В чём основные различия между автономными, сетевыми и гибридными системами хранения энергии?

Автономные, подключенные к сети и гибридные системы хранения энергии различаются главным образом по способу подключения к сети и реагированию на отключения. Автономная система работает независимо. Подключенная к сети система может прекратить подачу энергии потребителям при сбое в сети. Гибридная система сочетает взаимодействие с сетью с контролируемой автономной работой. Выбор зависит от доступа к сети, критичности нагрузки, целей эксплуатации и требуемой непрерывности работы.

Что отличает каждую систему хранения энергии?

Каждая система хранения энергии на основе аккумуляторов может включать в себя локальные генераторы, оборудование для преобразования энергии и системы управления. Ключевой вопрос заключается в том, задает ли напряжение и частоту сеть, устанавливает ли их система хранения, или же требуются оба режима.

Автономные системы хранения энергии

Автономная система хранения энергии, также называемая автономной энергетической системой, не зависит от централизованной электросети. Обычно она сочетает в себе местную генерацию с аккумуляторным хранилищем. Генератор может обеспечивать поддержку в периоды длительного снижения выработки электроэнергии или во время технического обслуживания.

В отсутствие стабилизирующей сети система преобразования энергии должна формировать переменный ток. Она регулирует напряжение и частоту, балансируя выработку электроэнергии, выходную мощность батареи и спрос. Система управления энергией защищает уровень заряда батареи и может отключать некритичные нагрузки при необходимости.

Такая архитектура подходит для удаленных телекоммуникационных объектов, ферм, островов, микросетей и предприятий, где расширение сети нецелесообразно. Проект должен обеспечивать бесперебойную работу сети даже при наихудшем возможном сочетании спроса и доступности возобновляемых источников энергии.

Системы хранения энергии, подключенные к сети

Система хранения энергии, подключенная к сети, также называемая сетевой или подключенной к сети аккумуляторной системой хранения, работает параллельно с энергоснабжающей компанией. Она может заряжаться в периоды низких цен или от избыточной солнечной энергии, а затем разряжаться для сглаживания пиковых нагрузок, оптимизации потребления в зависимости от времени суток или для собственного потребления. Она также может регулировать коэффициент мощности или импорт электроэнергии, если это позволяют правила учета и подключения к сети.

Подключение к сети не приводит к автоматическому созданию резервного источника питания от батареи. Защита от островного режима предотвращает подачу питания от отключенной от сети цепи. Без утвержденной конструкции для островного режима, панели управления критически важной нагрузкой, коммутационного оборудования и соответствующих средств управления батарея не сможет продолжать обеспечивать электропитание потребителей во время отключения электроэнергии.

Системы хранения энергии, подключенные к электросети, подходят для коммерческих и промышленных объектов с надежной энергосетью и измеримыми экономическими показателями.

Гибридные системы хранения энергии

Здесь представлена ​​гибридная система хранения энергии, сочетающая подключение к сети, аккумуляторные батареи, местную генерацию и возможность поддержки отдельных нагрузок в автономном режиме. Эта архитектура «солнечная энергия плюс хранилище» отличается от систем, которые объединяют несколько типов накопителей энергии.

В нормальном режиме работы гибридная система управляет импортом электроэнергии, улавливает избыточную солнечную энергию и разряжается в периоды высокой нагрузки. После сбоя в сети скоординированное переключение отключает защищаемую цепь. Инвертор, формирующий сеть, устанавливает напряжение и частоту для изолированных нагрузок перед контролируемым повторным подключением.

Такая гибкость накладывает дополнительные инженерные требования. Гибридный инвертор сам по себе не является источником бесперебойного питания. Время переключения, пусковой ток двигателя, координация защиты, приоритет нагрузки, возможность запуска в условиях полного отключения электроэнергии и правила местной сети должны соответствовать требованиям непрерывности электроснабжения.

Чем отличаются автономные, подключенные к сети и гибридные системы?

Практическое сравнение касается потока мощности, характера отключений и ответственности за конструкцию, а не только самой батареи.

Покупателям следует оценивать всю систему хранения энергии в целом, а не сравнивать батареи только по номинальной емкости в киловатт-часах.

Что происходит, когда выходит из строя электросеть?

