Sistēmas arhitektūras dizains un ietilpības konfigurācijas principi
Liela mēroga fotoelektrisko enerģijas uzglabāšanas sistēmu projektēšanai ir jāņem vērā visaptveroši vairāki faktori, piemēram, tīkla pieprasījums, elektrostacijas īpašības un ekonomiskās priekšrocības. Tipisku sistēmas arhitektūru var iedalīt divās shēmās: līdzstrāvas sānu savienojumā un maiņstrāvas sānu savienojumā, katram ar unikālajām priekšrocībām un pielietojuma scenārijiem.
The DC side coupling architecture directly connects the photovoltaic array with the energy storage system, eliminating the intermediate AC/DC conversion link. This architecture has a conversion efficiency of up to 98%, making it particularly suitable for new photovoltaic power plants. Its core components include: DC/DC converter (efficiency>98,5%), akumulatoru pārvaldības sistēma (paraugu ņemšanas periods<500ms), DC combiner cabinet, etc. After adopting this scheme, the overall system efficiency of a 200MW power station increased by 3.2 percentage points.
Sakaru puses savienojuma arhitektūra ir savienota ar režģi caur kopīgu savienojuma punktu (PCC), kas ir vairāk piemērotāks esošo fotoelektrisko spēkstaciju atjaunošanai. Šai arhitektūrai ir augstāka elastība, un tā var patstāvīgi kontrolēt fotoelektriskās un enerģijas uzkrāšanas sistēmas. Galvenais aprīkojums ietver divvirzienu pārveidotājus (THD<3%), AC distribution cabinets, synchronous controllers, etc. A 150MW renovation project adopted this plan and completed system integration in just 45 days.
Kapacitātes konfigurācijai jāievēro zinātniskie principi:
1) Lai izlīdzinātu izejas svārstības, ieteicams konfigurēt enerģijas uzkrāšanu 15% -25% no uzstādītās fotoelektriskās jaudas ilguma 1-2 stundu laikā. Datu analīze par elektrības staciju Siņdzjanā parāda, ka 20% konfigurācija var samazināt nepastāvību par 70%;
2) Daloties frekvences regulēšanas pakalpojumos, jaudai jābūt 3% -5% no spēkstacijas izejas, un atbildes ātrumam jābūt mazākam par 1 sekundi. Ziemeļķīnas enerģijas tīkls pieprasa, lai frekvences regulēšanas jauda tiktu saglabāta vismaz 15 minūtes;
3) Pīķa ielejas arbitrāža jānosaka, pamatojoties uz vietējo elektrības cenu līkni, parasti konfigurēta ar 4-6 stundu enerģijas uzkrāšanu. Projekta analīze Guangdongā rāda, ka 6- stundu enerģijas uzkrāšanas ieguldījumu atdeves likme ir par 40% augstāka nekā 2- stundu plānam.
3 0 0MW fotoelektriskās elektrostacijas simulācijas optimizācija parāda, ka jauktas konfigurācijas shēmas pieņemšana 20%\/2H {+5%\/0,5H ne tikai atbilst enerģijas tīkla frekvences regulēšanas prasībām, bet arī iegūst optimālu ekonomiku. Šis plāns palielina elektrostacijas gada ieņēmumus par 23% un sasniedz iekšējo atdeves likmi 16,8%.
Galveno aprīkojuma izvēle un tehniskie parametri
Akumulatora sistēmu izvēlei ir jāņem vērā vairāki tehniski parametri. Pašreizējā vispārējā izvēle ir 280AH litija dzelzs fosfāta akumulatora šūnas, tilpuma enerģijas blīvums pārsniedz 400Wh\/L un svara enerģijas blīvumu 180WH\/KG. Galvenie akumulatora komplekta dizaina punkti ir:
1) Grupēšanas metode: parasti ir izstrādāta ar 1p24s moduļiem, ar sprieguma diapazonu 60-86. 4V, katrs akumulatora plaukts integrē 16-20 moduļus;
2) Termiskā pārvaldība: šķidruma dzesēšanas sistēma samazina akumulatora temperatūras starpību līdz mazāk nekā 3 grādiem, ietaupot vairāk nekā 30% enerģijas, salīdzinot ar gaisa dzesēšanas šķīdumu. Dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrums tiek kontrolēts ar 6-8 L\/min, un temperatūras starpība starp ieplūdes un izejas palīdzību ir mazāka par 5 grādiem;
3) Drošības aizsardzība: Katrs modulis ir aprīkots ar 3 temperatūras paraugu ņemšanas punktiem un sprieguma noteikšanas līnijām, un degošā gāzes detektora jutība sasniedz 1% LEL.
PCS aprīkojuma izvēlei jāpievērš uzmanība:
1) Topoloģijas struktūra: trīs līmeņu dizains sasniedz 99% efektivitāti, kas ir 0. 8% augstāks nekā divu līmeņu struktūra. 500kW moduļa izmērs ir tikai 800 × 600 × 2200 mm;
2) Režģa pielāgošanās spējas: tā sprieguma regulēšanas diapazons ir ± 10% un frekvences pielāgojamība 45-65 Hz, THD<3%;
3) Aizsardzības funkcija: standarta salu aizsardzība (darbības laiks<2s), reverse power protection (threshold adjustable), overclocking/underflocking protection, etc.
