БЕСС водич за дизајн трансформатора: од хармоника до интеграције мреже

 

1. Системски интерфејс између мреже и БЕСС-а

 

У системима за складиштење енергије батерија (БЕСС), електрична изолација између мреже и система за складиштење енергије је од суштинског значаја за заштиту претварача и батеријских система од пренапона и прекострујних услова узрокованих сметњама у мрежи.

Истовремено, потребна је конверзија напона да би се ускладила са различитим системским нивоима, типично повећањем од 400В инверторског излаза на 690В или 480В БЕСС радног напона, и даље до средње{3}}напонских нивоа мреже за међуповезивање комуналних предузећа.

Овај електрични интерфејс се постиже преко БЕСС трансформатора, који служи као критична веза између система за конверзију енергије и комуналне мреже.

 

2. Функције система за складиштење енергије батерија

 

Батерија{0}}Складиштење енергије (БЕСС) је систем за складиштење енергије заснован на батеријама{1}}који ефикасно складишти електричну енергију произведену из различитих извора енергије, укључујући угаљ, нуклеарну енергију, енергију ветра и соларну енергију, на више начина. Може да складишти вишак електричне енергије током вршних периода производње обновљиве енергије (соларне и ветар) и да је ослободи када се производња смањи или потрошња повећа.

Комбиновање БЕСС-а са обновљивим изворима енергије помаже у побољшању поузданости и стабилности мреже, у потпуности користећи зелену електричну енергију. Штавише, ако је решење на одговарајући начин скалирано и добро-интегрисано, ова технологија може да уравнотежи цене електричне енергије и смањи потребу за накнадним опремањем мрежа заснованих на фосилним горивима-.

 

• Врхунско бријање и праћење оптерећења
• Побољшање квалитета струје
• Поузданост и подршка за резервне копије
• Мрежне услуге и подршка за паметну мрежу

 

 

3. Шта дефинише прави БЕСС дизајн трансформатора

 

Прави БЕСС трансформатор није модификовани дистрибутивни трансформатор.

То је специјализована електрична компонента дизајнирана посебно за системе за складиштење енергије батерија, где су циклуси, хармоници и двосмерни ток снаге нормални радни услови. Поуздано ради у динамичким електричним системима система за складиштење енергије батерија, континуирано се прилагођавајући променљивим условима оптерећења и таласног облика.

 

3.1 Дизајниран за континуирани енергетски циклус

 

БЕСС трансформатор ради у поновљеним циклусима пуњења и пражњења, често више пута дневно. Ово бициклистичко понашање ствара услове топлотног и електричног напрезања који нису присутни у традиционалним дистрибутивним апликацијама.

Кључна разматрања дизајна укључују:

• Оптимизован ОНАН / ОНАФ систем хлађења за циклични рад
• Изолациони материјали високе топлотне класе за продужену топлотну издржљивост
• Контролисани пораст температуре{0}}врле тачке у условима динамичког оптерећења
• Стабилне перформансе под честим флуктуацијама оптерећења

Ово осигурава-дугорочну поузданост у систему за складиштење енергије где се очекује континуирани проток енергије.

 

3.2 Хармонични-толерантни дизајн за системе засноване на инвертеру{2}}

 

У савременим БЕСС електричним системима, системи за конверзију енергије (ПЦС) и инвертори уводе значајно хармонијско изобличење и не-нелинеарне услове оптерећења.

Одговарајући БЕСС трансформатор стога мора укључивати:

• К-Дизајн са оценом фактора (обично од К-4 до К-20 у зависности од примене)
• Смањени лутајући флукс и оптимизован дизајн магнетне путање
• Побољшана структура намотаја да се минимизирају хармонијски губици
• Мање вртложне струје и додатни лутајући губици

Ове карактеристике побољшавају термичку стабилност и оперативну поузданост у хармонијским{0}}окружењима која су типична за велике-БЕСС инсталације.

3.3 Систем изолације високог дв/дт за ПЦС комутацију

 

Операције брзог пребацивања у ПЦС системима стварају висок дв/дт напон, који ствара континуирани притисак на системе изолације трансформатора.

Да би се обезбедила-дуготрајна диелектрична поузданост, прави БЕСС трансформатор захтева:

• Висока отпорност на дв/дт изолацију
• Изолациона структура отпорна на делимично пражњење{0}
• Дизајн ојачане диелектричне координације
• Повећана толеранција пренапона за прелазне услове

Овај приступ дизајну штити трансформатор од понављајућег електричног напрезања високе -фреквенције који се генерише у систему за складиштење енергије.

3.4 Електромагнетна заштита и стабилност мреже

 

Електростатичка и електромагнетна заштита је неопходна у БЕСС апликацијама{0}}повезаним са мрежом, посебно тамо где су квалитет електричне енергије и стабилност мреже критични.

