BESS Transformer Design Guide: From Harmonics to Grid Integration

 

1. Kerfisviðmót milli Grid og BESS

 

Í rafhlöðuorkugeymslukerfum (BESS) er rafeinangrun milli nets og orkugeymslukerfis nauðsynleg til að vernda invertera og rafhlöðukerfi fyrir ofspennu og ofstraumsskilyrðum af völdum truflana á neti.

Á sama tíma þarf spennubreyting til að passa við mismunandi kerfisstig, venjulega að hækka úr 400V inverter framleiðsla í 690V eða 480V BESS rekstrarspennu, og enn frekar í miðlungs-spennu fyrir samtengingu veitukerfis.

Þetta rafmagnsviðmót er náð í gegnum BESS spennirinn, sem þjónar sem mikilvægur hlekkur á milli orkubreytingarkerfa og veitukerfisins.

 

2. Aðgerðir rafhlöðuorkugeymslukerfa

 

Battery-Energy Storage (BESS) er rafhlöðu-orkugeymslukerfi sem geymir á áhrifaríkan hátt rafmagn sem er framleitt úr ýmsum orkugjöfum, þar á meðal kolum, kjarnorku, vindorku og sólarorku, á marga vegu. Það getur geymt umfram rafmagn á hámarkstíma endurnýjanlegrar orkuframleiðslu (sólar og vindur) og losað það þegar framleiðsla minnkar eða notkun eykst.

Að sameina BESS með endurnýjanlegum orkugjöfum hjálpar til við að bæta áreiðanleika og stöðugleika netsins og nýta græna raforku að fullu. Ennfremur, ef lausnin er á viðeigandi mælikvarða og vel-samþætt, getur þessi tækni komið jafnvægi á raforkuverð og dregið úr þörfinni fyrir endurnýjun jarðefnaeldsneytis-neta.

 

• Hámarks rakstur & álag eftir
• Rafmagnsaukning
• Áreiðanleiki og afritunarstuðningur
• Grid Services & Smart Grid Support

 

 

3. Hvað skilgreinir sanna BESS Transformer Design

 

Sannur BESS spennir er ekki breyttur dreifispennir.

Það er sérhæfður rafmagnsíhlutur sem er hannaður sérstaklega fyrir rafhlöðuorkugeymslukerfi, þar sem hjólreiðar, harmóníkur og tvíátta aflflæði eru eðlileg notkunarskilyrði. Það starfar á áreiðanlegan hátt innan kraftmikilla rafkerfa orkugeymslukerfis rafhlöðu og aðlagar sig stöðugt að breyttu álagi og bylgjulögunaraðstæðum.

 

3.1 Hannað fyrir stöðuga orkuhjólreiðar

 

BESS spennir starfar undir endurteknum hleðslu- og afhleðslulotum, oft mörgum sinnum á dag. Þessi hjólreiðahegðun skapar hita- og rafmagnsálagsskilyrði sem eru ekki til staðar í hefðbundnum dreifingarforritum.

Helstu hönnunarsjónarmið eru:

• Bjartsýni ONAN / ONAF kælikerfi fyrir hringrásarrekstur
• Einangrunarefni í háum varmaflokki fyrir aukið hitaþol
• Stýrð hitastigs-hækkun undir kraftmiklum álagsskilyrðum
• Stöðug frammistaða við tíðar sveiflur álags

Þetta tryggir -langtíma áreiðanleika í orkugeymslukerfi þar sem búist er við stöðugu orkuafköstum.

 

3.2 Harmónísk-þolin hönnun fyrir inverter-undirstaða kerfi

 

Í nútíma BESS rafkerfum, aflumbreytingarkerfi (PCS) og invertarar kynna verulega harmóníska röskun og ó-línuleg hleðsluskilyrði.

Hentugur BESS spenni verður því að innihalda:

• K-Hönnun með þáttum (venjulega K-4 til K-20 eftir notkun)
• Minni flæðiflæði og fínstillt segulbrautarhönnun
• Bætt vafningsbygging til að lágmarka harmonic tap
• Lægri hvirfilstraumur og viðbótar villistap

Þessir eiginleikar bæta hitastöðugleika og rekstraráreiðanleika í samhljóða-ríku umhverfi sem er dæmigert fyrir stórar-BESS uppsetningar.

3.3 High dv/dt einangrunarkerfi fyrir PCS skipti

 

Hratt rofi í PCS kerfum skapar mikla dv/dt spennuálag, sem setur stöðugan þrýsting á spennieinangrunarkerfi.

Til að tryggja langtíma rafstraumsáreiðanleika-þarf sannur BESS spennir:

• Hár dv/dt einangrun þolir getu
• Einangrunarbygging sem er ónæm að hluta til-
• Styrkt rafræn samhæfingarhönnun
• Aukið bylgjuspennuþol fyrir skammvinn skilyrði

Þessi hönnunaraðferð verndar spenni fyrir endurtekinni-hátíðni rafspennu sem myndast í orkugeymslukerfi.

