Energia salvestuskonteinerite testimine: võrgukapatsiteedi piirangute ja kõrgtehniliste energiakulude lahendamine

Iga insener, kes on teinud täisskaalasid prototüüpide valideerimisi või heaks kiidetud tarnijate nimekirja (AVL) kvalifikatsioonitestimisi konteineritesse paigaldatud akumulaatorite energiamahutite (BESS) jaoks, teab seda stsenaariumi: testimiskava on heaks kiidetud, võimsuse eelarve on arvutatud – kuid kohapealse transformaatori võimsus lihtsalt ei piisa.

Võrguühenduse täiendamise taotlemine tähendab pikkasid ettevalmistusaegu ja kõrgeid kulusid, mida projektikava ei suuda kanda. Täiendamise vahele jätmine tähendab, et suurvõimsad testimisprofid ei saa töötada täielikul sügavusel, andmekogum on ebaühtlane ja kliendile mõeldud tulemus on ohus.

Teise külje pealt vaadates on rahandustiim rahulolematu kasutamistasu arvega. Konteineritaseme testid tähendavad definitsiooni järgi korduvaid täispaiskumise ja täislahutumise tsükleid. Mida suurem on testivõimsus, seda suurem on elektrienergia hind. Mõnede suurte energiamahtuvuse testkohtade puhul lähevad kuus likvideeritavad elektriarved ligi testiseadmete kuus rentimiskuludele.

Piisamatu võrguühenduse võimsus ja liialdatud testenergia tarbimine on praegu kaheks suurimaks piiranguteks, millega akutööstusettevõtted ja süsteemite integratoorid silmitsi seisavad prototüübi kinnitamise ja AVL-kvalifikatsiooni ajal. Selles artiklis selgitatakse, miks need piirangud eksisteerivad, võrreldakse kahte peamist tehnilist lähenemist ja esitatakse neli praktilist kriteeriumi energiamahtuvuse konteineri testisüsteemi valimiseks.

Miks konteineritaseme testid jõuavad võrguühenduse võimsuse piirini

Enne saatmist peab iga energiamahtuvuskonteiner läbima täieliku kontrolli oma laadimis-/täitmise omaduste, tsüklite käitumise ja tööprofiili simuleerimise kohta. Nõutav testvõimsus vastab otseselt testitava konteineri nimivõimsusele – tavaliselt 2,5 MW kuni 5 MW ühiku kohta kasutusel elektrivõrgus.

Probleem: peaaegu igas tootmispaigas on transformaator mõõdetud tootmisvajadustele, mitte mitme megavattise testseadise jaoks. Võrguühenduse täiendamine hõlmab transformaatori vahetamist ja keskmise pinge ehitustöid, mille maksumus võib olla sadu tuhandeid dollarid ja mis võib kesta kvartalite kaupa.

Traditsioonilised testiarhitektuurid teevad olukorda veel halvemaks. Tavapärastes seadistustes dissipeeritakse laadimisest vabanev energiat takistuslikus koormuspankides või tagastatakse seda võrku väga madala tõhususega. Iga korduv laadimis-/täitmisetsükkel tarbib võrguenergiat ja teeb ära soojusjäätmeid, mis vähendab otsest projektikasu.

Võrgukapatsiit ja energiakulu on kaheks näoks ühte probleemi: kui palju võimsust saab tarbida, on piiratud teie võrguühendusega, ja see, kui palju tarbitakse, määrab teie arve. Kokku moodustavad nad kaks reaalsetumat barjääri konteineritasemelise BESS-i testimisel.

Kaks tehnilist lähenemist: vahelduvvooluga ühendatud PCS-i tagant-tagasi vs. ühine alalisvooluautasüsteem

Tööstus kasutab hetkel konteineritasemelise laadi-/lahutusmääramise testimisel kahte peamist tehnilist lähenemist.

Lähenemine 1: tavapärane vahelduvvooluga ühendatud PCS-i tagant-tagasi

Kaks või enam võimsuse teisendussüsteemi (PCS) on ühendatud vahelduvvoolu poolel: üks laadib akut, teine lahtutab. Energia liigub teed Aku A → alalisvoolu/vahelduvvoolu → vahelduvvooluautas → vahelduvvoolu/alalisvoolu → Aku B , läbides kaks täielikku vahelduvvoolu/alalisvoolu teisendusfaasi.

See lähenemine on küps ja selle valiku läve on madal. Siiski piiravad kahekordsed teisendusfaasid süsteemi tõhusust ning – oluliselt – sõltub see arhitektuur ikka ka utiliitvõrgust vahendajana. Võrgukapatsiidi probleemi ei lahendata tegelikult.

