این بررسی پروژه توسط مهندسانی که سیستم را طراحی و راه اندازی کرده اند نوشته شده است. توضیح می‌دهد که چرا این سیستم ذخیره‌سازی انرژی باتری به این شکل ساخته شده است: نمایه بار مشتری چگونه به نظر می‌رسد، چرا منبع موجود دیگر راحت نیست، اندازه C&I ESS چگونه بوده و پس از وارد شدن به سرویس چه تغییری کرده است.
مشتری یک شرکت تولید فلز در یک پارک صنعتی در استان بین دوونگ، ویتنام است. آنها قطعات ورق فلزی دقیق، قطعات برش لیزری و مجموعه های جوش داده شده برای HVAC و OEMهای آسانسور، عمدتاً برای صادرات، تولید می کنند. این کارخانه دو شیفت تولید را از دوشنبه تا شنبه اجرا می کند، با یک شیفت شب کوچکتر در خطوط جوشکاری. پایه تجهیزات شامل دستگاه های پانچ CNC و برش لیزری، پرس ترمز، سلول های جوشکاری رباتیک، خط پوشش پودری و سیستم هوای فشرده متمرکز است.
ما ابتدا بعد از اینکه مشتری پیشنهادی برای ارتقاء ترانسفورماتور دریافت کرد و خواستار نظر دوم شد، بازدید کردیم. ممیزی که پس از آن اساس پروژه ذخیره سازی شد.
ما با ثبت بار واقعی کارخانه شروع کردیم. یک آنالایزر موقت قدرت در سمت ولتاژ پایین ترانسفورماتور اصلی سه هفته داده، شامل دو هفته کامل تولید را ثبت کرد.
در طول شیفت صبح، بار در 450-650 کیلو وات قرار داشت، پس از ناهار بالا می رفت و بین ساعت 13:30 تا 16:30، زمانی که ماشین های CNC، پرس ترمز، کمپرسورها و کوره پوشش با هم کار می کردند، به اوج خود رسید. بالاترین میانگین 15 دقیقه ای ثبت شده در حدود 980 کیلووات بود، در مقابل میانگین بار روزانه تقریباً 620 کیلووات - شکافی بسیار گسترده تر از آنچه تیم تولید تصور می کرد.
آن پروفایل دو پیامد داشت. تعرفه استانی شامل هزینه تقاضا بر اساس بالاترین میانگین تقاضای 15 دقیقه ای در هر ماه است، بنابراین اوج بعدازظهر قسمت ثابت صورت حساب را متورم کرد. و اوج همچنان در حال رشد بود: یک خط برش لیزری جدید از قبل سفارش داده شده بود.
نیروگاه توسط یک ترانسفورماتور 22/0.4 کیلوولت با توان 1250 کیلوولت تامین می شود. با توان 980 کیلووات و ضریب توان اندازه‌گیری شده در حدود 0.92، تقریباً 1065 کیلوولت آمپر - بالای 85 درصد امتیاز را حمل می‌کرد. نه اضافه بار فوری، اما بدون فضای سر، و دو شکایت از مدیر تعمیر و نگهداری را توضیح داد.
اول، ولتاژ: در طول اوج بعدازظهر، انتهای شینه کارخانه پایین می‌آید، و کنترل‌کننده‌های CNC گاهی اوقات در گرم‌ترین ماه‌ها دچار کمبود ولتاژ می‌شوند. دوم، ظرفیت: خط لیزر جدید ترانسفورماتور را در عرض یک سال به مرز خود نزدیک می کند.
این شرکت یک ترانسفورماتور جدید 2000 کیلوولت آمپر و پیکربندی مجدد ایستگاه پست را پیشنهاد کرد - یک زمان طولانی و هزینه سرمایه قابل توجه. ما به مشکل متفاوت نگاه کردیم: ترانسفورماتور فقط دو تا سه ساعت در روز تحت فشار بود و مابقی زمان حاشیه کافی داشت. این عدم تقارن دقیقاً همان چیزی است که ذخیره‌سازی را اصلاح می‌کند، بنابراین به جای ارتقاء ترانسفورماتور برای سرویس دهی به یک پیک سه ساعته، ما یک ESS را پیشنهاد کردیم که اوج را تراشیده و زیرساخت موجود را در جای خود باقی می‌گذارد.
