Järjestelmäarkkitehtuurin suunnittelu ja kapasiteetin määritysperiaatteet
Suuren mittakaavan aurinkosähköenergian varastointijärjestelmien suunnittelu vaatii kattavaa huomiota useiden tekijöiden, kuten ruudukon kysynnän, voimalaitoksen ominaisuuksien ja taloudellisten hyötyjen, tarkasteluun. Tyypillinen järjestelmäarkkitehtuuri voidaan jakaa kahteen järjestelmään: DC -sivukytkentä ja vaihtovirta -kytkentä, jokaisella on ainutlaatuiset edut ja sovellusskenaariot.
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%), akunhallintajärjestelmä (näytteenottokausi<500ms), DC combiner cabinet, etc. After adopting this scheme, the overall system efficiency of a 200MW power station increased by 3.2 percentage points.
Viestintäpuolen kytkentäarkkitehtuuri on kytketty verkkoon yhteisen yhteyspisteen (PCC) kautta, joka sopii paremmin olemassa olevien aurinkosähkövoimalaitosten kunnostamiseen. Tällä arkkitehtuurilla on suurempi joustavuus ja se voi itsenäisesti hallita aurinkosähkö- ja energian varastointijärjestelmiä. Tärkeimmät laitteet sisältävät kaksisuuntaiset muuntimet (THD<3%), AC distribution cabinets, synchronous controllers, etc. A 150MW renovation project adopted this plan and completed system integration in just 45 days.
Kapasiteetin kokoonpano on noudatettava tieteellisiä periaatteita:
1) Lähtövaihteluiden tasoittamiseksi on suositeltavaa määrittää energian varastointi 15% -25% asennetusta aurinkosähkökapasiteetista 1-2 tunnin ajan. Xinjiangin voimalaitoksen data -analyysi osoittaa, että 20%: n kokoonpano voi vähentää haihtuvuutta 70%;
2) Osallistuessaan taajuuden sääntelypalveluihin kapasiteetin tulisi olla 3% -5% voimalaitoksen ulostulosta, ja vastauksen nopeuden vaatimuksen tulisi olla alle 1 sekunti. Pohjois -Kiinan sähköverkko vaatii, että taajuuden sääntelykapasiteetti ylläpidetään vähintään 15 minuutin ajan;
3) Peak Valley -välitys on määritettävä paikallisen sähkön hintakäyrän perusteella, joka on yleensä määritetty 4-6 tunnin energian varastointia. Hankkeen analyysi Guangdongissa osoittaa, että 6- tunnin energian varastointi sijoituksen tuottoaste on 40% korkeampi kuin 2- tunnin suunnitelma.
3 0 0MW: n aurinkosähkön voimalaitoksen simulaation optimointi osoittaa, että sekoitetun kokoonpanojärjestelmän ottaminen 20%\/2H +5%\/0,5H ei vain täytä sähköverkkojen taajuussäännöksen vaatimuksia, vaan myös saavuttaa optimaalisen talouden. Suunnitelma lisää voimalaitoksen vuotuisia tuloja 23% ja saavuttaa sisäisen tuottoprosentin 16,8%.
Avainlaitteiden valinta ja tekniset parametrit
Akkujärjestelmien valinta vaatii useita teknisiä parametreja. Nykyinen valtavirran valinta on 280AH -litiumrautafosfaatti -akkukennot, joiden tilavuus energiatiheys on yli 400 wh\/l ja painonenergian tiheys 180wh\/kg. Akun suunnittelun tärkeimpiä kohtia ovat:
1) Ryhmittelumenetelmä: Tyypillisesti suunniteltu 1P24S -moduuleilla, joiden jännitealueella on 60-86. 4V, jokainen akkuteline integroi 16-20 moduulit;
2) Lämpöhallinta: Nestemäinen jäähdytysjärjestelmä vähentää akun lämpötilaeron alle 3 asteeseen, mikä säästää yli 30% energiaa verrattuna ilmajäähdytysliuokseen. Jäähdytysnesteen virtausnopeutta säädetään 6-8 l\/min, ja lämpötilaero sisääntulon ja poistoaukon välillä on alle 5 astetta;
3) Turvallisuussuojaus: Jokainen moduuli on varustettu 3 lämpötilan näytteenottopisteellä ja jännitteen havaitsemisviivoilla, ja palavan kaasuilmaisimen herkkyys saavuttaa 1% LEL.
PCS -laitteiden valinnan tulisi kiinnittää huomiota:
1) Topologinen rakenne: Kolmitasoinen muotoilu saavuttaa 99%: n tehokkuuden, joka on 0. 8% korkeampi kuin kaksitasoinen rakenne. 500 kW: n moduulin koko on vain 800 × 600 × 2200 mm;
2) Ruudukon sopeutumiskyky: Sen jännitesäätelyalue on ± 10% ja 45-65 Hz: n taajuuden sopeutumiskyky, THD<3%;
3) Suojaustoiminto: Tavallinen saarien suojaus (toiminta -aika<2s), reverse power protection (threshold adjustable), overclocking/underflocking protection, etc.