Характер отключений зависит от режима управления, конструкции коммутационной системы, доступной энергии и защищаемых нагрузок.

Отключение в соответствии с режимом энергосистемы

Большинство сетевых инверторов используют в качестве эталонного сигнала форму волны напряжения сети. Когда напряжение или частота выходят за пределы допустимого диапазона, защита от островного режима отключает систему. Нельзя предполагать, что заряженный аккумулятор обеспечит резервное питание.

островное управление, формирующее сеть

Автономный инвертор создает и регулирует местное электроснабжение. Ему необходима достаточная мгновенная мощность для ступенчатого изменения нагрузки и запуска двигателей. Емкость аккумулятора в кВт·ч определяет продолжительность работы, а мощность инвертора в кВт ограничивает одновременный спрос.

Контролируемый гибридный перенос

Гибридная система обнаруживает обрыв цепи в сети, размыкает точку подключения и включает изолированную цепь. В зависимости от архитектуры и требуемого времени переключения может использоваться автоматический или статический переключатель. Для чувствительных элементов управления может потребоваться отдельное оборудование для обеспечения устойчивости. «Бесшовность» ни в коем случае не должна заменять определенное время переключения и утвержденную однолинейную конструкцию.

Как меняются требования к размерам и оборудованию?

Классификация системы определяет архитектуру, но характеристики определяются данными о местоположении. Мощность, полезная энергия и резерв должны соответствовать поставленным задачам.

Расчет размеров автономной энергосистемы для обеспечения автономности

Расчет параметров автономной энергосистемы начинается с профиля нагрузки, выработки возобновляемой энергии, сезонных условий, допустимого отключения электроэнергии и автономности. Проектировщикам следует разделить основные и гибкие нагрузки, а затем протестировать периоды низкой выработки электроэнергии. Мощность генератора и стратегия зарядки также влияют на размер батареи.

Расчет размеров энергосистемы, подключенной к сети, для обеспечения экономической эффективности.

Расчет мощности электросетей, подключенных к сети, следует кривой спроса и тарифу. Кратковременный скачок может потребовать большой мощности, но ограниченного количества энергии; широкий пик требует длительного разряда. Потребление солнечной энергии зависит от времени экспорта или ограничения выработки, а не только от мощности фотоэлектрических систем. Это руководство по... расчет размеров для коммерческого и промышленного применения Объясняет, почему кВт и кВтч требуют раздельного расчета.

Расчет размеров гибридной системы для режима работы и резерва.

Расчет мощности гибридной системы сочетает в себе экономичность и требования к резервному электроснабжению. Резерв на случай простоя не может одновременно обеспечивать ежедневное изменение тарифов. При проектировании следует определить мощность критической нагрузки, продолжительность резервного питания, минимальное состояние заряда, последовательность перезапуска и взаимодействие генераторов. Система управления энергопотреблением устанавливает приоритеты таким образом, чтобы одна задача не расходовала мощность, выделенную для другой.

Какая конфигурация подходит для проекта?

Выбор осуществляется с учетом ограничений площадки, качества электросети, стоимости перебоев в электроснабжении, планов расширения и правил экспорта.

Удаленные объекты, не имеющие практического доступа к электросети.

Автономные системы хранения энергии логичны в случаях отсутствия подключения к сети или непомерно высоких затрат на подключение. Надежность зависит от консервативного энергетического баланса, ремонтопригодного оборудования, дистанционного мониторинга и плана действий в условиях длительного простоя системы выработки электроэнергии.

Подключенные к электросети объекты ориентированы на контроль затрат.

Коммерческие системы хранения энергии на основе аккумуляторных батарей, подключенные к сети, подходят для объектов, где приоритет отдается сглаживанию пиковых нагрузок, работе в зависимости от времени суток, собственному потреблению или контролируемому импорту и экспорту электроэнергии. Это позволяет избежать использования автономного оборудования, когда резервное питание не имеет существенной коммерческой ценности. Получение разрешения на подключение к сети и учет потребления остаются крайне важными.

Сайты, требующие как экономии средств, так и обеспечения непрерывности работы.