محدوده مورد توافق یک سیستم ذخیره انرژی باتری متصل به شبکه با سه عملکرد بود: اوج تراشیدن در بعد از ظهر، جابجایی بار با شارژ در شب زمانی که تعرفه پایین تر است، و پشتیبان برای لیست تعریف شده ای از بارهای بحرانی در هنگام خطاهای شبکه. نتیجه یک سیستم AC 500 کیلوواتی با 1075 کیلووات ساعت ظرفیت اسمی LiFePO4 در پنج کابینت در فضای باز بود. جدول پارامترها را خلاصه می کند. بخش های زیر توضیح می دهد که چرا هر مقدار انتخاب شده است.
| پارامتر | ارزش |
|---|---|
| ظرفیت ترانسفورماتور (موجود) | 1250 کیلوولت آمپر، 22/0.4 کیلوولت |
| میانگین بار در روز | ~620 کیلو وات |
| اوج بار ثبت شده (میانگین 15 دقیقه) | ~ 980 کیلو وات |
| قدرت امتیازی ESS | 500 کیلووات AC (5 × 100 کیلو وات) |
| ظرفیت باتری | 1075 کیلووات ساعت اسمی، LiFePO4 |
| محدوده عملیاتی SOC | 10-90٪، با ذخیره پشتیبان قابل تنظیم |
| پنجره شارژ | 22:30 تا 06:30، برق توسط EMS محدود شده است |
| پنجره تخلیه | 13:30 تا 16:30، سقف تقاضا 850 کیلو وات |
| خنک کننده | فن های هوا خنک و اینورتر محور |
| محوطه | کابینت فضای باز، IP54، پایه بتنی |
| ارتباط | Modbus TCP به PCS/BMS، LAN سایت با 4G بازگشتی |
| اتصال به شبکه | ولتاژ پایین پشت کنتور بدون صادرات |
LiFePO4 به دو دلیل خاص سایت انتخاب شد: محیط گرم بیرون را تحمل می کند (دمای محیط به طور منظم به 35-37 درجه سانتیگراد می رسد) و تیم برق مشتری هیچ تجربه لیتیوم نداشت، بنابراین ایمنی و پیری قابل پیش بینی بیشتر از عملکرد اوج اهمیت دارد.
رقم 1075 کیلووات ساعت از کاتالوگ گرفته نشده است. نگه داشتن سقف تقاضا در 850 کیلووات تا یک بعد از ظهر معمولی به دبی تقریباً 130 کیلووات در طول دو تا سه ساعت نیاز دارد، بنابراین ظرفیت اسمی بسیار بالاتر از آن تنظیم شد تا چرخه روزانه در عمق تخلیه راحت باقی بماند. پنجره SOC 10 تا 90 درصد است: حد بالا پیری را در هوای گرم کند می کند، حد پایین از تخلیه عمیق محافظت می کند و EMS یک ذخیره پشتیبان قابل تنظیم در طول ساعات کاری اضافه می کند، بنابراین اوج تراشیدن هرگز باتری را روی زمین خالی نمی کند.
پنج کابینت 100 کیلووات / 215 کیلووات ساعت از مامحدوده کابینت ESS صنعتی و تجاریجایگزین چیزی شد که در غیر این صورت یک ظرف بود، زیرا تنها فضای موجود در نزدیکی ترانسفورماتور طولانی و باریک بود. طرح مدولار همچنین مسیر توسعه آسانی را ارائه می دهد: اگر خط لیزر جدید قله را بالاتر برد، می توان یک یا دو کابینت را بدون دست زدن به بقیه سیستم اضافه کرد.
هر کابینت خود را داردPCS دو جهته 100 کیلووات500 کیلو وات AC در مجموع، هماهنگ سازی شبکه، کنترل جریان و تشخیص جزیره ای. تبدیل توزیع‌شده با بلوک‌های باتری مدولار مطابقت دارد، به یک واحد اجازه می‌دهد بدون توقف سیستم برای سرویس ایزوله شود، و کابل‌کشی AC را ساده نگه می‌دارد.
سیستم مدیریت انرژی (EMS)، در یک پانل در کنار ردیف کابینت، بار نیروگاه را از ترانسفورماتورهای جریان در ورودی اصلی ولتاژ پایین می خواند و هر PCS و BMS را روی Modbus TCP در زمان واقعی هدایت می کند. تمام نقاط تنظیم، برنامه ها و ذخیره SOC از راه دور قابل تنظیم هستند. اتصال LAN سایت با 4G بازگشتی به برقکارهای مشتری این امکان را می دهد که سیستم را از خانه بررسی کنند و به ما امکان می دهد داده های عملیاتی را بدون بازدید بررسی کنیم.
