Решение для системы хранения энергии постоянного тока мощностью 60 МВт·ч

1. Обзор проекта

Данное решение предназначено для создания системы хранения энергии на основе литий-железо-фосфатных аккумуляторов емкостью 60 МВт·ч, состоящей из 12 стандартных контейнеров с жидкостным охлаждением емкостью 5 МВт·ч. Система подключается к сети на уровне напряжения 35 кВ и в основном применяется для сглаживания пиковых нагрузок на стороне сети, поддержки объектов возобновляемой энергетики или крупных промышленных и коммерческих потребителей. Благодаря использованию схемы параллельного подключения постоянного тока, постоянный ток 12 контейнеров с аккумуляторами собирается и подключается к постоянному току системы преобразования энергии (ПКС), что снижает циркулирующий переменный ток и повышает эффективность системы.

2. Основные параметры продукта

Система контейнерного хранения энергии использует аккумуляторные элементы емкостью 314 Ач, с конфигурацией аккумуляторных блоков.Установлены в последовательно-параллельном соединении 2P52S. Каждый аккумуляторный блок включает 8 блоков и комплектуется 1 высоковольтным блоком. Цепи постоянного тока 6 аккумуляторных блоков интегрированы в разъединитель шкафа управления и сбора энергии, образуя 1 высоковольтную цепь постоянного тока. Каждый контейнер для хранения энергии оснащен 1 высоковольтной цепью постоянного тока, а также вспомогательным оборудованием, таким как блок жидкостного охлаждения, осушитель воздуха, система управления батареями (БМС) и система противопожарной защиты.

2.1 Основная конфигурация компонентов контейнера для хранения энергии

Таблица 1. Конфигурация основных компонентов.

2.2 Ключевые технические параметры контейнера для хранения энергии

Таблица 2. Ключевые технические параметры

3. Параметры системы управления питанием и повышающего преобразователя (настраиваются по схеме постоянного тока)

Таблица 3. Параметры ПКС и повышающей системы.

4. Топология станции

4.1 Описание основной топологии электропроводки

Аккумуляторная батарея: 12 контейнеров по 5 МВт·ч, разделенных на 6 групп (по 2 контейнера в каждой группе).

Сбор постоянного тока: Два аккумуляторных блока в каждой группе соединены параллельно через шкаф с автоматическими выключателями постоянного тока и подключены к шине постоянного тока (1500 В постоянного тока).

Инверторный блок: Шина постоянного тока подключена к одному блоку преобразователя мощности 5 МВт.

Повышение напряжения и подключение к сети: выход переменного тока преобразователя напряжения подключается к трансформатору мощностью 5 МВА (0,315/35 кВ), а после повышения напряжения — к шине 35 кВ через высоковольтный распределительный шкаф.

4.2 Схема топологии станции

(Приложение: Топологическая схема станции хранения энергии постоянного тока мощностью 60 МВт·ч)

5. Схема строительства и монтажа

5.1 Этап закладки фундамента (приблизительно 30 дней)

Выравнивание участка:Уплотнение грунта на участке размером примерно 100 м x 80 м, с требованием несущей способности шшшш 10 т/м².

Заливка фундамента:

• Фундамент для аккумуляторного контейнера: используется ленточный фундамент или независимая опорная платформа с предварительно заложенными кабельными траншеями. Высота фундаментной поверхности должна быть выше местного уровня паводка, случающегося раз в 50 лет, или уровня накопления воды.

• Кабельная траншея: обустроить продольные и поперечные кабельные туннели для прокладки кабелей постоянного тока (с обеспечением разделения сильных и слабых токов).

Заземляющая сетка: Укладка горячеоцинкованной плоской стали для образования кольцевой заземляющей сетки с сопротивлением заземления < 0,5 Ом.

5.2 Этап установки оборудования (приблизительно 20 дней)

Подъем контейнеров:

• Для разгрузки и позиционирования используйте мобильный кран грузоподъемностью 150 тонн.

• Последовательность установки: Сначала поднимите удаленные контейнеры, затем ближние, чтобы избежать препятствий на пути.

• После установки контейнера откалибруйте уровень с помощью лазерного нивелира, затем закрепите его (сваркой или зажимом анкерных болтов).

