Dizajn arhitekture sistema i konfiguracija kapaciteta Konfiguracija kapaciteta
Dizajn velikih fotonaponskih sistema za pohranu energije zahtijeva sveobuhvatno razmatranje više faktora kao što su potražnja za mrežom, karakteristike elektrane i ekonomske koristi. Tipična sistemska arhitektura može se podijeliti u dvije sheme: DC bočna spojnica i spojnica naizmeničnu struju, svaki sa svojim jedinstvenim prednostima i scenarijima aplikacija.
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%), sustav upravljanja baterijama (period uzorkovanja<500ms), DC combiner cabinet, etc. After adopting this scheme, the overall system efficiency of a 200MW power station increased by 3.2 percentage points.
Komunikacijska spojnica za spajanje povezana je s mrežom kroz zajedničku točku veze (PCC), što je pogodnije za obnovu postojećih fotonaponskih elektrana. Ova arhitektura ima veću fleksibilnost i može samostalno kontrolirati fotonaponske i energetske sisteme. Ključna oprema uključuje dvosmjerne pretvarače (thd<3%), AC distribution cabinets, synchronous controllers, etc. A 150MW renovation project adopted this plan and completed system integration in just 45 days.
Konfiguracija kapaciteta treba slijediti naučne principe:
1) Za izradu izlaznih fluktuacija preporučuje se konfiguriranje skladištenja energije na 15% {2}}% instaliranog fotonaponskog kapaciteta u trajanju 1-2 sati. Analiza podataka elektrane u Xinjiang-u pokazuje da konfiguracija 20% može smanjiti volatilnost za 70%;
2) Kada sudjeluje u uslugama frekvencijskog regulacije, kapacitet treba biti 3% -5 izlaz elektrane, a zahtjev za brzinu odgovora treba biti manji od 1 sekunde. Sjeverna kineska mreža za kinesku kinesku zahtijeva da se kapacitet regulacije frekvencije održava najmanje 15 minuta;
3) PEAK dolina arbitraža mora se odrediti na osnovu lokalne krivulje cijene električne energije, obično konfiguriranog sa 4-6 satnom skladištenjem energije. Analiza projekta u Guangdong-u pokazuje da je stopa povrata ulaganja od 6- sat energije 40% veća od plana 2- sata.
Simulacijska optimizacija fotonaponske elektrane 3 0 0MW pokazuje da prihvaćanje mješovite konfiguracijske sheme od 20% \/ 2h +5% \/ 0,5h ne samo da ispunjava zahtjeve regulacije frekvencije električne energije, već postiže optimalnu ekonomiju. Ovaj plan povećava godišnji prihod elektrane za 23% i postiže internu stopu povrata od 16,8%.
Odabir ključne opreme i tehnički parametri
Izbor baterije zahtijeva razmatranje više tehničkih parametara. Trenutni glavni izbor je 280Ah litijum-željezo fosfatne ćelije baterije, sa volumetrijskom gustoćom energije veće od 400Wh \/ l i težine gustoće energije od 180Wh \/ kg. Ključne točke dizajna baterije uključuju:
1) Metoda grupisanja: obično dizajnirana sa 1P24S modulima, sa naponom od 60-86. 4V, svaki stalak za baterije integrira 16-20 modula;
2) Termičko upravljanje: Sistem hlađenja tečnosti smanjuje temperaturu bateriju na manje od 3 stepena, uštedeći više od 30% energije u odnosu na rešenje za hlađenje vazduha. Protok protoka rashladne tečnosti kontrolira se u 6-8 l \/ min, a temperaturna razlika između ulaznog i izlaza je manja od 5 stepeni;
3) SIGURNOST ZAŠTITA: Svaki modul je opremljen sa 3 temperaturne uzorkovanje i rešetke za otkrivanje napona, a osetljivost zapaljivog detektora plina dostiže 1% LEL.
Odabir računara treba obratiti pažnju na:
1) TOPOLOGIJA Struktura: Troslojni dizajn postiže efikasnost od 99%, što je 0. 8% veće od dvoje nivoa. Veličina modula od 500kW iznosi samo 800 × 600 × 2200 mm;
2) Prilagodljivost mreže: Ima raspon regulacije napona od ± 10% i frekvencijsku prilagodljivost 45-65 Hz, thd<3%;
3) Funkcija zaštite: Standardna zaštita od otoka (vrijeme djelovanja<2s), reverse power protection (threshold adjustable), overclocking/underflocking protection, etc.