کابینت ها عمداً با هوا خنک می شوند. نرخ‌های عملیاتی در حدود 0.5 درجه سانتیگراد یا کمتر از آن باقی می‌مانند، در محدوده قابلیت خنک‌کننده هوا. خنک‌کننده مایع می‌توانست کنترل دمای سلولی سخت‌تر و نرخ C پیوسته بالاتر را بخرد، اما حلقه‌های خنک‌کننده، پمپ‌ها و بار تعمیراتی را که تیم کوچک مشتری برای سال‌ها متحمل می‌شود، اضافه می‌کند.
هر کابینت دارای IP54 است که در فضای باز بر روی پایه بتنی حدود 300 میلی متر بالاتر از درجه عیار نصب شده است، که عاری از باران و گرد و غبار جاده است. فیلترهای ورودی قابل دسترسی در لیست نگهداری ماهانه مشتری قرار دارند. نظارت بر ولتاژ و دما در سطح سلول از طریق هر BMS انجام می شود، با سنسورهای دود و دمای بیش از حد قادر به ایجاد خاموشی کنترل شده است. طرف های DC و AC دارای بریکرهای مستقل هستند و ردیف دارای یک توقف اضطراری به وضوح مشخص است.
نصب توسط سایت محدود شد. تنها محل مناسب یک نوار بین ترکیب ترانسفورماتور و جاده پارک بود که حدود 30 متر کابل از اتاق کلید فاصله داشت، بنابراین ما یک پایه را ریختیم، پنج کابینت را با فاصله سرویس روی آن قرار دادیم و هر کدام را از یک تابلوی توزیع جدید که بعد از بریکر اصلی ضربه زده بود تغذیه کردیم. کارخانه فقط یک توقف کوتاه تولید را مجاز دانست، بنابراین تمام کارهای باربری زنده در روز یکشنبه با هماهنگی شرکت برق و طرح شیفت انجام شد.
راه اندازی حدود ده روز کاری به طول انجامید: آزمایش های عایق کاری و پیوستگی زمین، بررسی گشتاور، و تأیید پلاریته CT و توالی فاز با مقایسه قرائت های EMS با ابزار سنج در طول یک روز کامل. پس از آن یک شارژ کامل به BMS اجازه می‌دهد سلول‌ها را متعادل کند و مرجع SOC را تصحیح کند - اگر EMS فکر می‌کند باتری از آن چیزی که هست پرتر است، هر تصمیم ارسال تغییر می‌کند.
تست های حفاظتی بیشترین اهمیت را برای مشتری داشتند. ما با باز کردن بریکر ابزار بالادستی و تأیید قطع صادرات PCS در مدت زمان مورد نیاز توسط کد شبکه محلی، ضد جزیره را آزمایش کردیم. سپس ما نسخه پشتیبان را آزمایش کردیم: با باز بودن بریکر اصلی، PCS به حالت جزیره ای سوئیچ کرد و باس مهم را حمل کرد - کنترل های CNC، کمپرسور PLC، پانل خط پوشش و روشنایی اضطراری. معیار پذیرش ساده بود: PLC ها و کنترل کننده های CNC نباید راه اندازی مجدد شوند. آنها این کار را نکردند و آن آزمایش مدیر سایت را متقاعد کرد که این چیزی بیش از یک ابزار صورتحساب است.
سپس این سیستم به مدت دو هفته در حالت مشاهده کار کرد - بارگذاری را ضبط کرد و تصمیمات را بدون شارژ شبیه سازی کرد - تا یک نمایه واقعی برای ما ایجاد کند.
در یک روز عادی هفته، سیستم از ریتمی پیروی می کند که برق مشتری اکنون در یک نگاه تشخیص می دهد.
شارژ در شب اتفاق می افتد. EMS از ساعت 22:30 شروع می شود - عمداً بعد از پایان شیفت شب جوشکاری در حدود ساعت 22:15 - و معمولاً قبل از ساعت 06:30 به پایان می رسد، و قدرت شارژ را به حدود 200 تا 250 کیلو وات محدود می کند تا بارگذاری ترانسفورماتور متوسط را نگه دارد و باتری به آرامی کار کند. یک شب معمولی SOC را از حدود 15٪ به سقف 90٪ برمی گرداند: تقریباً 600-650 کیلووات ساعت.
