Складиштење батерија: од захтева МВ/МВх до БЕСС конфигурације

Размотрите хипотетички случај: програмер планира а100 МВ / 400 МВх пројекат складиштења батерија у комуналним размерама. На папиру, захтев изгледа јасно. Али пре избора контејнера за батерије или димензионисања ПЦС-а, још увек треба дефинисати неколико услова пројекта.

Где се мери 400 МВх? Колико употребљиве енергије мора бити доступно током животног века пројекта? Које услове мреже и локације систем треба да испуни?

Користећи овај илустративни пројекат, овај чланак показује како одређивање величине БЕСС-а на скали комуналних услуга прелази са почетног захтева МВ/МВх на практичну конфигурацију система.

Започните са основом дизајна БЕСС-а у скали

A пројекат складиштења батерија у комуналним размерамаобично почиње са потребом за снагом и енергијом. У нашем илустративном случају, циљ је 100 МВ / 400 МВх, што даје номинално трајање складиштења од четири сата: 400 МВх ÷ 100 МВ=4 сати

ТхеАмеричка управа за енергетске информације (ЕИА)дефинише трајање батерије као однос енергетског капацитета у МВх према капацитету снаге у МВ. У пракси, међутим, ова цифра од четири сата је само номинално трајање при називној снази.

Тај прорачун дефинише основни циљ учинка. Још нам не говори колики капацитет батерије треба да буде инсталиран, колико ПЦС треба да буде величине, или колико БЕСС блокова ће бити потребно пројекту.

Пре него што се те одлуке донесу, основа дизајна мора да одговори на неколико практичних питања:

• Да ли се захтев за 400 МВх мери на страни батерије једносмерне струје или на месту испоруке наизменичне струје?
• Колико често ће се систем пунити и празнити?
• Који капацитет још увек мора бити доступан пред крај животног века пројекта?
• Који напон мреже и оперативни захтеви се примењују?
• Који услови локације могу утицати на хлађење, смањење капацитета или распоред?

Ови детаљи су важни јер мењају различите делове дизајна. Строжији захтеви на крају животног века могу повећати капацитет инсталиране батерије. Другачија мрежна веза може да промени конфигурацију ПЦС-а, трансформатора и СН. Високе температуре или ограничен простор на локацији такође могу утицати на избор опреме и распоред.

Дакле, чак и ако су оба пројекта оцењена на 100 МВ / 400 МВх, њихове коначне БЕСС конфигурације можда неће бити исте.

Одредите капацитет батерије који је пројекту заиста потребан

За апројекат складиштења батерија у комуналним размерама, потребни МВх је само почетна тачка за димензионисање батерије. Пројекат од 400 МВх не значи нужно инсталирање тачно 400 МВх капацитета батерије са натписне плочице.

Стварни захтеви зависе од три кључна фактора:

1. Где се мери енергија?

Први корак је дефинисање границе мерења енергије – тачке у систему где се мери потребни МВх.

Захтев за 400 МВх може се односити на:

• Енергија на ДЦ страни батерије - енергија доступна пре конверзије снаге; или
• АЦ испоручена енергија - енергија доступна након конверзије и испоручена ка мрежи.

Ово нису исте основе величине. Ако пројекат мора да испоручи 400 МВх на страни наизменичне струје, батерија такође треба да узме у обзир губитке кроз ПЦС -систем конверзије снагекоји претвара једносмерну батерију у наизменичну струју, трансформатор и друге делове путање напајања.

2. Колико је инсталираног капацитета употребљиво?

Капацитет батерије на натписној плочици није увек једнак корисној енергији пројекта.

БЕСС нормално ради у оквиру дефинисаног СОЦ прозора – дозвољеног радног опсега између минималног и максималног стања напуњености. На корисну енергију могу утицати и:

• Дубина пражњења (ДоД) - колико се капацитета батерије користи током циклуса;
• границе пуњења и пражњења;
• оперативна стратегија;
• температура и системски услови.

Дакле, корисније питање величине није једноставно "Колико је МВх инсталирано?" али "Колико МВх систем може поуздано да испоручи под потребним радним условима?"

3. Који губици и помоћна оптерећења морају бити укључени?

Не стиже сва ускладиштена енергија у мрежу. Нешто се губи током конверзије, док нешто троши сам БЕСС.

Типични сарадници укључују:

• губици ПЦС конверзије;
• губици трансформатора;
• течно хлађењеили ХВАЦ;
• помоћна оптерећења - енергија коју троше пумпе, контроле, расхладна и друга пратећа опрема.

ЕПРИ-јево упутство о БЕСС корисној енергији на сличан начин разликује капацитет инсталиране батерије од енергије која се на крају испоручује на тачки интерконекције, узимајући у обзир губитке једносмерне и наизменичне струје, помоћну потрошњу, радне маргине и деградацију.

За овај пројекат, логика димензионисања је ближа: Потребна испоручива енергија → граница мерења → корисна енергија → губици система и помоћна оптерећења → инсталирани капацитет батерије

Ово утврђујекапацитет на почетку животног века (БОЛ) потребан при пуштању у рад. Коначна величина такође мора да узме у обзир колики капацитет систем треба да задржи током животног века пројекта.

