راه حل طراحی کامل خارج از شبکه برای مناطق مسکونی عراق

ذخیره انرژی فتوولتائیک + راه حل طراحی کامل دیزل ژنراتور خارج از شبکه برای مناطق مسکونی عراق

1. بررسی اجمالی راه حل

این طرح یک سیستم انرژی خالص خارج از شبکه را برای مناطق مسکونی عراق طراحی می کند, با ایده اصلی “فتوولتائیک + ذخیره انرژی به عنوان اصلی, اضطراری دیزل ژنراتور“: با استفاده از واحد ذخیره انرژی 5 مگاوات ساعت به عنوان ماژول اصلی, بر اساس منطقه پیکربندی شده است (4 متراژ ویلا هر کدام 30 مگاوات ساعت, 2 مناطق مرتفع 25 مگاوات ساعت هر کدام), یک سیستم واحد با 1.5 مگاوات ذخیره انرژی فتوولتائیک/تنظیمی (مجموعا 51 مگاوات), از طریق اتصال مستقیم DC-DC برای رسیدن به فتوولتائیک 4 ساعت ذخیره انرژی کامل, برای تامین نیاز برق روزانه 122,500 کیلووات ساعت. این سیستم با ولتاژ پایین به شبکه متصل می شود, ترانسفورماتورهای ایزوله در مناطق مرتفع برای اطمینان از ایمنی اضافه می شوند, و دیزل ژنراتور (2 5مگاوات) فقط برای مقابله با آب و هوای شدید استفاده می شود. برای ویلاهای بزرگ, می توانید برای بهبود پایداری منبع تغذیه، ذخیره انرژی خانگی 30 کیلووات ساعت اضافه کنید, یا می توانید از راه حل اصلی استفاده کنید (بدون ذخیره سازی خانگی) برای کاهش هزینه ها. هر دو حالت برای دمای بالا و محیط گرد و غبار بالا در صحرای خاورمیانه مناسب هستند.

2. پارامترهای اصلی و چارچوب طراحی

2.1. پارامترهای کلیدی

• کل مصرف برق: 3500 خانوار x 35 کیلووات ساعت/خانوار/روز = 122500 کیلووات ساعت در روز (میانگین مصرف برق ویلاها و ساختمان های بلند بر اساس مقدار میانه محاسبه می شود 35 کیلووات ساعت)
• الزامات اصلی ذخیره سازی انرژی: ملاقات کنید 100% میزان مصرف برق در طول روز (122,500 کیلووات ساعت در روز), و دیزل ژنراتور روشن نمی شود مگر اینکه شرایط خاصی وجود داشته باشد (آب و هوای شدید برای بیش از 3 روزهای متوالی).
• الزامات شارژ فتوولتائیک: سیستم ذخیره انرژی داخل را به طور کامل شارژ کنید 4 ساعت (باید مصرف برق بلادرنگ را در طول شارژ پوشش دهد + مقدار شارژ ذخیره انرژی)را
• پیکربندی PCS: پیکربندی شده به نسبت 1/4 از ظرفیت ذخیره انرژی, با استفاده از یک سیستم 1.45 مگاواتی با نام تجاری درجه یک (پشتیبانی از اتصال شبکه ولتاژ پایین 1500 ولت → 400 ولت)
• تقسیم منطقه: 6 مناطق ذخیره انرژی (از جمله 2 مناطق مرتفع, که نیاز به ترانسفورماتورهای ایزوله دارند)را
• آفتاب معادل: 1790 ساعت در سال → 4.9 ساعت در روز (اوج آفتاب)را
• کارایی سیستم: فتوولتائیک → ذخیره انرژی (اتصال مستقیم DC-DC) بهره وری 0.92, تخلیه ذخیره انرژی → راندمان بار 0.88, راندمان شارژ و دشارژ جامع 0.81
• سیستم ذخیره انرژی: پیکربندی استاندارد 5MWh/set را اتخاذ می کند, و ظرفیت کل به 170 مگاوات ساعت تنظیم شده است (تامین نیاز برق 122,500 کیلووات ساعت در روز, و مضرب است 5)را
• ذخیره انرژی خانگی: ویلاهای بزرگ دارای 30 کیلووات ساعت برای خانوار هستند (با فرض وجود 200 ویلاهای بزرگ , حسابداری برای 10% از تعداد کل ویلاها), و به شبکه اجتماعی متصل شد.