در صبح بار زیر درپوش می ماند و ESS استراحت می کند. پس از ناهار، زمانی که بار به درپوش 850 کیلووات نزدیک می‌شود، EMS خروجی را تخلیه و تعدیل می‌کند تا کل مصرف را در درپوش نگه دارد، و برای حفظ تعادل حالت شارژ بین کابینت‌ها، توزیع چرخشی را انجام می‌دهد. در اکثر روزها تخلیه دو تا سه ساعت طول می کشد و باتری بعد از ظهر در نزدیکی ذخیره خود به پایان می رسد، نه در کف.
اگر شبکه در طول ساعات کاری از کار بیفتد یا از کار بیفتد، واحدهای PCS وضعیت غیرعادی را تشخیص می‌دهند، قطع می‌کنند و جزیره‌ای را تشکیل می‌دهند که گذرگاه حیاتی را از باتری تامین می‌کند. هنگامی که شبکه باز می گردد، سیستم قبل از همگام سازی مجدد و از سرگیری زمان بندی خود، ثبات ولتاژ و فرکانس را بررسی می کند. ذخیره برای این وضعیت وجود دارد: EMS هرگز در هنگام اوج تراشیدن از زیر آن تخلیه نمی شود، بنابراین انرژی همیشه برای یک رویداد شبکه باقی می ماند، حتی در اواخر بعد از ظهر.
این سیستم برای چندین دوره صورتحساب اجرا شده است. ادعاهای عملکرد ذخیره سازی اغلب اغراق شده است، بنابراین ما فقط آنچه را که داده های نظارت و سوابق مشتری نشان می دهد گزارش می کنیم.
سقف تقاضا حفظ شده است. از زمان شروع تراشیدن پیک فعال، بالاترین تقاضای 15 دقیقه ای در روزهای کاری در 850 کیلووات پیکربندی شده باقی مانده است، در مقابل پیک تقریباً 980 کیلووات اندازه گیری شده در طول ممیزی. مشتری انتظار داشت که هزینه تقاضا بر این اساس کاهش یابد، و داده‌های عملیاتی اولیه نشان می‌دهد که انتظار واقعی بوده است، اگرچه قبل از نقل قول پس‌انداز شرکت، یک مقایسه کامل دوازده ماهه لازم است.
عملکرد پشتیبان گیری نیز خود را ثابت کرده است. دو بار در ماه های اول، فیدر شکست خورد، که شرکت سازنده آن را به کار ساخت و ساز خارجی نسبت داد. در رویداد طولانی تر، شبکه برای حدود 25 دقیقه غایب بود. ESS اتوبوس مهم را در تمام طول حمل کرد و بالاتر از سطح ذخیره به پایان رسید. مشتری گفت که هیچ یک از برنامه های CNC از بین نرفت - قبلاً یک خطر ماهانه در فصل طوفان بود.
از نظر حرارتی، بالاترین دمای سلول در گرم‌ترین هفته حدود 42 درجه سانتیگراد، در محدوده طراحی، با فن‌ها با سرعت بالا فقط در هنگام تخلیه بعد از ظهر بود. مدیر تعمیر و نگهداری خاطرنشان کرد که این سیستم نسبت به کمپرسور هوا در کنار آن به توجه کمتری نیاز دارد.
چندین درس ارزش انتقال به هر کسی که قصد نصب مشابهی دارد را دارد.
اول، منحنی بار پایه است. مشتری گفت: "ترانسفورماتور خیلی کوچک است"؛ اندازه گیری ها پیک سه ساعته را در یک ترانسفورماتور سالم نشان داد. اندازه‌گیری در برابر توضیحات به‌جای داده، نشان می‌دهد که چگونه پروژه‌ها نسبت کیلووات/کیلووات ساعت اشتباهی را دریافت می‌کنند.
دوم، تعرفه تعیین کننده ارزش است. این پروژه پرداخت می کند زیرا هزینه تقاضا بر اساس پیک 15 دقیقه ای است. بدون آن، همان سیستم بازپرداخت بسیار طولانی تری خواهد داشت - ما این را در طول ممیزی گفتیم.
