| Резервне живлення з двома інверторами | 2 × 100 kW | ON SOC 25 %, OFF SOC 85 % |
| Британське зимове резервне живлення | 25–50 kW + акумулятор | Акцент на акумулятор, генератор як аварійне джерело |
8. Сигнальний ланцюг запуску/зупинки генератора
8.1 Детальна покрокова процедура
| Крок | Дія |
|---|---|
| 1 | SOC акумулятора падає нижче порогу ON (наприклад, 20 %) |
| 2 | Інвертор замикає DO контакт G-S |
| 3 | Вхід автозапуску генератора отримує команду запуску |
| 4 | Генератор прокручується, працює, досягає номінальних V/f |
| 5 | Інвертор через Smart Port виявляє стабільний генератор через зворотний зв'язок ATS / GV |
| 6 | Інвертор синхронізується з генератором, споживаючи до 125 kW |
| 7 | Надлишок PV (за наявності) зменшує навантаження генератора; PV + генератор спільно заряджають акумулятор |
| 8 | SOC акумулятора досягає порогу OFF (наприклад, 80 %) |
| 9 | Інвертор розмикає DO контакт G-S |
| 10 | Генератор завершує таймер охолодження (залежить від виробника, зазвичай 1–5 хвилин) і зупиняється |
| 11 | Система повертається в режим лише акумулятора або лише PV |
8.2 Бюджет часу (типовий)
| Етап | Тривалість | Загальний час |
|---|---|---|
| 1–3: від команди до START | < 100 мс | 100 мс |
| 4: прокручування генератора → стабілізація | 5–30 с | 30 с |
| 5: зворотний зв'язок до синхронізації | 1–5 с | 35 с |
| 6–7: синхронізація + набір навантаження | 1–5 с | 40 с |
| 8–10: заряджання до OFF + охолодження | 5–30 хв | 30 хв |
| 11: повернення в режим лише акумулятора | < 1 с | 30 хв |
Загалом: від падіння SOC до ON → генератор перебирає навантаження: близько 40 секунд Загалом: від заряджання SOC до OFF → генератор зупиняється: близько 5–30 хвилин
9. Паралельна робота кількох інверторів
9.1 Верхня межа паралельної роботи
✅ Максимум 10 Solis 125K у паралель (мережа + off-grid) 10 × D-Cube-H125/H261 = 1.25 MW AC / 2.61 MWh на одну майданчик> 6 і більше рекомендується шафа Solis STS
9.2 Конфігурація Master/Slave
| Параметр | Master | Slave |
|---|---|---|
| Кількість | 1 | до 9 |
| Функція | Координація PV / акумулятора / навантаження | Отримання команд від Master |
| Інтерфейс EMS | Один Modbus / SolisCloud | Прозоро через Master |
| HV акумулятор | Обов'язково | Обов'язково (1 до 1) |
| Slave без акумулятора | — | Можливо лише якщо акумулятор Master достатньо великий |
9.3 Комунікація паралельної роботи
- Фізичне з'єднання: P-A, P-B екранований кабель CAT5
- Інформація, що розподіляється:
- PV напруга / струм кожного MPPT
- SOC / потужність акумулятора
- Потреба в навантаженні
- Підключення до мережі / споживання
- Команди диспетчеризації (від Master)
- Топологія: весь кластер = один BESS для верхнього рівня EMS
9.4 Особливі міркування для паралельної роботи в off-grid
| Параметр | Вимога |
|---|---|
| Послідовність чорного запуску | Спочатку увімкнути Master, потім послідовно увімкнути Slave (посібник користувача §3.9.7 с.35) |
| Дальність зв'язку | P-A/P-B екранований CAT5 ≤ 100 м (типово) |
| Синхронізація | Master керує тактовим сигналом синхронізації |
| Підключення генератора | Smart Port Master підключається до G-S/G-V |
| ATS | ATS / ATS-W підключається до DI Master |
| Режим відмови | Master офлайн → Slave не перебирає автоматично → система зупиняється, потрібне ручне перезапущення Master на місці |
11. Типові проєктні помилки
-
❌ Помилка 1: Проєктування двигунового навантаження безпосередньо за рекламним "2× / 200 мс"
Правильно: 125K не підтримує 2×, верхня межа 1.6× / 200 мс. Для проєктування двигунового навантаження 200 kW необхідно розділити на 2 інвертори по 125K або використовувати VFD.