2.2. منطق طراحی

با “5واحد ذخیره سازی انرژی مگاوات ساعت” به عنوان ماژول اصلی, هر منطقه از چندین ماژول تشکیل شده است, مجهز به فتوولتائیک, همگرایی, تبدیل و سایر تجهیزات; ذخیره انرژی خانگی به عنوان مکمل برای بهبود انعطاف پذیری منبع تغذیه استفاده می شود. پیروی از منطق پیکربندی صحرای خاورمیانه, فتوولتائیک مسئول هستند 85% از میانگین مصرف برق روزانه + شارژ ذخیره انرژی, و ذخیره انرژی در پیکربندی شده است 1.2 برابر میانگین مصرف برق روزانه (برای مقابله با نوسانات کوتاه مدت). را

3. پیکربندی سیستم ذخیره انرژی

3.1. ظرفیت کل و توزیع منطقه ای

• تقاضای نظری: 122500 kWh/day ÷ راندمان تخلیه 0.88 ≈ 139205 کیلووات ساعت (مقدار برق ذخیره شده)را
• پیکربندی واقعی: 1.2 بار طراحی افزونگی (برای مقابله با تخریب باتری و بار شدید) → 139205 کیلووات ساعت × 1.2 ≈ 167046 کیلووات ساعت, بر روی 170 مگاوات ساعت تنظیم شده است (برآوردن نیاز چندگانه 5)را
• پیکربندی تک منطقه ای:
• منطقه ویلا (4): 30 هر مگاوات ساعت → 30 مگاوات ساعت 5 مگاوات ساعت / واحد = 6 واحد/منطقه (4×6=24 واحد در کل)
• مناطق مرتفع (2): 25هر MWh → 25MWh÷5MWh/set = 5 مجموعه/منطقه (2×5=10 مجموعه در کل)را
• پارامترهای باتری: 5مگاوات ساعت / مجموعه برای بسته باتری لیتیوم آهن فسفات (1500در دی سی, عمر چرخه 6000 بار, عمق تخلیه 80% → در دسترس 4 مگاوات ساعت / مجموعه)را
• پیکربندی ویلا و بلند مرتبه می تواند طرح پیکربندی ذخیره انرژی را با توجه به بار قدرت واقعی تنظیم کند.

3.2. 5واحد ذخیره انرژی مگاوات ساعت از طراحی پشتیبانی می کند (ماژول پایه)

• ترکیب ماژول: 5محفظه باتری مگاوات ساعت (از جمله BMS) + 1 مجموعه 1.45 مگاواتی PCS یک برند درجه یک + 1 مجموعه DC-DC کابینت اتصال
• پشتیبانی فتوولتائیک: هر 5 مگاوات ساعت ذخیره انرژی باید با 1.5 مگاوات برق فتوولتائیک مطابقت داده شود (برای ملاقات 4 ساعت شارژ کامل: 1.5MW×4h×0.92 راندمان = 5.52MWh, پوشش نیازهای شارژ ذخیره انرژی)را
• منطق اتصال: PV از طریق یک کابینت ترکیبی به ذخیره انرژی 5 مگاوات ساعت متصل می شود → DC-DC مستقیماً از طریق PCS به شبکه 400 ولت منطقه ای متصل می شود.

4. ترکیب سیستم ذخیره انرژی منطقه ای

4.1. 5لیست تجهیزات واحد ذخیره انرژی مگاوات ساعت

را

4.2 یکپارچه سازی سیستم ذخیره انرژی منطقه ای

• منطقه ویلا (30مگاوات ساعت): 6 5واحدهای مگاوات ساعت به صورت موازی وصل شده و از طریق یک تابلو برق 10 مگاواتی به شبکه برق منطقه ای متصل می شوند. (400V).
• منطقه مرتفع (25مگاوات ساعت): 5 5واحدهای مگاوات ساعت به صورت موازی, مجهز به 5 1.5 ترانسفورماتورهای جداسازی MVA + 8تابلو برق فشار ضعیف مگاوات
• ترانسفورماتور ایزولاسیون (بلند مرتبه): سیم کشی Dyn11, سومین سرکوب هارمونیک, امپدانس اتصال کوتاه 6%, تامین نیازهای زمینی مناطق مسکونی