Marsruut 2: Ühine alalisvooluautomaatika tagant-tagasi

Selles arhitektuuris ei puuduta energia kunagi vahelduvvoolu külge. Mitu testikanalit ühenduvad kõrgpingelise ühise alalisvooluautomaatikaga, mistõttu laadib ühe akukonteineri välja antav energiat otse teist akukonteinerit. Võrgust saab süsteemi kaotusi kompenseerida või liiasenergiat neelata.

Ühe teisendusastme eemaldamine lühendab energiateed ja vähendab kaotusi. Tasakaalustus on aga tehniliselt keerulisem: see nõuab kõrgpingelise alalisvooluautomaatika projekteerimist ja juhtimist, täpset mitmekanalalist võimsusplaneerimist ning põhjalikke kaitsestrateegiaid. Täielikult kaubanduslikult kasutatavad lahendused on turul endiselt harvaesinevad.

Kõrvuti võrdlus

Mõõtmed	Vahelduvvooluga ühendatud PCS-tagant-tagasi	Ühine alalisvooluautomaatika
Energiatee	Kaks teisendusastet (alalisvool/vahelduvvool + vahelduvvool/alalisvool)	Üks aste, otsene alalisvoolu külje ülekanne
Süsteemi effektiivsus	Piiratud kahekordse teisendusega	Kõrgem — väiksemad teisenduskaotused
Võrgusõltuvus	Võrk tegutseb vahendajana; täisvõimsus on siiski vajalik	Võrk katteb ainult kaod ja ülejääkide
Sobivus võimsuspiiratud kohtadele	Madal	Kõrge
Tehniline küpsus	Küps, laialdaselt saadaval	Kõrgem takistus; vähe kaubanduslikke lahendusi
Mitmekanalne paralleelne testimine	Piiratud	Nativne – maatriksarhitektuur

Oluline erinevus: kas energial peab „läbima“ vahelduvvoolu külje. Tavalises alalisvoolu ühiskasutusvõrgus toimub energia planeerimine otse konteinerite vahel alalisvoolu küljel – lühem tee vähema etappide arvuga, samas kui võrk täidab ainult süsteemi kaod.

Neli hindamiskriteeriumit konteinerite testisüsteemi valimiseks

Võrdlemisel kahte teed saavad insenermeeskonnad hinnata nelja mõõtmes:

1. Võrguühenduse tingimused. Kas teie koha transformaatorivõimsust saab suurendada? Kui võimsus on piiratud, valige arhitektuur, millel on väike võrgusõltuvus.
2. Testide läbilaskvus. Mitu konteinerit tuleb iga päevaga testida? Mitme kanali paralleelne võimekus määrab otseselt läbilaskvuse.
3. Energia maksumus horisont. Kas testijaam töötab aastaid? Väikesed efektiivsuseringid kogunevad pikaajalisel kasutamisel suurteks kulude erinevusteks.
4. Tulevikus laiendatavus. Kas süsteemi saab modulaarselt laiendada, et hõlmata järgmise põlvkonna pinget ja võimsust nii, et ei ole vaja uuesti projekteerida?

MatrixLink-PST: Ühine vahelduvvoolu-võrgust sõltumatu testisüsteem, mis on loodud nende piirangute jaoks

Zhuhai Jiuyuani MatrixLink-PST maatrikstüüpi ESS tagasipöörduva võimsuse marsruutimise testisüsteemi on spetsiaalselt projekteeritud ülaltoodud kahe piirangu põhjal. Peamised disainiomadused on:

Ühine alalisvoolu-võrgu topoloogia

Kõrgpingelise alalisvoolu-võrgu kasutatakse testienergia "peamise arterina". Võrgust tuleb kompenseerida ainult kaod ja üleliialine energiakogus taastatakse. See on Jiuyuani isearendatud tehnoloogia, mille kaitsevad mitmed leiutuspatendid, ning see saavutab kuni 98,5% tipptõhususe süsteemitasandil.

Maatriksmitmekanaliline arhitektuur

Süsteem toetab paindlikku 2–4 kanali konfiguratsiooni, kus iga kanal reguleerib laadi- ja tühjendusparameetreid iseseisvalt – seda kasutatakse paralleelselt mitme konteineri testimiseks. Mooduldisain võimaldab sujuvat mahukuse laiendamist: kanalite lisamiseks tuleb täiendada ainult seadmeid, mitte luua uusi riistvaralisi lahendusi.