سوم، EMS باید قابل تنظیم بماند. مشتری دو بار الگوهای شیفت را تغییر داده است و هر تغییر نیاز به یک تنظیم کوچک در پنجره شارژ یا درپوش دارد. یک برنامه زمانی ثابت در راه اندازی بی سر و صدا در عرض یک سال اشتباه می شود.
چهارم، قابلیت محلی بیش از ویژگی های سخت افزاری اهمیت دارد. ما خنک کننده هوا، یک توپولوژی ارتباطی ساده و یک EMS مستند را انتخاب کردیم تا حدی به این دلیل که تیم مشتری سال ها با این سیستم زندگی خواهند کرد.
در نهایت، بودجه برای کارهای اداری: تأیید اتصال به شبکه بیشتر از نصب طول کشید.
هر انتخاب اصلی به یک محدودیت سایت مربوط می شود. 500 کیلووات شکاف بین پیک ثبت شده و درپوش هدف را با حاشیه پوشش می دهد تا به آرامی تعدیل شود. 1075 کیلووات ساعت پنجره بعد از ظهر را بدون دوچرخه سواری عمیق پوشش می دهد و از عمر چرخه در آب و هوای گرم محافظت می کند. LiFePO4 مناسب حرارت و قابلیت نگهداری مشتری است. خنک کننده هوا با نرخ C متوسط مناسب است. پنج کابینت مدولار متناسب با طرح و طرح توسعه سایت. و عملیات متصل به شبکه با پشتیبان بر روی یک ریزشبکه کامل انتخاب شد زیرا فقط یک گذرگاه حیاتی تعریف شده به عملیات جزیره ای نیاز داشت - تفاوت هزینه قابل توجه بود.
مشتری بزرگترین سیستم پیشنهادی را نخرید و ما هم یکی را فشار ندادیم. ما منطق اندازه‌گیری را با داده‌های بار ارائه کردیم و آنها پیکربندی را انتخاب کردند که با اوج اندازه‌گیری شده، برنامه توسعه و بودجه مطابقت داشت.
این پروژه واقعاً در مورد باتری ها نبود. درباره کارخانه‌ای بود که ترانسفورماتورش برای سه ساعت در روز خیلی کوچک بود، تعرفه‌اش اوج بعدازظهر آن را مجازات می‌کرد و تولیدش نمی‌توانست برنامه‌های CNC را هر بار که شبکه چشمک می‌زند از دست بدهد. یک سیستم ذخیره انرژی باتری 500 کیلووات / 1075 کیلووات ساعت که هر سه را با یک زیرساخت مورد بررسی قرار می دهد.
در زمان تحویل، مشتری گفت که سیستم مانند یک بخش قابل پیش بینی از زیرساخت های الکتریکی کارخانه عمل می کند، نه یک آزمایش - برای نصب ذخیره سازی انرژی تجاری، بهترین نتیجه ممکن. کارخانه در حال حاضر در حال بحث استخورشیدی + ذخیره سازی; BESS مشخص شده است بنابراین افزودن PV فقط به ظرفیت جدید اینورتر و به روز رسانی EMS نیاز دارد.
سخت افزار شرح داده شده در این پروژه از محدوده ذخیره انرژی صنعتی استاندارد ما می آید. مشتریانی که یک بازسازی مشابه را ارزیابی می کنند معمولاً با سه مورد زیر شروع می کنند.
Tianon New Energy Technology Co., Ltd که در سال 2018 تاسیس شد، سازنده سیستم های مورد استفاده در این پروژه است. ماتریس محصول آن باتری‌های لیتیومی مسکونی، کابینت‌های C&I ESS در فضای باز، BESS خنک‌شده با مایع، ذخیره‌سازی انرژی کانتینری و ظروف خورشیدی تاشو را پوشش می‌دهد و راه‌حل‌های هیبریدی خورشیدی-باتری-دیزلی در سطح مگاوات ساعت را ارائه می‌دهد. این شرکت با 80 تا 90 درصد خروجی صادراتی و ارائه خدمات به بیش از 3000 مشتری، از هر پروژه با اندازه سیستم داخلی، یکپارچه سازی محصول، حمل و نقل و پشتیبانی فنی پس از فروش پشتیبانی می کند. اطلاعات بیشتر در سایت ما موجود استمشخصات شرکتو درکاتالوگ کامل محصولات.
