Systeemarchitectuurontwerp en capaciteitsconfiguratieprincipes
Het ontwerp van grootschalige fotovoltaïsche energieopslagsystemen vereist een uitgebreide overweging van meerdere factoren zoals de vraag naar rooster, elektriciteitsstation-eigenschappen en economische voordelen. Een typische systeemarchitectuur kan worden onderverdeeld in twee schema's: DC -zijkoppeling en AC -zijkoppeling, elk met zijn unieke voordelen en toepassingsscenario's.
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%), Batterijbeheersysteem (bemonsteringsperiode<500ms), DC combiner cabinet, etc. After adopting this scheme, the overall system efficiency of a 200MW power station increased by 3.2 percentage points.
De koppelingsarchitectuur voor communicatiezijde is verbonden met het raster via een gemeenschappelijk verbindingspunt (PCC), dat meer geschikt is voor de renovatie van bestaande fotovoltaïsche energiecentrales. Deze architectuur heeft een hogere flexibiliteit en kan onafhankelijk fotovoltaïsche en energieopslagsystemen regelen. Belangrijke apparatuur omvat bidirectionele converters (THD<3%), AC distribution cabinets, synchronous controllers, etc. A 150MW renovation project adopted this plan and completed system integration in just 45 days.
Capaciteitsconfiguratie moet wetenschappelijke principes volgen:
1) Voor het afvlakken van de uitvoerschommelingen wordt aanbevolen om energieopslag te configureren op 15% -25% van de geïnstalleerde fotovoltaïsche capaciteit voor een duur van 1-2 uren. Gegevensanalyse van een krachtcentrale in Xinjiang toont aan dat een configuratie van 20% de volatiliteit met 70% kan verminderen;
2) Bij deelname aan frequentieregulatiediensten moet de capaciteit 3% -5% van de stroomstationuitgang zijn en moet de vereiste van de responssnelheid minder zijn dan 1 seconde. Het Noord -China Power Grid vereist dat de capaciteit van de frequentievoorschriften ten minste 15 minuten wordt gehandhaafd;
3) Peak Valley Arbitrage moet worden bepaald op basis van de lokale elektriciteitsprijscurve, meestal geconfigureerd met 4-6 Hour Energy Storage. Analyse van een project in Guangdong toont aan dat het rendement van de investering van 6- Hour Energy Storage 40% hoger is dan dat van een 2- uurplan.
De simulatie -optimalisatie van een 3 0 0MW fotovoltaïsche elektriciteitscentrale toont aan dat het gebruik van een gemengd configuratieschema van 20%\/2H +5%\/0,5H niet alleen voldoet aan de vereisten voor het verordening van het vermogensrooster, maar ook een optimale economie bereikt. Dit plan verhoogt de jaarlijkse omzet van de elektriciteitscentrale met 23% en behaalt een intern rendement van 16,8%.
Belangrijkste apparatuurselectie en technische parameters
De selectie van batterijsystemen vereist overweging van meerdere technische parameters. De huidige mainstreamkeuze is 280Ah lithium -ijzerfosfaatbatterijcellen, met een volumetrische energiedichtheid van meer dan 400Wh\/L en een gewichtsenergiedichtheid van 180Wh\/kg. De belangrijkste punten van het ontwerpen van batterijpakketten zijn:
1) groeperingsmethode: meestal ontworpen met 1P24S -modules, met een spanningsbereik van 60-86. 4V, elk batterijrek integreert 16-20 modules;
2) Thermisch beheer: het vloeistofkoelsysteem vermindert het temperatuurverschil van de batterij tot minder dan 3 graden, waardoor meer dan 30% energie wordt bespaard in vergelijking met de luchtkoeloplossing. Het stroomsnelheid van koelvloeistof wordt geregeld op 6-8 l\/min, en het temperatuurverschil tussen de inlaat en het uitlaat is minder dan 5 graden;
3) Veiligheidsbescherming: elke module is uitgerust met 3 temperatuurbemonsteringspunten en spanningsdetectielijnen, en de gevoeligheid van de brandbare gasdetector bereikt 1% lel.
Selectie van pc's apparatuur moet aandacht besteden aan:
1) Topologiestructuur: het ontwerp met drie niveaus bereikt een efficiëntie van 99%, wat 0 is 8% hoger dan de structuur met twee niveaus. De grootte van de 500 kW -module is slechts 800 × 600 × 2200 mm;
2) Rasteraanpassingsvermogen: het heeft een spanningsregelbereik van ± 10% en een frequentie -aanpassingsvermogen van 45-65 Hz, Thd<3%;
3) Beschermingsfunctie: standaard eilandbescherming (actietijd<2s), reverse power protection (threshold adjustable), overclocking/underflocking protection, etc.
