Transformatoroplossingen voor batterij-energieopslagsystemen (BESS)
Bij het specificeren van de elektrische infrastructuur voor een batterijenergieopslagproject van 100 MW / 200 MWh is een veel voorkomende misvatting dat de transformatorkwaliteit rechtstreeks aan de batterijcapaciteit wordt gekoppeld.Terwijl MW de piekproductie bepaalt en MWh de totale energie volgtGeen van beide cijfers bepaalt wat je step-up transformer eigenlijk moet verwerken.
De grootte van de transformator is volledig afhankelijk van de uitgang van het Power Conversion System (PCS), de vereisten voor thermische overbelasting en de belastingen van de hulpinstallatie.Om het goed te krijgen moet de krachtelektronica worden afgestemd op de realiteit van het middenspanningsnet door middel van standaard elektrische rekeningen..
Een BESS op utility-schaal integreert elektrochemische energieopslag met vermogenselektronica en netinfrastructuur.
- DC-generatie:Batterijrekken slaan elektrische energie op in de vorm van gelijkstroom (DC).
- Vermogen omzetten:Het Power Conversion System (PCS) fungeert als een tweerichtingsomvormer en zet gelijkstroom tijdens het ontladen om in wisselstroom (AC) en wisselstroom terug in gelijkstroom tijdens de oplaadcycli.
- Spanningstransformatie:Omdat de laagspannings-AC-uitgang van de PCS (meestal tussen 600 V en 1.000 V) niet rechtstreeks aan distributie- of transmissielinjen kan worden gekoppeld,de BESS-transformator verhoogt de spanning naar het middenspanningsverzamelnet (10 kV tot 35 kV).
De stroomstroom is volledig tweerichtings. Tijdens het opladen beweegt de stroom van het net door de transformator naar de batterijstapels; tijdens het ontladen keert de richting om.De transformator moet aan deze dynamische thermische en elektrische verschuivingen voldoen zonder de betrouwbaarheid van het systeem in gevaar te brengen.
De BESS-elektrische architectuur is gebaseerd op verschillende transformatorcategorieën, afhankelijk van de vraag of de apparatuur primaire energie-export of interne installatielasten verwerkt.
Vloeistofgevulde eenheden, met inbegrip van driefasige transformatoren, zijn de standaardkeuze voor PCS-step-uptoepassingen.Installatie buiten op betonnen pads binnen modulaire of op schuif gemonteerde omvormers, deze transformatoren beheren de primaire vermogensomzetlaag.
- laagspanningszijde:Direct verbindt met de PCS-uitgangsterminals via busbars of zware kabels.
- Hoogspanningszijde:Verbindingen met het middenspanningsinstallatieverzamelnetwerk.
- Configuraties:Verkrijgbaar in verschillende capaciteiten, spanningsklassen en wikkeling, vaak met behulp van radial-feed of loop-feed schakelconfiguraties om aan de layout eisen te voldoen.
In een BESS-omhulsel of e-house dienen transformatoren van het droge type niet voor de export van primaire energie, maar voor de Bilance of Plant (BOP) en de interne behoeften van de installatie.bijbehorende belastingen vereisen een speciale lage-spanningsdistributie voor:
- Verwarming, ventilatie en airconditioning (HVAC).
- vloeistofkoeling of actief thermisch beheer voor batterijrekken.
- Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA), brandbestrijding en bewakingspanelen.
- Interne beveiligingsverlichting en stroomvoorziening.
Hulptransformatoren voldoen aan deze lokale hulpbelastingen door de middelspanning of de onderverdelingspanning te verlagen tot standaard lage spanningsniveaus (480 V of 208 V).
Het specificeren van een BESS-transformer vereist het evalueren van verschillende onderling verbonden elektrische parameters die uniek zijn voor energieopslagcycli.variërend van vroegtijdige thermische veroudering en lokale oververhitting tot storingen van veldapparatuur.
