Giải pháp máy biến áp cho hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS)
Khi xác định cơ sở hạ tầng điện cho một dự án lưu trữ năng lượng pin 100 MW / 200 MWh, một quan niệm sai lầm phổ biến là gắn xếp hạng biến áp trực tiếp với công suất pin.Trong khi MW xác định sản lượng đỉnh và MWh theo dõi tổng năng lượng, không có con số nào quyết định những gì bộ biến áp bước lên của bạn thực sự cần xử lý.
Kích thước biến áp được điều khiển hoàn toàn bởi đầu ra hệ thống chuyển đổi điện (PCS), yêu cầu quá tải nhiệt và tải thiết bị phụ trợ.Để làm đúng điều đó đòi hỏi phải kết hợp điện tử công suất với thực tế lưới điện áp trung bình thông qua các tính toán kỹ thuật điện tiêu chuẩn.
Một BESS quy mô tiện ích tích hợp lưu trữ năng lượng điện hóa với điện tử điện và cơ sở hạ tầng lưới điện.
- DC Generation:Các thùng pin lưu trữ và xả năng lượng điện dưới dạng dòng điện liên tiếp (DC).
- Chuyển đổi năng lượng:Hệ thống chuyển đổi điện (PCS) hoạt động như một biến tần hai chiều, chuyển đổi DC thành điện xoay (AC) trong quá trình xả và AC trở lại DC trong các chu kỳ sạc.
- Biến điện áp:Bởi vì đầu ra điện áp thấp từ PCS (thường dao động từ 600V đến 1.000V) không thể kết nối trực tiếp với các đường dây phân phối hoặc truyền tải,Bộ biến áp BESS tăng cường điện áp để phù hợp với lưới thu thập điện áp trung bình (10 kV đến 35 kV).
Dòng điện là hoàn toàn hai chiều. Trong khi sạc, điện di chuyển từ lưới thông qua bộ biến áp xuống các bộ sạc; trong khi xả, hướng đảo ngược.Máy biến áp phải phù hợp với những thay đổi nhiệt và điện động mà không ảnh hưởng đến độ tin cậy của hệ thống.
Kiến trúc điện BESS dựa trên các loại biến áp khác nhau tùy thuộc vào thiết bị xử lý xuất điện chính hoặc tải trọng cơ sở nội bộ.
Các đơn vị chứa chất lỏng, bao gồm cả các bộ biến áp ba pha, là sự lựa chọn tiêu chuẩn cho các ứng dụng PCS step-up.Được lắp đặt ngoài trời trên các tấm bê tông trong các trạm biến tần mô-đun hoặc gắn trượt, các bộ biến áp này quản lý tầng chuyển đổi năng lượng chính.
- Phía điện áp thấp:Liên kết trực tiếp với các đầu cuối đầu ra PCS thông qua các thanh bus hoặc cáp hạng nặng.
- Phía điện áp cao:Kết nối với mạng lưới thu thập điện áp trung bình.
- Cấu hình:Có sẵn trong các dung lượng khác nhau, lớp điện áp và sắp xếp cuộn, thường sử dụng cấu hình chuyển đổi cấp quang hoặc cấp vòng để phù hợp với nhu cầu bố trí.
Các bộ biến áp loại khô phục vụ nhu cầu cân bằng nhà máy (BOP) và nhu cầu nội bộ của cơ sở thay vì xuất năng lượng chính.tải phụ trợ đòi hỏi phân phối điện áp thấp dành riêng cho:
- Hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC).
- Chuỗi làm mát chất lỏng hoặc quản lý nhiệt hoạt động cho giá pin.
- Kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA), chữa cháy và bảng điều khiển.
- Đèn bảo mật nội bộ và nguồn điện điều khiển.
Các bộ biến áp phụ trợ phù hợp với các tải phụ trợ địa phương này, giảm điện áp trung bình hoặc điện áp phân phối phụ xuống mức điện áp thấp tiêu chuẩn (480 V hoặc 208 V).
Xác định một bộ biến áp BESS đòi hỏi phải đánh giá một số thông số điện liên kết riêng biệt cho các chu kỳ hoạt động lưu trữ năng lượng.từ lão hóa nhiệt sớm và quá nóng tại chỗ đến lỗi thiết bị thực địa.