Гибридные системы хранения энергии для промышленного применения подходят для объектов, где перебои в работе угрожают критически важным процессам. Примерами являются зарядные станции, мастерские и небольшие промышленные предприятия. В резервную систему следует включать только отдельные цепи; защита всех нагрузок может увеличить стоимость и создать проблемы с запуском. Более широкий выбор вариантов доступен через... решения для хранения энергии.

Что покупателям следует уточнить перед выбором?

Перед покупкой покупателям следует запросить описание условий эксплуатации конкретного объекта и проверить следующее:

• главная цель и приоритет при конкуренции нескольких функций;
• Данные о нагрузке с точностью до 15 минут, включая ограничения по двигателю и трансформатору;
• номинальная и полезная энергия батареи, мощность инвертора, пределы перегрузки и резервный уровень заряда;
• возможности формирования сети, передающее оборудование, цепи критической нагрузки и подтвержденное время переключения;
• требования к защите от островного режима, ограничению экспорта, защите от обратной тяги и получению разрешений от энергоснабжающих компаний;
• Интерфейсы связи BMS, PCS, EMS, счетчиков и генераторов;
• рабочая температура, номинальные характеристики корпуса, теплоотвод, противопожарная защита и доступ для технического обслуживания;
• Обязанности по мониторингу, реагирование на сигналы тревоги, пусконаладочные испытания и объем работ.

Этот анализ предотвращает подмену определенных функций «гибридными» решениями и помогает поставщикам устанавливать цены на продукцию того же объема.

Как следует подтвердить окончательную архитектуру системы?

Указанные в кВт и кВт·ч характеристики продукта не подтверждают, может ли он работать автономно, оставаться подключенным только к энергосистеме или переводить отдельные нагрузки в автономный режим. Окончательная архитектура должна определять режимы работы системы управления питанием (PCS), передающее оборудование, распределение критической нагрузки, параметры защиты, учет потребления, интерфейс генератора и приоритеты системы управления энергопотреблением (EMS).

В СнепутьВыбор системы начинается с анализа профиля нагрузки на объекте, состояния сети, целей эксплуатации и требуемой продолжительности резервного питания. Эти параметры определяют, подходит ли конфигурация с подключением к сети, автономная или гибридная, прежде чем будут выбраны номинальные характеристики отдельных устройств.

Заключение

Автономная система хранения энергии должна поддерживать независимую сеть. Система хранения энергии, подключенная к сети, работает совместно с энергоснабжающей компанией и обычно отключается во время отключения электроэнергии. Гибридная система хранения энергии добавляет возможность плановой автономной работы для отдельных нагрузок, сохраняя при этом экономические функции, присущие подключенной к сети системе. Таким образом, правильный выбор — это прежде всего архитектурное решение, а не решение о выборе батареи.

Четкие операционные цели, проверенные данные с объекта и определенная последовательность отключений снижают как технические риски, так и излишние мощности. Для поддержки конфигурации, привязанной к реальному профилю нагрузки, разработать более надежную энергетическую систему вместе с нашей командой..

Часто задаваемые вопросы

В: Может ли подключенная к сети система хранения энергии на основе аккумуляторных батарей обеспечить резервное питание во время отключения электроэнергии?

А: Не автоматически. Для этого необходима утвержденная схема автономного режима, подходящее оборудование для преобразования энергии, формирования сети, передающее оборудование, защита и отдельная цепь для критической нагрузки. В противном случае, защита от автономного режима обычно отключает устройство при сбое в сети.

В: Всегда ли гибридная система хранения энергии более подходит, чем автономная или подключенная к сети система?

А: Нет. Гибридные возможности обеспечивают гибкость, но также добавляют элементы управления, распределительные устройства, задачи по вводу в эксплуатацию и увеличивают затраты. Для объекта, работающего в режиме надежной энергосети и ориентированного только на сглаживание пиковых нагрузок, может потребоваться система, подключенная к сети, в то время как для удаленного объекта необходима автономная архитектура.

В: Что важнее при расчете емкости аккумуляторной батареи: кВт или кВт·ч?

А: И то, и другое. кВт определяет, какую нагрузку система может обслуживать или компенсировать одновременно. кВтч определяет, как долго она может продолжать работу. Автономные и гибридные проекты также должны сохранять резервную энергию на периоды низкой выработки или отключения электроэнергии.