Dzesēšanas sistēmas dizaina galvenie punkti:
1) šķidruma dzesēšanas bloka dzesēšanas spēja ir konfigurēta 1,2 reizes lielāka par akumulatora termiskās enerģijas patēriņu, un tipiskai 1MWH sistēmai ir nepieciešams 5-7 KW dzesēšanas jauda;
2) The pipeline is made of stainless steel material, with a pressure bearing capacity of>0. 6MPA un plūsmas mērītāja precizitāte ± 2%;
3) Vadības sistēma var automātiski pielāgot dzesēšanas jaudu, pamatojoties uz SOC un temperatūru, un enerģijas taupīšanas režīms var samazināt enerģijas patēriņu par 40%.
Izmērītie aprīkojuma dati 250MW projektā parāda, ka akumulatoru sistēmas kopējā efektivitāte ir 92,3%, ar gada sabrukšanas ātrumu 1,7%; PCS konvertēšanas efektivitāte ir 98,6%, ar reakcijas laiku 185 ms; Dzesēšanas sistēma uztur akumulatoru darbību optimālā temperatūras diapazonā (25 ± 3 grādi), pagarinot tā kalpošanas laiku par 20%.
Drošības aizsardzība un darbība, kā arī uzturēšanas vadība
Drošības dizainam ir nepieciešams izveidot daudzlīmeņu aizsardzības sistēmu:
1) Electrical safety: Photovoltaic dedicated circuit breakers (with a breaking capacity of 20kA) are installed on the DC side, and selective protection circuit breakers (with an action time gradient difference of>0. 1s) ir uzstādīti maiņstrāvas pusē. Zibens aizsardzības sistēma atbilst IEC 62305 prasībām ar zemējuma pretestību<4 Ω;
2) Akumulatora drošība: trīs līmeņu aizsardzības arhitektūras pieņemšana (šūna → Modulis → Sistēma), pārlādes aizsardzības slieksnis ir 3,65v ± 0. 0 5V, un pārmērīga uzlādes aizsardzības slieksnis ir 2,5 V ± 0,05V. Termiskā bēguļojošā brīdinājuma sistēma var izsniegt trauksmi 30 minūtes iepriekš;
3) Structural safety: The energy storage container meets the IP54 protection level and has a seismic fortification intensity of 8 degrees. The box adopts A60 fire protection standard, with a fire resistance limit of>1 stunda.
Darbības un uzturēšanas pārvaldības sistēmas funkcijas ietver:
1) Statusa uzraudzība: reāllaika datu vākšana no vairāk nekā 2000 uzraudzības punktiem ar atsvaidzināšanas ātrumu 100 ms. Akumulatora veselības (SOH) novērtēšanas kļūda<3%;
2) bojājumu diagnoze: diagnostikas motors, kura pamatā ir ekspertu sistēmas, var identificēt 98% no kopīgajām kļūdām ar komponentu līmeņa pozicionēšanas precizitāti;
3) Paredzamā apkope: Atlikušā aprīkojuma dzīves ilguma prognozēšana, izmantojot mašīnu apguvi, plānojot apkopi trīs mēnešus iepriekš, un neplānotas dīkstāves samazināšana par 70%.
Noteiktā projekta darbības un uzturēšanas dati parāda, ka viedā darbība un uzturēšanas sistēma samazina MTTR no 8 stundām līdz 2,5 stundām un samazina darbības un uzturēšanas izmaksas par 40%. Ar precīzu SOH novērtēšanu akumulatora nomaiņas lēmuma kļūda ir mazāka par 5%, izvairoties no atkritumiem, ko izraisa priekšlaicīga nomaiņa.
Praktiskās inženierijas problēmas un risinājumi
Liela augstuma projekti saskaras ar īpašiem izaicinājumiem:
1) Tievs gaiss ietekmē siltuma izkliedi: 3000 metru augstumā gaisa blīvums ir tikai 70% no tā, kas ir jūras līmenī. Risinājums ietver: PCS, kas der (5% jaudas samazināšanas koeficients), pastiprināts siltuma izkliedes plāns (siltuma izkliedes laukuma palielināšanās par 30%);
2) tiek izmantoti zems gaisa spiediens, ko izraisa zems gaisa spiediens: tiek izmantoti īpaši izstrādāti ķēdes pārtraucēji (ar sprieguma pretestības palielināšanos par 20%) un tiek aizzīmogotas galvenās savienojuma daļas;
3) Spēcīgs UV starojums: kastes virsma ir pārklāta ar anti UV materiālu, un kabeļi ir izgatavoti no laika apstākļiem izturīgiem materiāliem.
Pasākumi, kā tikt galā ar ekstrēmu temperatūras vidi:
1) Zemas temperatūras vide: uzstādiet elektrisko sildīšanas sistēmu (jauda 3-5 KW), lai pirms uzlādes uzkarsētu akumulatoru līdz 10 grādiem. Izmantojot zemas temperatūras elektrolītu, 80% jaudas saglabāšana pie -30 grāda;
2) Augstas temperatūras vide: šķidruma dzesēšanas sistēmas dzesēšanas spēja palielinās par 20%, un kastē izmanto divslāņu izolācijas struktūru. Pielāgojiet uzlādes un izlādes stratēģiju, lai izvairītos no pilnas jaudas darbības augstas temperatūras periodos.
Risinājums vājām strāvas tīkla zonām:
1) konfigurējiet SVG ar 10% -15% ietilpību, lai kontrolētu THD 3% robežās;
2) virtuālās sinhronās mašīnas (VSG) tehnoloģijas izmantošana inerces atbalsta nodrošināšanai;
3) Optimizējiet vadības stratēģiju un ierobežojiet jaudas izmaiņu ātrumu līdz 5%\/min.