4.3 ذخیره انرژی خانگی برای ویلاهای بزرگ

• ظرفیت ذخیره سازی خانگی: 200 خانوار × 30 کیلووات ساعت / خانگی = 6 مگاوات ساعت (فسفات آهن لیتیوم, عمق تخلیه 80% → 24 کیلووات ساعت موجود است / خانوار)را
• معکوس کننده: 30ذخیره سازی خانگی کیلووات ساعت با اینورتر 5 کیلووات (پشتیبانی از اتصال به شبکه 400 ولت, با عملکرد ضد جریان معکوس)را
• منطق عملیات: استفاده از خود را در اولویت قرار دهید, و نیروی مازاد را در شبکه برق جامعه ادغام کنید. زمانی که کمبود برق وجود دارد, برق را از شبکه بگیرید (زمانی که SOC < 20%)

5. پیکربندی سیستم فتوولتائیک

5.1. استخراج ظرفیت نصب شده

• مقدار برق مورد نیاز برای تکمیل 4 ساعت:
• ظرفیت شارژ ذخیره انرژی: 170مگاوات ساعت (ذخیره انرژی کل) × 80% (شارژ کامل) ÷ راندمان شارژ 0.92 ≈ 148.91 مگاوات ساعت
• 4 ساعت مصرف برق بلادرنگ: 122500 کیلووات ساعت/روز×(4/24)≈20417 کیلووات ساعت
• کل تقاضای برق: 148910 کیلووات ساعت + 20417 کیلووات ساعت = 169327 کیلووات ساعت
• ظرفیت نصب شده فتوولتائیک: 169327 درجه ÷ 4 ساعت ÷ کارایی سیستم 0.81 (از جمله تلفات قطعات و کابل) ≈ 52539 کیلووات ≈ 52.5 مگاوات
• پیکربندی نهایی: 52.5مگاوات (همراه با ذخیره انرژی 5 مگاوات ساعت و فتوولتائیک 1.5 مگاوات, 34 مجموعه × 1.5 مگاوات = 51 مگاوات, به علاوه 1 مگاوات فتوولتائیک برای ویلاهای بزرگ, مجموعا 52 مگاوات)

5.2 واحد ذخیره انرژی 5 مگاوات ساعت با فتوولتائیک

• ظرفیت نصب شده: 1.5مگاوات (پاسخگویی به شارژ 4 ساعته: 1.5MW×4h×0.92 راندمان = 5.52MWh, پوشش نیازهای شارژ ذخیره انرژی)را
• تعداد ماژول ها: 1.5MW÷0.69kW/module≈2174 ماژول (690ماژول های W)را
• طراحی همگرایی: اتصال سری به کابینت همگرایی 1.5 مگاواتی (از جمله حفاظت در برابر صاعقه و حفاظت فیوز)

5.3 تخصیص فتوولتائیک منطقه ای ( اختیاری برای سقف ویلا )

• منطقه ویلایی تک (30ذخیره انرژی مگاوات ساعت): 6 مجموعه ای از ماژول های 5 مگاوات ساعت → فتوولتائیک 6×1.5 مگاوات = 9 مگاوات
• تخصیص ویلای یک خانواده: 2,000 خانوارها (ویلاهای معمولی) مجهز به میانگین 51 مگاوات برق فتوولتائیک → 25.5 کیلووات / خانوار (25.5kW÷0.69kW/block≈37 بلوک/خانوار)را
• مساحت سقف: 37 بلوک × 2.31 × × 1.1 ≈ 95㎡/خانوار (ویلای معمولی), ویلاهای بزرگ 10 ㎡ اضافی برای ذخیره سازی فتوولتائیک خانگی رزرو می کنند

