Globaalin uuden energiateollisuuden nopean kehityksen myötä Energy Storage Systemsistä on tulossa tärkeä osa nykyaikaista sähköinfrastruktuuria. Olipa kyseessä aurinkosähköenergian varastointiprojekti, tuulivoimaa tukeva energian varastointiasema, verkkoon liitetyt energian varastointivoimalaitokset tai teolliset ja kaupalliset energian varastointijärjestelmät, on tärkeää parantaa energian käytön tehokkuutta ja varmistaa sähköverkon vakaa toiminta.
Energian varastointijärjestelmä kuitenkin yhdistää suuren määrän herkkiä elektronisia laitteita ja arvokkaita{0}}sähkölaitteita. Kun salama tai sähköverkko iskee se, se voi vahingoittaa laitteiston lisäksi myös koko järjestelmän turvallista toimintaa. Siksi ylijännitesuojasta on tullut välttämätön ja tärkeä suojalaite energian varastointijärjestelmän suunnittelussa.
Ammattimaisena ylijännitesuojan valmistajana huomaamme, että yhä useammat energian varastointiprojektit sisällyttävät ylijännitesuojan suunnitteluvaiheessa yleiseen suunnitteluun. Tässä artikkelissa analysoidaan ylijännitesuojan keskeistä roolia energian varastointijärjestelmissä ja sitä, miksi nykyaikaisten energian varastointiprojektien tulee korostaa SPD-konfiguraatiota.
1.Energian varastointijärjestelmät, joihin liittyy monimutkaisten aaltojen riski
Perinteiseen jakelujärjestelmään verrattuna energian varastointijärjestelmän sähköinen rakenne on monimutkaisempi.
Tämä sisältää yleensä:
Akkupaketti
Akunhallintajärjestelmä (BMS)
PCS-muunnin
Energianhallintajärjestelmän hallintajärjestelmät
Jakokaapit
Viestintäverkot
Valvontajärjestelmä
Nämä laitteet on yhdistetty suurella määrällä kaapeleita.
Ohimeneviä ylijännitteitä voi esiintyä, kun:
Salama iskee
Sähköverkon kytkin
Kuorman vaihto
Kytkimen toiminta
Alkutapahtumat voivat saada aaltoenergian leviämään nopeasti kaikkialla järjestelmässä.
2. Suojaa ydinlaitteita, kuten tehonmuunnosjärjestelmiä
Tehonmuuntojärjestelmä on energian varastointijärjestelmän avainkomponentti.
Sen päätoiminnot ovat:
AC to DC
Tehon ohjaus
Verkkoyhteyksien hallinta
PCS sisältää suuren määrän sähköisiä ja elektronisia komponentteja.
Esimerkiksi:
IGBT-moduulit
MOSFET-laitteet
Ohjauspiirilevy
Nämä komponentit ovat erittäin herkkiä ylijännitteelle.
Vakavat ylitykset voivat johtaa:
Järjestelmän sammutus
Moduulivaurio
sukupolven keskeytys
Kasvaneet ylläpitokustannukset
Energiansäästölaitteen asentaminen voi tehokkaasti vähentää energiansäästön vaikutusta PCS:ään.
3. Akunhallintajärjestelmä (BMS)
Nykyaikaiset energian varastointijärjestelmät ovat vahvasti riippuvaisia BMS:stä.
Sen päätehtäviin kuuluvat:
Akun valvonta
Lataus- ja purkuohjaus
Lämpötilan hallinta
Turvallisuussuojaus
BMS on tyypillinen{0}}pienjännitteinen elektroninen laite.
Pienetkin ylitykset voivat johtaa:
Tietojen poikkeama
Viestintähäiriöt
Väärä hälytys
Ohjaushäiriöt
Siksi on tärkeää määrittää ylijännitesuojatoimenpiteet BMS{0}}liittyviin piireihin.
4. Estä ketjureaktio vahingoittamasta akkujärjestelmiä
Iskut, kuten elektroniset komponentit, eivät vaikuta suoraan akkuun, mutta ohjausjärjestelmän vaurioituminen voi aiheuttaa suurempia ongelmia.
Esimerkiksi:
Hallitsematon lataus/purkaus
Akun ylijännite
Akun ylivuoto
Epänormaali lämpötila
Kaikki tämä vaikuttaa koko energian varastointijärjestelmän turvallisuuteen.
Vankka ylijännitesuojajärjestelmä voi vähentää peräkkäisten vikojen todennäköisyyttä.
5. Varmista valvonta- ja viestintäjärjestelmien vakaa toiminta
Nykyaikaiset energiavarastovoimalaitokset käyttävät yleensä älykästä hallintamallia.