3.4 Rafsegulvörn og rist stöðugleiki

 

Rafstöðueiginleikar og rafsegulvörn er nauðsynleg í nettengdum BESS forritum, sérstaklega þar sem rafmagnsgæði og stöðugleiki netsins eru mikilvæg.

Aðgerðir þess eru meðal annars:

• Dregur úr rafrýmd tengingu milli vinda
• Bælir skammtímaspennutruflun
• Bætir frammistöðu rafsegulsviðssamhæfis (EMC).
• Auka stöðugleika við veikburða netskilyrði

Þetta er sérstaklega mikilvægt í BESS raforkukerfum-þar sem margir invertarar starfa samhliða.

 

3.5 Lágt-tap kjarnahönnun fyrir mikla-hagkvæmni rekstur

 

Þar sem orka í BESS kerfi fer í gegnum spenni við bæði hleðslu- og afhleðslulotur, getur jafnvel lítið tap haft veruleg áhrif á heildarnýtni kerfisins.

 

Dæmigert hagræðingu kjarnahönnunar felur í sér:

Þessar endurbætur stuðla beint að meiri-skilvirkni fram og til baka í BESS.

 

3.6 Vistvæn-væn og eldvarnar-örugg einangrunarkerfi

 

 

3.7 Verkfræðikröfur á kerfis-stigi

BESS spennir verður að samþættast öllu orkugeymslukerfinu:

• Sérsniðin viðnám fyrir PCS álag
• Samhæfni við margar inverter stillingar
• Mikil ofhleðslugeta án niðurbrots einangrunar
• Samþætting við rofabúnað og varnarkerfi
• Tvíátta rekstrarstuðningur

 

4. BESS Transformer Solutions frá SCOTECH

 

SCOTECH veitir verkfræðilegar spennilausnir fyrir BESS, sem ná yfir púðafesta spenna, litla aðveitustöðvar og aflspenna.

Hver lausn er hönnuð sérstaklega fyrir BESS rafkerfiskröfur eins og:

• Tvíátta aflflæði
• Harmónísk röskun frá PCS kerfum
• Stöðug hjólreiðaraðgerð

Í stað staðlaðs dreifingarbúnaðar einbeitir SCOTECH sér að notkunar-sértækum spenniverkfræði fyrir raunverulegar orkugeymsluaðstæður.

4.1. Púðafestur spennir fyrir BESS forrit

 

Púðafestir spennar eru mikið notaðir í gáma og verslunar BESS kerfum, sem veita fyrirferðarlítið og skilvirkt tengi á milli PCS og netsins.

4.2. Lítill aðveitustöð spennir fyrir BESS Grid Integration

 

Litlir aðveituspennireru notaðar í meðalspennu-BESS samtengingarkerfum, þar sem orkuskilyrði og samræmi við netkerfi eru mikilvæg.

 

4.3. Power Transformer for Utility-Skala BESS Systems

 

Aflspennar eru notaðir í stórum-orkugeymslustöðvum og BESS-verkefnum á neti-stigi, þar sem skilvirkni og áreiðanleiki hafa bein áhrif á arðsemi kerfisins.

 

 

4.4. SCOTECH BESS verkfræðigeta og samþætting

 

 

Í rafhlöðuorkugeymslukerfi (BESS) er spennirinn ekki sjálfstæður hluti, heldur lykilviðmót milli PCS og nets.

Dæmigert BESS rafkerfi inniheldur rafgeymaeiningar, BMS, PCS, spenni, rofabúnað og nettengingu, þar sem orka flæðir í báðar áttir við hleðslu og afhleðslu.

Til að tryggja stöðugan rekstur við þessar aðstæður hannar SCOTECH spenna út frá raunverulegum kerfiskröfum frekar en stöðluðum stillingum.

 

Helstu eiginleikar eru:
• Sérsniðin hönnun byggð á PCS/inverter stillingum
• Hagræðing fyrir hleðslusnið og hjólreiðar
• Harmónísk-þolin hönnun fyrir inverter-drifin kerfi
• Viðnámssamsvörun fyrir stöðuga kerfissamþættingu
• Mikil ofhleðslugeta án þess að draga úr endingu einangrunar
• Samræmi við IEEE / ANSI / CSA / IEC staðla

 

SCOTECH spennar eru mikið notaðir í gagnsemi-kvarða, C&I og endurnýjanlegum + geymslublendingum BESS verkefnum.

 

5. Hvers vegna Transformer Design hefur bein áhrif á arðsemi

 

Í rafhlöðuorkugeymslukerfi (BESS) er spennirinn oft vanmetinn.

En það hefur bein áhrif á:

6. Niðurstaða

 

Þar sem orkugeymslukerfi rafhlöðunnar halda áfram að stækka hefur BESS spennirinn orðið mikilvægur hluti fyrir samþættingu nets, skilvirkni kerfisins og rekstraráreiðanleika. Ólíkt hefðbundnum spennum verður það að standast tvíátta aflflæði, samfellda hjólreiðar, harmóník og hraðvirka skiptingu á inverter. Rétt spennihönnun hefur bein áhrif á frammistöðu, stöðugleika og langtíma-arðsemi nútíma BESS verkefna.