Принципи за конфигуриране на системната архитектура и конфигуриране на капацитета
Проектирането на мащабни фотоволтаични системи за съхранение на енергия изисква цялостно разглеждане на множество фактори като търсенето на мрежата, характеристиките на електроцентралата и икономическите ползи. Типичната системна архитектура може да бъде разделена на две схеми: DC странично свързване и странично свързване на променлив ток, всяка със своите уникални предимства и сценарии на приложение.
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%), система за управление на батерията (период на вземане на проби<500ms), DC combiner cabinet, etc. After adopting this scheme, the overall system efficiency of a 200MW power station increased by 3.2 percentage points.
Архитектурата на комуникационната странична връзка е свързана към мрежата чрез обща точка на свързване (PCC), която е по -подходяща за обновяването на съществуващите фотоволтаични електроцентрали. Тази архитектура има по -голяма гъвкавост и може независимо да контролира фотоволтаичните и енергийните системи за съхранение. Ключовото оборудване включва двупосочни конвертори (THD<3%), AC distribution cabinets, synchronous controllers, etc. A 150MW renovation project adopted this plan and completed system integration in just 45 days.
Конфигурацията на капацитета трябва да следва научните принципи:
1) За изглаждане на колебанията на изхода се препоръчва да се конфигурира съхранението на енергия при 15% -25% от инсталирания фотоволтаичен капацитет за продължителност 1-2 часа. Анализът на данните на електроцентрала в Xinjiang показва, че 20% конфигурация може да намали нестабилността със 70%;
2) Когато участвате в услугите за регулиране на честотата, капацитетът трябва да бъде 3% -5% от изхода на електроцентралата, а изискването за скорост на реакция трябва да бъде по -малко от 1 секунда. Северната китайска електрозахранване изисква капацитетът за регулиране на честотата да се поддържа за поне 15 минути;
3) Арбитражът на върховата долина трябва да бъде определен въз основа на локалната крива на цените на електроенергията, обикновено конфигурирана с 4-6 часово съхранение на енергия. Анализът на проект в Гуандун показва, че процентът на възвръщаемост на инвестицията 6- часово съхранение на енергия е с 40% по -висок от този на 2- часов план.
Оптимизацията на симулацията на 3 0 0MW фотоволтаична електроцентрала показва, че приемането на смесена схема за конфигурация от 20%\/2H +5%\/0,5h не само отговаря на изискванията за регулиране на честотата на електропровода, но и постига оптимална икономика. Този план увеличава годишните приходи на електроцентралата с 23% и постига вътрешна норма на възвръщаемост от 16,8%.
Избор на ключово оборудване и технически параметри
Изборът на системи за батерии изисква разглеждане на множество технически параметри. Настоящият мейнстрийм избор е 280AH литиево -желязна фосфатна батерия на батерията, с обемна плътност на енергията, надвишаваща 400WH\/L и тежестната енергийна плътност от 180Wh\/kg. Ключовите точки на дизайна на батерията включват:
1) Метод за групиране: Обикновено проектиран с 1P24S модули, с обхват на напрежението 60-86. 4V, всеки батерия за батерии интегрира 16-20 модули;
2) Термично управление: Системата за течно охлаждане намалява температурната разлика на батерията до по -малко от 3 градуса, спестявайки повече от 30% енергия в сравнение с разтвора за охлаждане на въздуха. Дебитът на охлаждащата течност се контролира при 6-8 L\/min, а температурната разлика между входа и изхода е по -малка от 5 градуса;
3) Защита на безопасността: Всеки модул е оборудван с 3 точки за вземане на проби от температура и линии за откриване на напрежение, а чувствителността на горимия газов детектор достига 1% LEL.
Изборът на оборудване за компютри трябва да обърне внимание на:
1) Топологична структура: Дизайнът на три нива постига ефективност от 99%, което е 0. 8% по-висок от структурата на две нива. Размерът на модула 500kW е само 800 × 600 × 2200 мм;
2) Адаптивност на мрежата: тя има диапазон на регулиране на напрежението от ± 10% и честотна адаптивност на 45-65 Hz, THD<3%;
3) Функция за защита: стандартна защита на острова (време за действие<2s), reverse power protection (threshold adjustable), overclocking/underflocking protection, etc.