Järjestelmä sisältää yleensä:
SCADA alusta
Etävalvontajärjestelmä
Tiedonkeruupääte
Verkkokytkentälaitteet
Viestintämoduuli
Nämä laitteet vastaavat toiminnan valvonnasta ja etäylläpidosta.
Jos ylijännite vaurioittaa viestintäjärjestelmää, se voi johtaa:
Tietojen menetys
Katkosten seuranta
Epäonnistuminen havaitsemaan vikoja ajoissa;
Siksi signaali- ja viestintälinjat vaativat myös erikoistuneen SPD:n.
6. Järjestelmän luotettavuuden parantaminen
Energian varastointiprojektit edellyttävät yleensä{0}}pitkäaikaista jatkuvaa toimintaa.
Erityisesti:
verkon taajuuden sääntely hanke;
Microgrid-järjestelmät
Kaupalliset ja teolliset energian varastointiprojektit
Laitteiston seisokit voivat aiheuttaa merkittäviä taloudellisia vahinkoja.
Oikein määritetty SPD voi auttaa operaattoreita:
Vähennä laitevikoja
Vähennä seisokkien riskiä
Lisää järjestelmän saatavuutta
Pidennä laitteiden käyttöikää
Ylijännitesuojaus on{0}}korkea tuotto-pitkän aikavälin näkökulmasta.
7. Energian varastointialan turvallisuusstandardien täyttäminen
Energian varastointimarkkinoiden nopean kehityksen myötä yhä useammat projektit toteuttavat tiukkoja turvallisuusstandardeja.
Hankkeen suunnittelu vaatii yleensä huomion:
Maadoitusjärjestelmän suunnittelu
Miinantorjuntajärjestelmän suunnittelu
SPD-kokoonpano
Sähkömagneettisen yhteensopivuuden vaatimukset
Suurissa-energian varastointivoimaloissa kattavasta paineensäätö- ja suojausjärjestelmästä on tullut tärkeä osa hankkeiden hyväksyntää.
8. Integroidut aurinkosähkön ja energian varastointiprojektit lisäävät SPD:n kysyntää
Viime vuosina aurinkosähkö + energian varastointiprojektit ovat kehittyneet nopeasti.
Näiden järjestelmien joukossa ovat:
Aurinkosähköiset sivuriskit
Sisältää:
Salaman aallot
DC jännite
sivuriskit Energian varastointi
Sisältää:
PCS aalto
Viestintäjärjestelmät lisääntyvät
Sähkönjakelujärjestelmän aalto
Tämän seurauksena SPD:tä käytetään tyypillisesti:
Aurinkosähkö DC puoli
AC puoli
Energian varastointi.
Viestintälinjat
Tämä on lisännyt entisestään ylijännitesuojatuotteiden kysyntää energian varastointiteollisuudessa.
Johtopäätös:
Energian varastointiteollisuuden kehittyessä järjestelmien turvallisuuden ja luotettavuuden merkitys tulee yhä selvemmäksi. Salamaniskut ja salamaniskut vaikuttavat sekä akunhallintajärjestelmään, PCS-muuntimeen että valvonta- ja viestintäverkkoihin. Ylijännitesuojaimien tieteellisen käyttöönoton avulla voidaan tehokkaasti vähentää laitteiden vaurioitumisriskiä, parantaa järjestelmän vakautta, vähentää seisokkien aiheuttamia häviöitä ja täyttää nykyaikaisen energian varastointitekniikan turvallisuusstandardit. Kattavasta ylijännitesuojasta on tullut tärkeä perusta energiaa varastoivien voimalaitosten kehittäjille, EPC-urakoitsijoille ja järjestelmäintegraattoreille varmistaakseen projektin pitkän aikavälin vakauden.
Usein kysytyt kysymykset:
Miksi energian varastointijärjestelmät tarvitsevat ylijännitesuojaa?
Koska energian varastointijärjestelmä sisältää suuren määrän elektronisia laitteita, jotka ovat herkkiä salamaniskuille ja ohimeneville ylijännitteille.
Mitkä energian varastointijärjestelmän laitteet vaativat eniten SPD-suojausta?
PCS-muuntimet, BMS-järjestelmät, valvontalaitteet ja viestintäjärjestelmät vaativat kaikki avaimen suojauksen.
Millaisia SPD:itä aurinkoenergian varastointiprojektit vaativat?
Yleensä tarvitaan AC-, DC- ja signaaliautomaatteja.
Voivatko ylijännitesuojat suojata akkuja?
SSD suojaa pääasiassa akkuihin{0}} liittyvää ohjaus- ja tehoelektroniikkaa, mikä takaa epäsuorasti akkujärjestelmien turvallisuuden.
Pitääkö SPD asentaa energian varastointiprojekteihin?
SSD-levyistä on tullut vakioominaisuus useimmissa suurissa energian varastointi- ja aurinkoenergiaprojekteissa.