Узмите у обзир деградацију и капацитет батерије на крају радног века

1. Дефинишите услов на крају животног века

Капацитет на крају животног века (ЕОЛ).- Капацитет који се очекује да ће батерија задржати пред крај одређеног животног века пројекта - важан је унос величине.

На пример, оба пројекта могу захтевати 100 МВ / 400 МВх, али њихов почетни инсталирани капацитет може да се разликује ако:

• само један пројекат треба да испуни циљ приликом пуштања у рад;
• други и даље мора да испоручује потребну употребљиву енергију након 10, 15 или 20 година.

Други пројекат може захтевати већи почетни капацитет батерије или планирану стратегију повећања.

2. Размислите како ће батерија радити

Деградација батерије зависи више од старости пројекта. На то утиче и оперативни профил, укључујући:

• фреквенција циклуса - колико често се батерија пуни и празни;
• дубина пражњења (ДоД) - колики капацитет се користи у сваком циклусу;
• СОЦ прозор - дозвољени радни опсег између минималног и максималног стања напуњености;
• брзина пуњења и пражњења;
• радна температура;
• старење календара - губитак капацитета који се јавља током времена чак и када батерија не ради јако.

Два пројекта који користе исту технологију батерија стога могу пратити различите путање деградације ако су њихова циклусна фреквенција, ДоД, СОЦ опсег, температура или стопе пуњења/пражњења различите.

3. Изаберите између почетне величине и повећања

Постоје два уобичајена начина да се узме у обзир будући губитак капацитета:

• Почетно предимензионирање - уградња додатног капацитета батерије на почетку пројекта;
• Повећање – додавање капацитета батерије касније како се оригинални систем деградира.

Прави приступ зависи од животног века пројекта, услова гаранције, доступног простора на локацији, оперативног профила и економије пројекта. Ови фактори такође утичу на шире одлуке о величини и технологији у апројекат складиштења батерија у мрежи.

Из тог разлога, два добављача могу предложити различите инсталиране МВх за исти пројекат од 100 МВ/400 МВх номиналне. Кључ није једноставно који предлог има већи капацитет батерије, већ које претпоставке о деградацији, циљ ЕОЛ-а и стратегија повећања стоје иза тог броја.

Изаберите БЕСС архитектуру пре бројања контејнера

Инскладиштење батерија у услужном обиму, капацитет батерије је само један део конфигурације опреме. Пројектни тим такође треба да одлучи како ће батерија, ПЦС, трансформатор и опрема на мрежи бити интегрисани.

Архитектура контејнера за батерије на страни ДЦ

У ДЦ архитектури, контејнер углавном обезбеђује складиштење енергије батерије. ПЦС, трансформатор и опрема средњег напона су конфигурисани одвојено. Типичан пут напајања је:Контејнер за батерије → Екстерни ПЦС → Трансформатор / СН опрема → Мрежа.

Овај приступ може одговарати пројектима у којима је ЕПЦ већ одабрао ПЦС или где је потребно независно специфицирати батерију, конверзију енергије и опрему на страни мреже.

На пример, Полиновелов контејнер за складиштење батерија на страни једносмерне струје не укључује уграђени ПЦС и дизајниран је да ради са екстерном конверзијом напајања и опремом на страни мреже у складу са захтевима за напон, снагу и међуповезивање пројекта.

Интегрисана контејнерска БЕСС архитектура

Интегрисани систем комбинује више функција унутар сваке БЕСС јединице. У зависности од дизајна, ово може укључивати батерију, ПЦС, ЕМС, управљање топлотом, заштиту од пожара и комуникационе системе. Пут напајања постаје интегрисанији:Интегрисани БЕСС → Трансформатор / МВ интерфејс → Мрежа.

Ово може смањити број интерфејса опреме које треба координирати на лицу места и олакшати понављање истог системског блока у великом пројекту.

Полиновелов БЕСС у контејнерима од 6,25 МВх, на пример, интегрише батерију, ПЦС, ЕМС, течно хлађење, заштиту од пожара и комуникационе системе унутар контејнера од 20 стопа.

Која архитектура одговара пројекту?

Избор зависи од онога што је већ дефинисано на нивоу пројекта:

То је такође разлог зашто сам МВх није довољан за поређењеБЕСС контејнери. Контејнер за једносмерну батерију од 5–6 МВх и интегрисани БЕСС од 5–6 МВх нису еквивалентни производи. Поређење такође треба да узме у обзир снагу ПЦС-а, корисну енергију, опсег напона, обим интеграције, ефикасност и потребну опрему на страни мреже.

За овај пројекат, количину контејнера треба израчунати тек након што је одабрана архитектура система. Батерија МВх се тада може ускладити са потребним капацитетом ПЦС-а и организовати у практичне БЕСС блокове напајања.