| Nguyên nhân đánh giá | Xét nghiệm kỹ thuật chính | Điểm đau và rủi ro kỹ thuật quan trọng nếu tính toán sai |
|---|---|---|
| 1. Capacity & PCS Output | Công suất hiển thị (kVA/MVA) và khả năng điện phản ứng PCS. | Sự không phù hợp của công suất (được giảm hoặc tăng quy mô):Chọn một biến áp chỉ dựa trên pin MWh, mà không xem xét công suất động của PCS, có thể dẫn đến quá tải nhiệt trong điều kiện sạc hoặc xả cao điểm.Một đơn vị quá lớn có thể làm tăng đầu tư thiết bị không cần thiết và có thể dẫn đến tổn thất không tải cao hơn. |
| 2Tỷ lệ điện áp | Inverter điện áp đầu ra AC so với mạng thu thập điện áp trung bình tại chỗ. | Không phù hợp điện áp và không đủ phạm vi vòi:Khớp điện áp không phù hợp có thể khiến điện áp phía AC của PCS rơi ra ngoài phạm vi hoạt động được phép, làm giảm biên điều chỉnh của biến tần và khả năng đầu ra có sẵn,và kích hoạt các báo động liên quan đến điện áp thường xuyên hoặc các lỗi. |
| 3. Harmonics & Losses | Các quá trình chuyển mạch phi tuyến tính trong thiết bị điện tử công suất tạo ra dòng điện hài hòa. | Các điểm nóng không kiểm soát được và các tổn thất lạc:Dòng điện hài hòa được tạo ra bởi PCS làm tăng tổn thất cuộn thêm và tổn thất lạc trong các bộ phận cấu trúc, dẫn đến các điểm nóng địa phương và tăng nhiệt độ cao hơn.Việc không đánh giá khả năng biến áp dưới tải không phù hợp có thể tăng tốc độ lão hóa cách nhiệt và rút ngắn tuổi thọ của biến áp. IEEE C57.110 có thể được sử dụng như một tham chiếu để đánh giá, với việc đánh giá dung lượng nếu cần thiết. |
| 4. Impedance & Vector Group | Kháng mạch ngắn (Z%) và thay đổi pha (ví dụ: Dyn11). | Các vấn đề về dòng lỗi quá mức và kết nối lưới điện:Lựa chọn trở ngại không chính xác ảnh hưởng đến mức điện mạch ngắn và sự phối hợp bảo vệ.Nó có thể tiếp xúc thiết bị chuyển mạch với dòng lỗi vượt quá chỉ số thiết kế của nó hoặc làm cho các dây chuyền bảo vệ hoạt động không chính xácTrong các hệ thống có bộ biến áp song song hoặc nhiều khối biến tần, các nhóm vector không phù hợp, mối quan hệ pha,hoặc các thiết bị nối đất cũng có thể gây ra các dòng lưu thông hoặc các vấn đề phối hợp bảo vệ chuỗi không. |
Các thông số này nên được kiểm tra với dữ liệu của nhà cung cấp PCS, điều kiện kết nối lưới dự án và hồ sơ hoạt động thực tế.trở ngại, và cấu hình kết nối cuộn dây.
Winley cung cấp các cấu hình biến áp được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của kiến trúc BESS hiện đại.
Được xây dựng cho tích hợp PCS ngoài trời và các ứng dụng tăng áp trung bình:
- Có sẵn với các tùy chọn cuộn đồng hoặc nhôm.
- Được cấu hình cho các hệ thống phân phối truyền quang hoặc truyền vòng.
- Các mô hình được chứng nhận phù hợp với các tiêu chuẩn UL/cUL áp dụng trong phạm vi sản xuất cụ thể.
- Phạm vi hiệu suất:
- Mô hình được chứng nhận UL của Hoa Kỳ:Năng lượng trải dài từ 45 ‰ 5.000 kVA, điện áp cao từ 26 ‰ 36 kV và điện áp thấp từ 0,1 ‰ 1,5 kV.
- Mô hình được chứng nhận tại Canada:Năng lượng trải dài từ 75~3.000 kVA, điện áp cao từ 26~36 kV và điện áp thấp từ 0,1~1,5 kV.
Winley Electric cung cấp các giải pháp biến áp loại khô ba pha linh hoạt được thiết kế riêng cho phân phối điện phụ trợ BESS, bao gồm cả các ứng dụng điện áp trung bình và điện áp thấp.
-
Các đơn vị VPI điện áp trung bình:Giới hạn lên đến 25 MVA và 34,5 kV, có cách điện lớp H / R, chế độ làm mát AN / AF và hệ thống cách điện 220 ° C được công nhận bởi UL.
-
Các đơn vị kiểu khô điện áp thấp:Bao gồm 0,5 ∼1,500 kVA với điện áp từ 110 Vac đến 600 Vac, có sẵn trong cấu hình cuộn đồng hoặc nhôm linh hoạt.
-
Chứng nhận độ tin cậy:Được trang bị các mô hình điện áp thấp được chứng nhận bởi UL và các hệ thống cách nhiệt được công nhận bởi UL để hỗ trợ tuân thủ dự án Bắc Mỹ nghiêm ngặt.
Để đảm bảo đánh giá nhanh chóng và kích thước kỹ thuật chính xác cho dự án lưu trữ của bạn, vui lòng chuẩn bị các thông số sau đây khi yêu cầu báo giá từ Winley:
- Công suất đầu ra bình thường PCS (kW hoặc kVA)
- Điện áp đầu ra AC PCS
- Điện áp kết nối mặt lưới áp suất trung bình yêu cầu
- Công suất định lượng của bộ biến áp (kVA / MVA)
- Các yêu cầu về yếu tố công suất hoạt động và công suất phản ứng
- Tổng số đơn vị PCS hoặc trượt biến tần trên mỗi khối biến áp
- Dữ liệu phổ hài hòa hoặc tổng biến dạng hài hòa (THD), nếu có sẵn
- Môi trường lắp đặt (nhà điện trong nhà, ngoài trời gắn đệm, hoặc bờ biển / điều kiện khắc nghiệt)
- Các tiêu chuẩn và yêu cầu chứng nhận khu vực áp dụng (ví dụ: UL, IEEE, CSA)
Chọn bộ biến áp phù hợp đảm bảo rằng một hệ thống lưu trữ năng lượng pin hoạt động hiệu quả, an toàn và đáp ứng các yêu cầu liên kết lưới áp dụng.trở ngại, và các lớp cách điện với công suất PCS và nhu cầu điện phụ trợ, các nhà phát triển dự án có thể giảm rủi ro hoạt động và tối ưu hóa hiệu suất vòng đời.
Để thảo luận về yêu cầu dự án lưu trữ năng lượng sắp tới của bạn hoặc yêu cầu xem xét thông số kỹ thuật biến áp tùy chỉnh, hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật Winley.