Belangrijkste punten van het ontwerp van het koelsysteem:
1) De koelcapaciteit van de vloeistofkoelunit is geconfigureerd op 1,2 keer het thermische stroomverbruik van de batterij en een typisch 1MWH -systeem vereist 5-7 kW koelcapaciteit;
2) The pipeline is made of stainless steel material, with a pressure bearing capacity of>0. 6mpa en een stromingsmeternauwkeurigheid van ± 2%;
3) Het besturingssysteem kan het koelvermogen automatisch aanpassen op basis van SOC en temperatuur, en de energiebesparende modus kan het energieverbruik met 40%verminderen.
De gemeten gegevens van apparatuur in een 250 MW -project laten zien dat de totale efficiëntie van het batterijsysteem 92,3%is, met een jaarlijks vervalpercentage van 1,7%; De PCS -conversie -efficiëntie is 98,6%, met een responstijd van 185ms; Het koelsysteem houdt de batterij in het optimale temperatuurbereik (25 ± 3 graden) werken, waardoor de levensduur met 20%wordt verlengd.
Beveiligingsbeveiliging en -bedrijfs- en onderhoudsbeheer
Beveiligingsontwerp vereist de oprichting van een beveiligingssysteem op meerdere niveaus:
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) zijn geïnstalleerd aan de AC -zijde. Het bliksembeveiligingssysteem voldoet aan de vereisten van IEC 62305, met een aardingsweerstand van<4 Ω;
2) Batterijveiligheid: het aannemen van een beschermingsarchitectuur met drie niveaus (Cell → Module → Systeem), de overbelastingsbeveiligingsdrempel is 3,65V ± 0. 0 5V en de drempel van de overdekbare bescherming is 2.5V ± 0,05V. Het waarschuwingssysteem voor thermische weggelopen kan 30 minuten van tevoren een alarm afgeven;
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 uur.
De functies van het werkings- en onderhoudsbeheersysteem omvatten:
1) Statusbewaking: realtime verzameling van gegevens uit meer dan 2000 monitoringpunten met een verversingssnelheid van 100 ms. Battery Health (SOH) beoordelingsfout<3%;
2) Foutdiagnose: de diagnostische motor op basis van expertsystemen kan 98% van de gemeenschappelijke fouten met de nauwkeurigheid van de positioneringsniveau van componenten identificeren;
3) Voorspellend onderhoud: het voorspellen van de resterende levensduur van apparatuur door middel van machine learning, het plannen van onderhoud drie maanden van tevoren en het verminderen van niet -geplande downtime met 70%.
Uit de bedienings- en onderhoudsgegevens van een bepaald project blijkt dat het intelligente werking- en onderhoudssysteem MTTR verlaagt van 8 uur tot 2,5 uur en de werking- en onderhoudskosten met 40%vermindert. Door precieze SOH -evaluatie is de beslissingsfout van de batterijvervangingsvervanging minder dan 5%, waardoor afval wordt vermeden veroorzaakt door voortijdige vervanging.
Praktische technische uitdagingen en oplossingen
Projecten op grote hoogte staan voor speciale uitdagingen:
1) Dunne lucht beïnvloedt de warmtedissipatie: op een hoogte van 3000 meter is de luchtdichtheid slechts 70% van die op zeeniveau. De oplossing omvat: PCS Derating (5% capaciteitsreductiefactor), verbeterde warmtedissipatieontwerp (30% toename in warmtedissipatiegebied);
2) elektrische problemen veroorzaakt door lage luchtdruk: speciale ontworpen stroomonderbrekers (met een toename van 20% in spanningsweerstand) worden gebruikt en belangrijke verbindingsonderdelen worden afgesloten;
3) Sterke UV -straling: het oppervlak van de doos is bedekt met anti UV -materiaal en de kabels zijn gemaakt van weerbestendige materialen.
Maatregelen om het hoofd te bieden met extreme temperatuuromgevingen:
1) Lage temperatuuromgeving: installeer een elektrisch verwarmingssysteem (vermogen 3-5 kW) om de batterij voor meer dan 10 graden voor te verwarmen voordat u wordt opgeladen. Met behulp van lage-temperatuur elektrolyt, met een capaciteit van 80% bij -30 diploma;
2) Hoge temperatuuromgeving: de koelcapaciteit van het vloeistofkoelsysteem neemt toe met 20%en de doos neemt een dubbele laag isolatiestructuur aan. Pas de oplaad- en ontlaadstrategie aan om de werking van de volledige stroom tijdens hoge temperatuurperioden te voorkomen.
Oplossing voor zwakke stroomroostergebieden:
1) configureren SVG met 10% -15% capaciteit om THD binnen 3% te regelen;
2) gebruik van virtuele synchrone machine (VSG) -technologie om traagheidsondersteuning te bieden;
3) Optimaliseer de besturingsstrategie en beperk de stroomveranderingssnelheid tot binnen 5%\/min.