Његове функције укључују:

• Смањење капацитивног спрега између намотаја
• Сузбијање прелазних сметњи напона
• Побољшање перформанси електромагнетне компатибилности (ЕМЦ).
• Повећање стабилности у условима слабе мреже

Ово је посебно важно у БЕСС енергетским системима{0}}корисних размера где више претварача ради паралелно.

 

3.5 Мали-Дизајн језгра са малим губицима за високо{2}}ефикасне операције

 

Пошто енергија у БЕСС систему пролази кроз трансформатор током циклуса пуњења и пражњења, чак и мали губици могу значајно утицати на укупну ефикасност система.

 

Типичне оптимизације дизајна језгра укључују:

Ова побољшања директно доприносе већој-ефикасности повратног путовања у БЕСС-у.

 

3.6 Еколошки{1}}пријатељски и ватрогасни-системи изолације

 

 

3.7 Инжењерски захтеви-системског нивоа

БЕСС трансформатор мора да се интегрише са пуним системом складиштења енергије:

• Прилагођена импеданса за ПЦС оптерећења
• Компатибилност са више конфигурација претварача
• Висока способност преоптерећења без деградације изолације
• Интеграција са расклопним апаратима и системима заштите
• Подршка за двосмерне операције

 

4. БЕСС Трансформер Солутионс компаније СЦОТЕЦХ

 

СЦОТЕЦХ обезбеђује конструисана решења трансформатора за БЕСС, покривајући трансформаторе постављене на подлогу, трансформаторе малих подстаница и енергетске трансформаторе.

Свако решење је дизајнирано посебно за захтеве БЕСС електричног система као што су:

• Двосмерни ток снаге
• Хармонска дисторзија од ПЦС система
• Непрекидан рад циклуса

Уместо стандардне опреме за дистрибуцију, СЦОТЕЦХ се фокусира на{0}}инжењеринг трансформатора специфичних за апликације за стварне услове складиштења енергије.

4.1. Трансформатор монтиран на подлогу за БЕСС апликације

 

Трансформатори постављени на подлогу се широко користе у контејнерским и комерцијалним БЕСС системима, обезбеђујући компактан и ефикасан интерфејс између ПЦС-а и мреже.

4.2. Мали трансформатор подстанице за интеграцију БЕСС мреже

 

Мали трансформатори подстаницесе користе у средње{0}}напонским БЕСС системима интерконекције, где су кондиционирање напајања и усклађеност мреже критични.

 

4.3. Енергетски трансформатор за комуналне-Сцале БЕСС системе

 

Енергетски трансформатори се примењују у великим-постројењама за складиштење енергије и БЕСС пројектима на нивоу мреже{1}}, где ефикасност и поузданост директно утичу на повраћај улагања система.

 

 

4.4. СЦОТЕЦХ БЕСС Инжењерске способности и интеграција

 

 

У систему за складиштење енергије батерија (БЕСС), трансформатор није самостална компонента, већ кључни интерфејс између ПЦС-а и мреже.

Типичан БЕСС електрични систем укључује батеријске модуле, БМС, ПЦС, трансформатор, расклопну опрему и мрежну везу, где енергија тече у оба смера током пуњења и пражњења.

Да би обезбедио стабилан рад у овим условима, СЦОТЕЦХ дизајнира трансформаторе засноване на стварним захтевима система, а не на стандардним конфигурацијама.

 

Кључне могућности укључују:
• Прилагођени дизајн заснован на ПЦС/инвертер конфигурацији
• Оптимизација профила оптерећења и циклусног рада
• Хармонични{0}}толерантни дизајн за системе{1}}на инвертерски погон
• Усклађивање импедансе за стабилну системску интеграцију
• Висока способност преоптерећења без смањења века изолације
• Усклађеност са ИЕЕЕ / АНСИ / ЦСА / ИЕЦ стандардима

 

СЦОТЕЦХ трансформатори се широко користе у комуналним{0}}пројектима, Ц&И и хибридним БЕСС пројектима обновљивих + складиштених.

 

5. Зашто дизајн трансформатора директно утиче на повраћај улагања

 

У систему за складиштење енергије батерија (БЕСС), трансформатор се често потцењује.

Али то директно утиче на:

6. Закључак

 

Како системи за складиштење енергије батерија настављају да се шире, БЕСС трансформатор је постао критична компонента за интеграцију у мрежу, ефикасност система и оперативну поузданост. За разлику од традиционалних трансформатора, он мора да издржи двосмерни ток снаге, континуирани циклус, хармонике и брзо пребацивање инвертера. Одговарајући дизајн трансформатора директно утиче на перформансе, стабилност и-дугорочну профитабилност модерних БЕСС пројеката.