Ключови точки на дизайна на охладителната система:
1) Охлаждащият капацитет на течния охлаждащ блок е конфигуриран при 1,2 пъти по -голяма от потреблението на топлинна енергия на батерията, а типичната система за 1 mwh изисква 5-7 kW капацитет за охлаждане;
2) The pipeline is made of stainless steel material, with a pressure bearing capacity of>0. 6mpa и точност на потока на измервателните тела ± 2%;
3) Системата за управление може автоматично да регулира охлаждащата мощност въз основа на SOC и температура, а режимът на пестене на енергия може да намали консумацията на енергия с 40%.
Измерените данни на оборудването в проект 250MW показват, че общата ефективност на системата на батерията е 92,3%, с годишен процент на разпадане от 1,7%; Ефективността на преобразуване на PCS е 98,6%, с време за реакция 185ms; Системата за охлаждане поддържа батерията да работи в рамките на оптималния температурен диапазон (25 ± 3 градуса), като удължава живота си с 20%.
Управление на защитата и експлоатацията и поддръжката на сигурността
Дизайнът на сигурността изисква създаването на система за защита на много нива:
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) са инсталирани от страна на променлив ток. Системата за защита на мълнията отговаря на изискванията на IEC 62305, с устойчивост на заземяване на<4 Ω;
2) Безопасност на батерията: Приемане на архитектура за защита от три ниво (клетка → модул → система), прагът на защита на презареждането е 3.65V ± 0. 0 5V, а прагът на защита на свръхразреда е 2,5 V ± 0,05V. Системата за предупреждение за термично бягство може да издаде аларма 30 минути предварително;
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 час.
Функциите на системата за управление на работата и поддръжката включват:
1) Мониторинг на състоянието: Колекция на данни в реално време от над 2000 точки за наблюдение със скорост на опресняване 100ms. Грешка при оценка на здравето на батерията (SOH)<3%;
2) Диагностика на неизправности: Диагностичният двигател, базиран на експертни системи, може да идентифицира 98% от често срещаните неизправности с точността на позициониране на ниво компонент;
3) Прогнозна поддръжка: Прогнозиране на оставащия живот на оборудването чрез машинно обучение, планиране на поддръжка три месеца предварително и намаляване на непланирания престой със 70%.
Данните за работа и поддръжка на определен проект показват, че интелигентната система за работа и поддръжка намалява MTTR от 8 часа на 2,5 часа и намалява разходите за работа и поддръжка с 40%. Чрез прецизна оценка на SOH, грешката в решението за подмяна на батерията е по -малка от 5%, като се избягва отпадъците, причинени от преждевременна подмяна.
Практически инженерни предизвикателства и решения
Проектите с висока надморска височина са изправени пред специални предизвикателства:
1) Тънък въздух засяга разсейването на топлина: На надморска височина 3000 метра плътността на въздуха е само 70% от тази на морското равнище. Решението включва: DREATING PCS (5% коефициент на намаляване на капацитета), засилен дизайн на разсейване на топлина (30% увеличение на зоната на разсейване на топлина);
2) Електрически проблеми, причинени от ниско налягане на въздуха: се използват специални проектирани прекъсвачи (с 20% увеличение на съпротивлението на напрежението) и ключовите части за свързване са запечатани;
3) Силна UV радиация: Повърхността на кутията е покрита с анти UV материал, а кабелите са изработени от устойчиви на атмосферни влияния материали.
Мерки за справяне с екстремни температурни среди:
1) Ниска температурна среда: Инсталирайте електрическа система за отопление (захранване 3-5 kW), за да загреете батерията до над 10 градуса преди зареждане. Използвайки нискотемпературен електролит, поддържайки 80% капацитет при -30 градус;
2) Високотемпературна среда: Охлаждащият капацитет на системата за течно охлаждане се увеличава с 20%, а кутията приема двуслойна изолационна структура. Регулирайте стратегията за зареждане и изхвърляне, за да избегнете пълна работа на мощността през периоди с висока температура.
Решение за зони на слаба електрическа мрежа:
1) Конфигурирайте SVG с 10% -15% капацитет за контрол на THD в рамките на 3%;
2) използване на технологията за виртуална синхронна машина (VSG) за осигуряване на инерционна поддръжка;
3) Оптимизирайте контролната стратегия и ограничете скоростта на промяна на мощността до 5%\/мин.