| Evaluatiefactor | Primaire technische overwegingen | Critical Engineering Pain Point & Risk indien verkeerd berekend |
|---|---|---|
| 1. Capaciteit & PCS Output | PCS-nominale schijnbare vermogen (kVA/MVA) en reactieve vermogen. | Afwijkingen in capaciteit (onderdimensionaliteit of overdimensionaliteit):Het selecteren van een transformator die uitsluitend op de batterij MWh is gebaseerd, zonder rekening te houden met de dynamische PCS-uitgang, kan leiden tot thermische overbelasting tijdens pieklading of -ontlading.Een overgrote eenheid kan onnodige investeringen in apparatuur vergroten en tot hogere verliezen bij leegstand leiden. |
| 2Spanningsverhouding | Inverter wisselstroom-uitgangsspanning versus middenspanningsverzamelnetwerk op het terrein. | Spanningsverschil en onvoldoende bereik van de kraan:Onjuiste spanningsmatching kan ervoor zorgen dat de spanning aan de wisselstroomzijde van de PCS buiten het toegestane werkbereik valt, de reguleringsmarge van de omvormer en de beschikbare uitvoercapaciteit verminderen,en frequente spanningsgerelateerde alarmen of storingsacties veroorzaken. |
| 3Harmonie & Verlies | Niet-lineaire schakelprocessen in vermogenselektronische apparatuur genereren harmonische stromen. | Oncontroleerbare warme punten van het draaien en losse verliezen:Harmonische stromen die door de PCS worden gegenereerd, verhogen extra wikkelverliezen en verdwaalde verliezen in structurele onderdelen, wat leidt tot gelokaliseerde hotspots en een hogere temperatuurstijging.Het niet beoordelen van de capaciteit van de transformator onder niet-consinoïdale belasting kan de veroudering van de isolatie versnellen en de levensduur van de transformator verkorten.. IEEE C57.110 kan worden gebruikt als referentie voor de evaluatie, waarbij waar nodig een capaciteitsbeoordeling wordt overwogen. |
| 4Impedantie en vectorgroep | Kortsluitingsimpedantie (Z%) en faseverschuiving (bv. Dyn11). | Overmatige storingstroom en problemen met de aansluiting op het net:Een onjuiste selectie van de impedantie heeft gevolgen voor de stroomniveaus van de kortsluiting en de coördinatie van de bescherming.Het kan schakelapparatuur blootstellen aan storingstromen die verder gaan dan de ontwerpclassificatie of ervoor zorgen dat de beschermingsrelais niet correct werktIn systemen met parallelle transformatoren of meerdere omvormerblokken, mismatched vectorgroepen, fase relaties,of aarding kan ook leiden tot circulerende stromen of coördinatieproblemen met de bescherming tegen nulreeks. |
Deze parameters moeten worden gecontroleerd op basis van de gegevens van de leverancier van PCS, de nettoaanbindingsomstandigheden van het project en het werkelijke bedrijfsprofiel.Impedantie, en wikkelverbindingsconfiguratie.
Winley levert ingenieurstechnische transformatorconfiguraties die zijn ontworpen om te voldoen aan de strenge eisen van moderne BESS-architecturen.
Gebouwd voor outdoor PCS-integratie en middelvoltage-step-up-toepassingen:
- Verkrijgbaar met koperen of aluminium opties.
- a. met een vermogen van meer dan 50 W;
- Gecertificeerde modellen die zijn afgestemd op de toepasselijke UL/cUL-normen binnen specifieke productiegebieden.
- Performance-bereik
- U.S. UL-gecertificeerde modellen:De capaciteit bedraagt 455.000 kVA, hoogspanningsclassificaties vanaf 2636 kV en laagspanningsclassificaties vanaf 0,11,5 kV.
- Canadaanse gecertificeerde modellen:De capaciteit bedraagt 75 ∼3.000 kVA, hoge spanningen vanaf 26 ∼36 kV en lage spanningen vanaf 0,1 ∼1,5 kV.
Winley Electric biedt veelzijdige driefasige droge transformatoroplossingen op maat voor BESS-hulpverspreiding, voor zowel middelspannings- als laagspanningstoepassingen.
-
Middenspannings-VPI-eenheden:Tot 25 MVA en 34,5 kV, met isolatie van klasse H/R, koelmodus AN/AF en UL-erkende isolatiesystemen van 220°C.
-
Eenheden van het droge type met lage spanning:Met een spanning van 0,5 ∼ 1 500 kVA met een nominale spanning van 110 tot 600 Vac, verkrijgbaar in flexibele koperen of aluminium wikkeling.
-
Gecertificeerde betrouwbaarheid:Uitgerust met UL-gecertificeerde laagspanningsmodellen en UL-gecertificeerde isolatiesystemen ter ondersteuning van de strenge naleving van Noord-Amerikaanse projecten.
Om een snelle evaluatie en nauwkeurige technische afmeting voor uw opslagproject te garanderen, kunt u de volgende parameters voorbereiden wanneer u een offerte van Winley aanvraagt:
- PCS nominale uitgangsvermogen (kW of kVA)
- PCS wisselstroomuitgangsspanning
- Verplichte aansluitingsspanning aan de netzijde met middelmatige spanning
- Nominale capaciteit van de transformator (kVA / MVA)
- Bedrijfsvermogenfactor en reactievermogenvereisten
- Totaal aantal PCS-eenheden of omvormerslijpen per transformatorblok
- Harmonisch spectrum of totale harmonische vervorming (THD) gegevens, indien beschikbaar
- Installatieomgeving (e-house binnen, padmontage buiten of kust/harde omstandigheden)
- Toepasselijke regionale normen en certificeringseisen (bijv. UL, IEEE, CSA)
De keuze van de juiste transformator zorgt ervoor dat een batterij-energieopslagsysteem efficiënt en veilig functioneert en voldoet aan de toepasselijke eisen inzake netverbinding.Impedantie, en isolatieklassen met PCS-uitgang en hulpvermogen, kunnen projectontwikkelaars de operationele risico's verminderen en de levenscyclusprestaties optimaliseren.
Om uw toekomstige energieopslagprojectvereisten te bespreken of om een aangepaste transformatorspecificatiebeoordeling te vragen, neem dan contact op met het Winley-techniekteam.