Ускладите батерију МВх са ПЦС МВ и БЕСС енергетским блоковима

Батерија МВх и ПЦС МВ представљају различита ограничења дизајна и морају се ускладити на нивоу система:

• Енергија батерије (МВх) - дефинише колико енергије се складишти. Стварна употребљива или испоручива енергија такође зависи од СОЦ прозора, губитака у систему, радних ограничења и договорене тачке мерења.
• ПЦС снага (МВ) - дефинише способност конверзије активне снаге система. Међутим, на нивоу постројења, коначна ПЦС конфигурација такође треба да узме у обзир привидну снагу (МВА), захтеве за реактивну снагу, капацитет трансформатора, тачку интерконекције (ПОИ) и било које смањење у вези са локацијом.

За илустративни пројекат од 100 МВ / 400 МВх, довољно енергије батерије само по себи не гарантује да постројење може испоручити 100 МВ на потребној тачки прикључка на мрежу. ПЦС и опрема на страни наизменичне струје такође морају бити димензионисана тако да испуњавају потребну активну снагу, истовремено подржавајући реактивну снагу пројекта и захтеве мреже.

Температура, надморска висина и други услови на локацији такође могу да смање расположиви излаз ПЦС-а или трансформатора ако се примењује смањење вредности. Из тог разлога, коначни дизајн блока снаге треба проверити у односу на потребне перформансе на ПОИ, а не само на основу ПЦС МВ оцене.

Од контејнера до БЕСС енергетских блокова

На нивоу корисности,контејнери за батеријеретко се сматрају изолованим јединицама. Обично се групишу са конверзијом снаге и опремом на страни мреже у поновљиве БЕСС енергетске блокове - модуларне секције постројења са дефинисаним МВ и МВх рејтингом.

Типичан блок може укључивати: Батеријски систем → ПЦС → Трансформатор → СН разводни уређај

Величина сваког блока зависи од неколико фактора:

• доступна енергија батерије по блоку;
• ПЦС МВ/МВА оцена и опсег једносмерног напона;
• реактивна снага и захтеви ПОИ;
• капацитет трансформатора;
• ограничења каблова и струје;
• смањење температуре или надморске висине;
• захтеви за редундантност;
• распоред локације и стратегија одржавања.

На нивоу пројекта, одабрани енергетски блокови морају заједно задовољити и тражене циљеве МВ и МВх. Додавање батерије МВх може продужити трајање складиштења, али не повећава блок МВ осим ако ПЦС и друга опрема на страни наизменичне струје не подржавају додатну снагу. Коначан број и величина блокова стога зависе и од батерије и од конфигурације ПЦС-а.

100 МВ / 400 МВх Пример: Од циља пројекта до БЕСС конфигурације

За илустративних 100 МВ / 400 МВхскладиштење батерија у услужном обимупројекат, први прорачун је једноставан: 400 МВх ÷ 100 МВ=4 сати

Али ово само дефинише циљну номиналну снагу и енергију. Стварна БЕСС конфигурација добија облик како се сваки услов пројекта потврђује.

Дакле, процес конфигурације се може сажети као: 100 МВ / 400 МВх циљ → енергетска основа → употребљиви и ЕОЛ капацитет →архитектура система→ Димензионисање ПЦС и повер-блока → коначна количина контејнера.

Ако је 400 МВх услов који се испоручује наизменичном струјом, инсталирани капацитет батерије ће обично морати да буде већи од 400 МВх да би се урачунала ограничења употребљиве енергије, губици конверзије и помоћна потрошња. Ако пројекат такође мора да одржава потребну енергију на крају животног века, деградација се мора решити кроз додатни почетни капацитет, будуће повећање или обоје.

Ако се вредност од 400 МВх уместо тога односи на капацитет са натписне плочице на страни батерије на почетку животног века, основа величине ће бити другачија.

Због тога два пројекта са истим главним рејтингом од 100 МВ / 400 МВх могу резултирати различитим инсталираним МВх, бројем контејнера и ПЦС конфигурацијама.

Шта треба да проверите пре финализације БЕСС предлога на нивоу комуналних услуга

Два БЕСС предлога са истом оценом МВ/МВх се и даље могу ослањати на различите претпоставке дизајна. Пре него што упоредите количину или цену опреме, потврдите да су оба предлога заснована на истим захтевима пројекта.

Предлог са више инсталираних МВх није нужно превелик, а предлог са мањим капацитетом није аутоматски ефикаснији. Разлика може доћи из енергетске границе, корисног капацитета, претпоставки о деградацији или обима интеграције.

Кључно је да се сваки предлог упореди на основу истих захтева за перформансе и услова пројекта.

За хипотетички пројекат складиштења батерија капацитета 100 МВ / 400 МВх, МВ и МВх дефинишу циљ, а не коначну БЕСС конфигурацију.

Инсталирани капацитет, димензионисање ПЦС-а, архитектура система, мрежна веза и услови локације морају се узети у обзир заједно.

Планирање аБЕСС пројекат комуналних размера? Поделите своје циљне МВ, МВх, трајање складиштења, напон мреже и услове локације саПолиновел. Наш тим може помоћи у процени капацитета батерије, ПЦС конфигурације и архитектуре система за ваш пројекат.

Контактирајте нас сада