Монтаж высоковольтного оборудования:

Системы управления питанием и трансформаторы, как правило, интегрируются в повышающий модуль (или независимую платформу) для подключения шин и проверки изоляции.

Прокладка кабеля:

• Кабель постоянного тока: Используйте специальный кабель постоянного тока с сопротивлением напряжению 1,8 кВ (например, YJV-1,8/3 кВ), соблюдая цветовую маркировку положительного и отрицательного полюсов (красный/черный) и обеспечивая заземление для защиты от молнии.

• Коммуникационный кабель: проложите экранированные сетевые кабели категории 6 или оптические волокна вдоль специального мостика кабельной траншеи на расстоянии 300 мм от силового кабеля.

5.3 Этап ввода в эксплуатацию (приблизительно 15 дней)

Ввод в эксплуатацию отдельных блоков: Проверка связи БМС, напряжения и внутреннего сопротивления элементов батареи, а также запуска/остановки вентиляторов каждого контейнера с батареей по отдельности.

Ввод системы в эксплуатацию: работа ПКС без нагрузки -шшшш; работа ПКС под нагрузкой -шшшш; логическое тестирование Скорая помощь (системы управления энергопотреблением) (время отклика при зарядке и разрядке < 40 мс).

Проверка подключения к сети: проведите проверку защиты от островного режима и проверьте подачу питания.

6. Подробные технические параметры

6.1 Аккумуляторная система

• Характеристики элемента: 3,2 В / 314 Ач (заряд/разряд 1C, плотность энергии 165 Вт·ч/кг)

• Схема сборки: 2P52S (один батарейный блок, напряжение 166,4 В) - 8 батарейных блоков, соединенных последовательно (напряжение корпуса 1331,2 В)

• Энергоэффективность: ≥ 94% (включая потребление вспомогательной энергии, заряд/разряд 0,5C)

• Точность СОК: ≤ 3%

• Дополнительное электропитание: переменный ток 380 В, 50 Гц, потребляемая мощность каждого контейнера составляет около 8 кВт (во время охлаждения).

6.2 ПКС Система

• Топологическая структура: Трехуровневая топология ИГБТ.

• КПД: ≥ 98,5% (включая трансформатор)

• Время отклика: ≤ 30 мс

• Режим охлаждения: воздушное охлаждение / жидкостное охлаждение (настраивается производителем)

• Функции защиты: защита от перенапряжения постоянного тока, защита от перегрузки по току переменного тока, обнаружение изоляции, защита от островного режима.

6.3 Мониторинг и связь

• Протокол связи: МЕК 61850 (уровень электростанции), Модбус TCP/IP (внутренняя система)

• Основное оборудование: БМС (система управления батареями), ПМС (система управления питанием), Скорая помощь (система управления энергопотреблением)

• Сбор данных: напряжение и температура отдельных ячеек; ток кластера отдельных батарей; частота и гармоники точки подключения к сети.

7. Схема технического обслуживания и ремонта

7.1 Ежедневная проверка

Таблица 4. Пункты ежедневной проверки.

7.2 Регулярное специальное техническое обслуживание

Таблица 5. Пункты планового специального технического обслуживания.

7.3 План реагирования на чрезвычайные ситуации

7.3.1 Сигнализация о перегреве

1. Немедленно отключите автоматический выключатель постоянного тока неисправного блока.

2. Запустите выхлопную систему (если она предназначена для выпуска дыма).

3. Подтвердите эвакуацию персонала и дистанционно запустите устройство пожаротушения на основе перфторгексанона/гептафторпропана.

4. Если огонь распространится, позвоните по номеру 119 и запустите систему водяного пожаротушения (убедитесь, что электропитание отключено, чтобы предотвратить поражение электрическим током).

7.3.2 Сбой в электросети

В случае пробоя сети или изменения частоты, блок управления сетью (ПКС) автоматически переключится в режим ожидания или формирования сети для поддержки сети. После возникновения неисправности проверьте, не повреждены ли ИГБТ-модули ПКС.

8. Экономические показатели проекта (ориентировочные)

Таблица 6. Экономические показатели проекта.