Kõrge täpsusega juhtimine kvalifikatsioonitaseme andmete saamiseks

Kõrgkiiruslik võimsuse reguleerimine kõrgtäpsustega sensoritega tagab andmete täpsuse ja korduvusvõime. Pinge ja voolu mõõtmise täpsus on ±0,05% täisskaalast — see on täpsustase, mida nõuavad AVL kvalifikatsiooni- ja eelsertifitseerimistestide kampaaniad.

Peamine spetsifikatsioon

Parameeter	MatrixLink-PST
Kanali pingevahemik	80 V – 2500 V
Võimsus kanali kohta	≥ 600 kW (toetatakse MW-tasemel laiendamist)
Voolu valikud	2400 A / 3000 A / 3600 A / 4000 A
Pingetäpsus ja voolutäpsus	±0,05% FS

80–2500 V vahemik hõlmab nii tänapäevaseid peamisi konteinerplatvorme kui ka järgmise põlvkonna kõrgpinge lahendusi, mistõttu ühe süsteemi investeering jääb asjakohaseks ka siis, kui toote teekond areneb.

KKK

Mis on energiamahtude konteinerite testimine? See on täieliku konteineriseeritud BESS-i süsteemitaseme kontroll — laadimis- ja tühjendusomaduste, mahtuvuse, tsüklite käitumise ja töörežiimi simuleerimise kontroll —, mida teostatakse nimetatud võimsusel enne saatmist. See erineb rakupõhisest või elemendipõhisest testist selles, et see kinnitab täielikult integreeritud konteineri, nagu seda saadetakse.

Miks on võrgukapatsiit konteinerite testimise kitsariba? Testvõimsus peab vastama konteineri nimetatud võimsusele, mis on sageli mitu megavatti. Tehasesed transformaatorid on mõõdetud tootmisvõimsusele ja võrguühenduse täiendused on kallid ning aeglaselt teostatavad. Testiarhitektuurid, millel on väike võrgusõltuvus — näiteks ühise DC-autobussi tagasipöörduvad süsteemid — vältivad seda piirangut.

Kuidas vähendab ühise DC-autobussi testisüsteem elektri kulutusi? Ühe konteineri laadumise energia laadib otse teist konteinerit ühise vahelduvvoolu-võrgu kaudu, mistõttu tarbib koht võrguenergiat ainult teisenduskaotsuste katteks. Ühendatuna regeneratiivse üleliigse energia käsitlusega vähendab see oluliselt netoenergia-tarvet iga testitsükli kohta võrreldes takistusliku hajutamisega või vahelduvvoolu-poole läbimisega.

Mida nõuab AVL kvalifikatsioonitestid testiseadmetelt? Kinnitatud tarnijate nimekirja kvalifikatsioon nõuab täpset ja korduvat andmeid täielikul nimivõimsusel. Seadmed peavad tagama täpsed mõõtmised (nt ±0,05 % FS), stabiilsed mitmekanalilised juhtimisfunktsioonid ning täieliku andmete logimise, et vastu pidada nii klientide kui ka kolmandate osapoolte audititele.

Kohustuslik väljaandmine

Energiamahutite prototüübi valideerimine ja AVL-kvalifitseerimine seisavad praegu kahe kitsaskoha ees: võrgusse ühendamise võimsus ja testide energiakulu. Tavalised vahelduvvooluga ühendatud PCS-tagasipöörde süsteemid on küpsed, kuid nende tõhusus on piiratud ja nad on sõltuvad võrgust. Ühise alalisvoolu (DC) bussi arhitektuurid tagavad kõrgema tõhususe ja väiksema sõltuvuse võrgust, kuid nende rakendamise tehniline barjäär on kõrgem.

Kohadega, kus on kitsas võrguühenduse võimsus, intensiivne testide graafik ja pikaajalised ekspluatatsiooniplaanid, pakub ühise DC-bussi lahendus – näiteks Jiuyuan’i MatrixLink-PST maatrikstestisüsteem – selget eeliseid kogukulude suhtes kogu testijaama eluajaks.

Kas te planeerite konteineritaseme testivõimalusi? [Uurige Matrix-Form ESS tagasipöörde võimsusrüütlit → [INTERNAL LINK: https://www.jiuyuantech-cn.com/matrix--form-ess-back-to-back-power-router]] või [võtke ühendust meie insenermeeskonnaga üksikasjaliku tehnilise spetsifikatsiooni saamiseks [INTERNAL LINK: https://www.jiuyuantech-cn.com/solution]].