Ključne točke dizajna sistema hlađenja:
1) kapacitet hlađenja tečnog rashladnog uređaja konfiguriran je u 1,2 puta veća od termičke potrošnje energije baterije, a tipični 1MWH sustav zahtijeva 5-7 kW kapaciteta hlađenja;
2) The pipeline is made of stainless steel material, with a pressure bearing capacity of>0 6MPA i tačnost metra protoka od ± 2%;
3) Kontrolni sistem može automatski podesiti napajanje hlađenja na osnovu SoC-a i temperature, a režim uštede energije može smanjiti potrošnju energije za 40%.
Izmjereni podaci opreme u projektu od 250MW pokazuju da je ukupna efikasnost sistema baterije 92,3%, s godišnjom brzinom raspada od 1,7%; Učinkovitost pretvorbe PC-a iznosi 98,6%, sa vremenom odziva 185ms; Rashladni sustav čuva bateriju koja djeluje unutar optimalnog temperaturnog raspona (25 ± 3 stepena), proširujući svoj životni vijek za 20%.
Sigurnosna zaštita i upravljanje radom i održavanje
Sigurnosni dizajn zahtijeva uspostavljanje višeslojnog sistema zaštite:
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) su instalirani na AC strani. Sistem zaštite od groma zadovoljava zahtjeve IEC 62305, sa otporom na uzemljenje<4 Ω;
2) Sigurnost baterije: Usvajanje zaštitne arhitekture sa tri nivoa (Modul → Modul → Sistem), prag za preplata je 3,65V ± 0. 0 5V, a prag za zaštitu od preljevstva je 2,5 V ± 0,05V. Termalni sistem za upozorenje može izdati alarm 30 minuta unaprijed;
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 sat.
Funkcije sistema upravljanja operacijama i održavanjem uključuju:
1) Nadgledanje statusa: Prikupljanje stvarnog vremena podataka iz preko 2000 točaka za nadgledanje sa brzinom osvježavanja od 100 ms. GREŠKA PROCJENE ZEMLJE (SOH)<3%;
2) Dijagnoza grešaka: Dijagnostički motor zasnovan na stručnim sistemima može identifikovati 98% uobičajenih grešaka sa tačnošću pozicioniranja komponente;
3) Prediktivno održavanje: predviđanje preostalog životnog vijeka opreme putem mašinskog učenja, zakazivanje održavanja tri mjeseca unaprijed i smanjujući neplanirani prekid za smanjenje za 70%.
Podaci o radu i održavanju određenog projekta pokazuju da inteligentni sistem rada i održavanja smanjuje MTTR od 8 sati do 2,5 sata, a smanjuje troškove rada i održavanja za 40%. Kroz preciznu soh evaluaciju, greška odluke o zamjeni baterije je manja od 5%, izbjegavajući otpad uzrokovan preranom zamjenom.
Praktični inženjerski izazovi i rješenja
Projekti visokog nadmorske visine suočavaju se sa posebnim izazovima:
1) Tanki zrak utječe na rasipanje topline: na nadmorskoj visini od 3000 metara, gustoća zraka iznosi samo 70% od toga na razini mora. Rješenje uključuje: PCS koji se deraju (5% faktor smanjenja kapaciteta), poboljšani dizajn disipacije topline (30% povećanja područja topline);
2) električni problemi uzrokovani niskim tlakom zraka: posebni dizajnirani prekidači (sa 20% povećanjem otpornosti napona), a posteljini su zapečaćeni;
3) Snažna UV zračenje: Površina kutije je obložena anti UV materijalom, a kablovi su izrađeni od materijala otpornih na vremenske prilike.
Mjere za nošenje sa ekstremnim temperaturnim okruženjima:
1) Okruženje niskog temperature: Instalirajte električni sistem grijanja (moć 3-5 kw) da biste pregrijali bateriju do 10 stepeni prije punjenja. Korištenje elektrolita sa niskim temperaturama, održavajući 80% kapaciteta u -30 stepen;
2) Visokotemperaturno okruženje: Kapacitet hlađenja tečnog hlađenja raste za 20%, a okvir prihvaća dvostruku izolacijsku strukturu. Prilagodite strategiju punjenja i pražnjenja kako biste izbjegli punu operaciju napajanja tokom perioda visoke temperature.
Rješenje za slaba područja za napajanje:
1) konfigurirati SVG sa kapacitetom od 10% -15% za kontrolu THD u roku od 3%;
2) koristeći tehnologiju virtualne sinkrone mašine (VSG) za pružanje podrške inercijskoj podršci;
3) Optimizirajte kontrolnu strategiju i ograničite brzinu promjene snage na 5% \/ min.