Jäähdytysjärjestelmän suunnittelun tärkeimmät kohdat:
1) Nestemäisen jäähdytysyksikön jäähdytyskapasiteetti on määritetty 1,2 -kertaisesti akun lämpövirrankulutukseen, ja tyypillinen 1MWh -järjestelmä vaatii 5-7 kW jäähdytyskapasiteettia;
2) The pipeline is made of stainless steel material, with a pressure bearing capacity of>0. 6MPA ja virtausmittarin tarkkuus ± 2%;
3) Ohjausjärjestelmä voi säätää jäähdytystehoa automaattisesti SOC: n ja lämpötilan perusteella, ja energiansäästötila voi vähentää energiankulutusta 40%.
Laitteiden mitatut tiedot 250 MW: n projektissa osoittavat, että akkujärjestelmän kokonaistehokkuus on 92,3%, vuotuinen rappeutumisaste 1,7%; PCS -muuntamistehokkuus on 98,6%, vasteaika 185 ms; Jäähdytysjärjestelmä pitää akun toimivan optimaalisella lämpötila -alueella (25 ± 3 astetta), pidentäen sen käyttöikää 20%.
Turvasuojaus ja käyttö sekä ylläpidon hallinta
Turvallisuussuunnittelu vaatii monitasoisen suojajärjestelmän perustamisen:
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) asennetaan vaihtovirtaan. Salamasuojausjärjestelmä täyttää IEC 62305: n vaatimukset, joiden maadoitusvastus on<4 Ω;
2) Akun turvallisuus: Kolmen tason suojausarkkitehtuurin (solu → moduuli → järjestelmä) käyttöönotto, ylikuormitussuojauskynnys on 3,65 V ± 0. 0 5V ja ylikuormitussuojauskynnys on 2,5 V ± 0,05 V. Lämpökarkattu varoitusjärjestelmä voi antaa hälytyksen 30 minuuttia etukäteen;
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 tunti.
Käyttö- ja huoltohallintajärjestelmän toiminnot sisältävät:
1) Tilanvalvonta: Reaaliaikaisen tietojen kerääminen yli 2000 valvontapisteestä, jonka virkistysnopeus on 100 ms. Akun terveys (SOH) -arviointivirhe<3%;
2) Vikadiagnoosi: Asiantuntijajärjestelmiin perustuva diagnostinen moottori voi tunnistaa 98% yleisistä vikoista, joilla on komponenttitason paikannustarkkuus;
3) Ennustava huolto: Jäljellä olevan laitteiden elinkaaren ennustaminen koneoppimisen kautta, ylläpidon aikataulut kolme kuukautta etukäteen ja suunnittelemattomien seisokkien vähentäminen 70%.
Tietyn projektin käyttö- ja huoltotiedot osoittavat, että älykäs käyttö- ja huoltojärjestelmä vähentää MTTR: ää 8 tunnista 2,5 tuntiin ja vähentää käyttö- ja ylläpitokustannuksia 40%. Akun vaihtopäätösvirhe on tarkan SOH -arvioinnin avulla alle 5%, mikä välttää ennenaikaisen vaihdon aiheuttamat jätteet.
Käytännön tekniikan haasteet ja ratkaisut
Korkeat projektit kohtaavat erityisiä haasteita:
1) Ohut ilma vaikuttaa lämmön hajoamiseen: 3000 metrin korkeudessa ilman tiheys on vain 70% merenpinnan tasosta. Ratkaisu sisältää: PC: t, jotka ovat saaneet (5% kapasiteetin vähentämiskerroin), parannetun lämmön hajoamisen suunnittelu (30%: n lisääntyminen lämmön hajoamisalueella);
2) Alhaisen ilmanpaineen aiheuttamat sähköongelmat: Käytetään erityisiä suunniteltuja katkaisijoita (20%: n lisääntymisellä jännitekestävyydessä) ja avainliitäntäosat suljetaan;
3) Vahva UV -säteily: laatikon pinta on päällystetty anti -UV -materiaalilla, ja kaapelit on valmistettu säänkestävästä materiaalista.
Mittaukset äärimmäisten lämpötilaympäristöjen selviytymiseksi:
1) Matalan lämpötilan ympäristö: Asenna sähköinen lämmitysjärjestelmä (teho 3-5 kW) akun esilämmittämiseksi yli 10 asteen ennen lataamista. Käyttämällä matalan lämpötilan elektrolyyttiä, pitäen 80% kapasiteettia -30 asteessa;
2) Korkean lämpötilan ympäristö: Nestemäisen jäähdytysjärjestelmän jäähdytyskapasiteetti kasvaa 20%ja laatikko ottaa kaksikerroksisen eristysrakenteen. Säädä lataus- ja purkamisstrategia, jotta vältetään täyden tehon käyttöä korkean lämpötilan aikana.
Ratkaisu heikoille sähköverkkoalueille:
1) Määritä SVG 10% -15%: lla hallita THD 3%: n sisällä;
2) virtuaalisen synkronisen koneen (VSG) tekniikan käyttäminen hitaustuen aikaansaamiseksi;
3) Optimoi ohjausstrategia ja rajoita tehonmuutosaste 5%: iin\/min.