BESS transformatoriaus projektavimo vadovas: nuo harmonikų iki tinklo integravimo

 

1. Sistemos sąsaja tarp tinklelio ir BESS

 

Akumuliatoriaus energijos kaupimo sistemose (BESS) elektros izoliacija tarp tinklo ir energijos kaupimo sistemos yra būtina siekiant apsaugoti inverterius ir akumuliatorių sistemas nuo viršįtampių ir viršsrovių, atsirandančių dėl tinklo trikdžių.

Tuo pačiu metu reikia konvertuoti įtampą, kad ji atitiktų skirtingus sistemos lygius, paprastai padidinant nuo 400 V keitiklio išėjimo iki 690 V arba 480 V BESS darbinės įtampos ir toliau iki vidutinės{3}} įtampos tinklo lygių, kad būtų galima sujungti komunalines paslaugas.

Ši elektrinė sąsaja pasiekiama naudojant BESS transformatorių, kuris yra esminė jungtis tarp energijos konvertavimo sistemų ir komunalinio tinklo.

 

2. Baterijų energijos kaupimo sistemų funkcijos

 

Battery{0}}Energy Storage (BESS) – tai baterijomis{1}}pagrįsta energijos kaupimo sistema, kuri įvairiais būdais efektyviai kaupia elektros energiją, pagamintą iš įvairių energijos šaltinių, įskaitant anglies, branduolinę, vėjo ir saulės energiją. Jis gali kaupti elektros perteklių atsinaujinančios energijos (saulės ir vėjo) gamybos piko laikotarpiais ir išleisti, kai gamyba mažėja arba suvartojimas didėja.

BESS derinimas su atsinaujinančiais energijos šaltiniais padeda pagerinti tinklo patikimumą ir stabilumą, visiškai išnaudojant žaliąją elektros energiją. Be to, jei sprendimas yra tinkamai pritaikytas ir gerai-integruotas, ši technologija gali subalansuoti elektros kainas ir sumažinti poreikį modifikuoti iškastinio kuro{2}} tinklus.

 

• Didžiausias skutimasis ir apkrovos sekimas
• Maitinimo kokybės gerinimas
• Patikimumas ir atsarginių kopijų palaikymas
• Tinklo paslaugos ir išmaniojo tinklo palaikymas

 

 

3. Kas apibrėžia tikrą BESS transformatoriaus dizainą

 

Tikras BESS transformatorius nėra modifikuotas paskirstymo transformatorius.

Tai specializuotas elektrinis komponentas, sukurtas specialiai akumuliatoriaus energijos kaupimo sistemoms, kur dviratis, harmonikos ir dvikryptis galios srautas yra normalios veikimo sąlygos. Jis patikimai veikia dinaminėse akumuliatoriaus energijos kaupimo sistemos elektros sistemose, nuolat prisitaikydamas prie kintančių apkrovos ir bangos formos sąlygų.

 

3.1 Sukurtas nuolatiniam energijos suvartojimui

 

BESS transformatorius veikia pakartotinai įkrovimo ir iškrovimo ciklais, dažnai kelis kartus per dieną. Šis važiavimo dviračiu elgesys sukuria šiluminės ir elektrinės įtampos sąlygas, kurių nėra tradicinėse paskirstymo programose.

Pagrindiniai dizaino aspektai apima:

• Optimizuota ONAN / ONAF aušinimo sistema cikliniam darbui
• Aukštos šiluminės klasės izoliacinės medžiagos ilgesniam šiluminiam patvarumui
• Kontroliuojamas karšto{0} taško temperatūros kilimas dinaminės apkrovos sąlygomis
• Stabilus veikimas esant dažniems apkrovos svyravimams

Tai užtikrina ilgalaikį{0}} energijos kaupimo sistemos patikimumą, kai tikimasi nuolatinio energijos pralaidumo.

 

3.2 Harmoninis-tolerantiškas inverterių-sistemų dizainas

 

Šiuolaikinėse BESS elektros sistemose galios konvertavimo sistemos (PCS) ir keitikliai sukelia didelius harmoninius iškraipymus ir ne{0}}tiesinę apkrovą.

Todėl tinkamame BESS transformatoriuje turi būti:

• K-Dizainas su koeficientu (paprastai nuo K-4 iki K-20, priklausomai nuo taikymo)
• Sumažintas klaidinantis srautas ir optimizuotas magnetinio kelio dizainas
• Patobulinta apvijų struktūra, siekiant sumažinti harmoninius nuostolius
• Mažesnė sūkurinė srovė ir papildomi klaidinantys nuostoliai

Šios funkcijos pagerina šiluminį stabilumą ir veikimo patikimumą harmoningoje{0}}turtingoje aplinkoje, būdingoje-didelio masto BESS įrenginiams.

3.3 Aukštos dv/dt izoliacijos sistema PCS perjungimui

 

Greitos perjungimo operacijos PCS sistemose sukuria didelį dv/dt įtampos įtampą, kuri nuolat spaudžia transformatorių izoliacijos sistemas.

Norint užtikrinti ilgalaikį{0}}dielektrinį patikimumą, tikram BESS transformatoriui reikia:

• Didelis dv/dt izoliacijos atsparumas
• Daliniam iškrovimui{0}}atspari izoliacinė konstrukcija
• Sustiprinta dielektrinio koordinavimo konstrukcija
• Padidinta viršįtampio įtampos tolerancija pereinamojo laikotarpio sąlygoms

Šis dizaino metodas apsaugo transformatorių nuo pasikartojančių aukšto{0}}dažnio elektros įtempių, atsirandančių energijos kaupimo sistemoje.