-
❌ Помилка 2: Конфігурація "лише PV без акумулятора" як рішення для чорного запуску
Правильно: плата управління Solis 125K живиться від шини постійного струму акумулятора, чистий PV без акумулятора не може запуститися. Необхідно встановити акумулятор або резервний генератор.
-
❌ Помилка 3: Поріг SOC ON > OFF або гістерезис < 15 %
Правильно: ON повинен бути < OFF, гістерезис ≥ 15 % (мінімум Solis). Для британської зими рекомендується ≥ 20 %. Інакше генератор циклічно запускається і зупиняється, 5–10 разів на день, виходить з ладу за півроку.
-
❌ Помилка 4: Заземлення генератора підключено до корпусу інвертора
Правильно: посібник користувача с.37 чітко зазначає — шасі генератора заземлюється окремо + шина PE (не корпус інвертора). Неправильне підключення спричинить циркулюючі струми та спрацювання ПЗВ.
-
❌ Помилка 5: Мережевий автоматичний вимикач не розімкнений під час роботи генератора
Правильно: посібник користувача с.37 чітко зазначає — під час роботи генератора необхідно розімкнути мережевий автоматичний вимикач (або ПЗВ). Інакше зворотне живлення в мережу — протизаконно + небезпека.
-
❌ Помилка 6: AC-coupled PV інвертор не налаштований у режим "AC Coupled"
Правильно: в режимі off-grid без налаштування режиму AC Coupled можливе утворення частотного замкненого контуру з Solis та збій системи. Необхідно налаштувати AC Coupled + відключення за частотою > порогу перевищення частоти Solis (50.1–54 Hz).
-
❌ Помилка 7: Проєктування PV понад 250 kWp (один 125K)
Правильно: DC/AC > 2.0× не підтримується, лише зрізання піків. 250 kWp — це верхня межа. Для 260 kWp клієнт потребує 2 інвертори по 125K.
-
❌ Помилка 8: Припущення, що Slave може автоматично перебрати на себе відмову Master
Правильно: коли Master офлайн, Slave не перебирає автоматично, система зупиняється. Необхідне ручне перезапущення Master на місці з послідовним увімкненням Slave.
-
❌ Помилка 9: Використання кривої перевантаження 80K / 100K для 125K
Правильно: 125K має значно слабшу здатність перевантаження порівняно з 80K / 100K. Тендерні технічні специфікації повинні розрізняти їх. Рекламне "2×" стосується лише 75–100K.
-
❌ Помилка 10: У режимі off-grid намагатися віддати в мережу весь вихід PV
Правильно: у режимі off-grid PV має пріоритет навантаження > акумулятор, не віддається в мережу (мережа відключена, віддача неможлива). За наявності AC-coupled PV потрібна координація через зсув частоти.
Додаток А: Ключові терміни
| Термін | Визначення |
|---|---|
| Чорний запуск (Black-start) | Здатність запустити систему з нуля без зовнішнього джерела живлення |
| Режим off-grid | Режим роботи з повним відокремленням від мережі |
| Резервний режим (Backup mode) | Режим взаємного резервування мережа-акумулятор (звичайно мережа, автоматичне перемикання при зникненні) |
| G-S / G-V | Запуск генератора / Клапан генератора (DO сухі контакти) |
| ATS / ATS-W | Вхід автоматичного перемикача |
| AMF | Автоматична панель відмови мережі |
| Smart Port | Багатоцільовий порт інвертора Solis (генератор / інтелектуальне навантаження / AC-coupled) |
| Керування за порогом SOC | Запуск/зупинка генератора визначається SOC акумулятора (не станом мережі) |
| Зсув частоти (Frequency-shift) | AC-coupled PV інвертор регулює вихід шляхом зміни частоти |
| VFD | Частотний перетворювач (знижує пусковий стрибок двигуна) |