3.4 Elektromagnetinis ekranavimas ir tinklo stabilumas

 

Elektrostatinis ir elektromagnetinis ekranavimas yra būtinas prie tinklo{0}}prijungtose BESS programose, ypač ten, kur maitinimo kokybė ir tinklo stabilumas yra labai svarbūs.

Jo funkcijos apima:

• Talpinės jungties tarp apvijų mažinimas
• Trumpalaikių įtampos trukdžių slopinimas
• Pagerina elektromagnetinio suderinamumo (EMC) veikimą
• Stabilumo gerinimas silpnomis tinklo sąlygomis

Tai ypač svarbu komunalinėse{0}}BESS maitinimo sistemose, kuriose lygiagrečiai veikia keli keitikliai.

 

3.5 Mažo-nuostolio pagrindinis dizainas, skirtas didelio-efektyvumo veikimui

 

Kadangi energija BESS sistemoje praeina per transformatorių tiek įkrovimo, tiek iškrovimo ciklų metu, net ir nedideli nuostoliai gali reikšmingai paveikti bendrą sistemos efektyvumą.

 

Įprasti pagrindiniai dizaino optimizavimai apima:

Šie patobulinimai tiesiogiai prisideda prie didesnio{0}}kelionių efektyvumo BESS.

 

3.6 Ekologiškos-ir ugniai-saugios izoliacijos sistemos

 

 

3.7 Sistemos-lygio inžineriniai reikalavimai

BESS transformatorius turi būti integruotas su visa energijos kaupimo sistema:

• Pasirinktinė varža PCS apkrovoms
• Suderinamumas su keliomis keitiklių konfigūracijomis
• Didelė perkrovos galimybė nepabloginant izoliacijos
• Integracija su skirstomaisiais įrenginiais ir apsaugos sistemomis
• Dviejų krypčių veikimo palaikymas

 

4. SCOTECH BESS Transformer Solutions

 

SCOTECH teikia suprojektuotus transformatorių sprendimus BESS, apimančius trinkelių transformatorius, mažas pastočių transformatorius ir galios transformatorius.

Kiekvienas sprendimas yra sukurtas specialiai BESS elektros sistemos reikalavimams, tokiems kaip:

• Dvikryptis galios srautas
• Harmoninis iškraipymas iš PCS sistemų
• Nuolatinis važiavimas dviračiu

Vietoj standartinės paskirstymo įrangos, SCOTECH daugiausia dėmesio skiria taikant{0}}konkrečią transformatorių inžineriją tikroms energijos kaupimo sąlygoms.

4.1. Patalpoje montuojamas transformatorius, skirtas BESS programoms

 

Patalpoje montuojami transformatoriai plačiai naudojami konteinerinėse ir komercinėse BESS sistemose, užtikrinančiose kompaktišką ir efektyvią sąsają tarp PCS ir tinklo.

4.2. Mažas pastotės transformatorius BESS tinklo integravimui

 

Mažos pastočių transformatoriaiyra naudojami vidutinės{0}}tampos BESS sujungimo sistemose, kur maitinimo kondicionavimas ir tinklo atitiktis yra labai svarbūs.

 

4.3. Galios transformatorius, skirtas komunalinėms{1}}BESS sistemoms

 

Galios transformatoriai naudojami didelio masto{0}}energijos kaupimo įrenginiuose ir tinklo{1}}lygio BESS projektuose, kur efektyvumas ir patikimumas tiesiogiai veikia sistemos IG.

 

 

4.4. SCOTECH BESS inžineriniai pajėgumai ir integracija

 

 

Akumuliatoriaus energijos kaupimo sistemoje (BESS) transformatorius nėra atskiras komponentas, o pagrindinė sąsaja tarp PCS ir tinklo.

Įprastą BESS elektros sistemą sudaro akumuliatorių moduliai, BMS, PCS, transformatorius, skirstomieji įrenginiai ir tinklo jungtis, kai įkrovimo ir iškrovimo metu energija teka abiem kryptimis.

Siekiant užtikrinti stabilų veikimą tokiomis sąlygomis, SCOTECH projektuoja transformatorius pagal realius sistemos reikalavimus, o ne į standartines konfigūracijas.

 

Pagrindinės galimybės apima:
• Individualus dizainas, pagrįstas PCS / keitiklio konfigūracija
• Apkrovos profilio ir važiavimo dviračiu optimizavimas
• Harmoninis{0}}tolerantiškas inverteriu{1}}varomų sistemų dizainas
• Varžos suderinimas stabiliam sistemos integravimui
• Didelė perkrovos galimybė nesumažinant izoliacijos tarnavimo laiko
• Atitikimas IEEE / ANSI / CSA / IEC standartams

 

SCOTECH transformatoriai plačiai naudojami komunalinių-mastų, C&I ir atsinaujinančios energijos ir saugojimo hibridiniuose BESS projektuose.

 

5. Kodėl transformatoriaus dizainas tiesiogiai veikia IG

 

Akumuliatoriaus energijos kaupimo sistemoje (BESS) transformatorius dažnai neįvertinamas.

Bet tai tiesiogiai veikia:

6. Išvada

 

Akumuliatoriaus energijos kaupimo sistemoms toliau plečiantis, BESS transformatorius tapo esminiu tinklo integravimo, sistemos efektyvumo ir veikimo patikimumo komponentu. Skirtingai nuo tradicinių transformatorių, jis turi atlaikyti dvikryptį galios srautą, nuolatinį ciklą, harmonikas ir greitą keitiklio perjungimą. Tinkamas transformatoriaus dizainas turi tiesioginės įtakos šiuolaikinių BESS projektų našumui, stabilumui ir ilgalaikiam{2}} pelningumui.