5.4 تلاقی و اتصال فتوولتائیک

• کابینت کمباین: 1 کابینت ترکیبی (DC 1500 ولت, جریان نامی 1250A) برای هر 1.5 مگاوات برق فتوولتائیک, در مجموع از 34 کابینت ها (مطابق با تعداد مجموعه های ذخیره انرژی 5 مگاوات ساعت)
• کابل DC: کابل (90مقاومت درجه حرارت درجه سانتی گراد, مقاومت در برابر گرد و غبار و مقاومت در برابر پیری), فتوولتائیک → ترکیب کننده → DC-DC → ذخیره انرژی

6. پیکربندی تجهیزات الکتریکی کلیدی

6.1 تابلو برق فشار ضعیف (AC)را

• مشخصات: 400V AC, جریان نامی , مجهز به مدار شکن نوع کشو
• مقدار: 6 مجموعه ها (1 تنظیم در هر منطقه ), منطقه مرتفع با رابط ترانسفورماتور ایزوله
• عملکرد حفاظتی: جریان بیش از حد, اضافه ولتاژ, حفاظت از توالی صفر, و قطع اتصال PCS

6.2 تجهیزات پشتیبانی دیزل ژنراتور

• کابینت سوئیچ ژنراتور: 10 1 دیزل ژنراتورهای مگاواتی هر کدام مجهز به 1 کابینت سوئیچ (از جمله دستگاه متصل به شبکه همزمان)
• کابینت سوئیچ ATS: 10 واحدها (سوئیچ انتقال خودکار, زمان تعویض <50ام‌اس), اتصال ژنراتور و شبکه برق اصلی جامعه

6.3 تجهیزات اندازه گیری و مانیتورینگ

• متر دروازه: 1 سطح 0.2 متر هوشمند در هر منطقه (نظارت بر خروجی فتوولتائیک, شارژ و دشارژ ذخیره سازی انرژی, و بار مصرف برق)را
• مانیتورهای محیطی: 6 (1 در هر منطقه), نظارت بر دما, غلظت گرد و غبار, سرعت باد (مرتبط با تمیز کردن فتوولتائیک)را

7. دیزل ژنراتور و پشتیبانی اضطراری

7.1 پیکربندی دیزل ژنراتور

• ظرفیت: حفظ کنید 10 واحدهای 1000 دبلیو (مجموعا 10 مگاوات), با 170 مگاوات ساعت ذخیره انرژی مطابقت دارد (برای ملاقات 3 روزهای تامین برق در شرایط آب و هوایی شدید)

7.2 بهینه سازی منطق راه اندازی

• سطح 1 ماشه: ذخیره سازی انرژی منطقه ای SOC < 15% و خروجی فتوولتائیک < 30% (ماندگار 12 ساعت)را
• ماشه سطح دوم: 2 یا مناطق بیشتری به طور همزمان از قدرت خارج می شوند, یا میانگین SOC ذخیره سازی خانگی کمتر از 10% ( دزدگیر متمرکز برای ویلاهای بزرگ )

8. منطق عملیات سیستم

8.1 ذخیره انرژی 5 مگاوات ساعتی + 1.5عملکرد فتوولتائیک مگاوات

• صبح ( در مورد 8 :00-12 : 00 ) : PV اولویت را به شارژ ذخیره انرژی می دهد (1.5توان کامل مگاوات), شارژ ذخیره انرژی از 20% به 100% در داخل 4 ساعت
• بعد از ظهر ( در مورد 12 :00-18:00): منبع تغذیه فتوولتائیک به طور مستقیم, انرژی اضافی برای تکمیل ذخیره انرژی (حفظ SOC ≥ 90% )
• شب (18:00- 8:00 ): ذخیره انرژی از طریق PCS تخلیه و بر اساس تقاضای بار منطقه ای توزیع می شود (حداکثر دبی یک مجموعه 1.45 مگاوات است)

8.2 هماهنگی منطقه ای (به عنوان مثال مصرف 30 مگاوات ساعت در منطقه ویلا)را

• 6 مجموعه ای از واحدهای 5 مگاوات ساعتی به صورت موازی متصل می شوند, با ظرفیت کل تخلیه 6×1.45MW=8.7MW​
• اوج بار (18:00-22:00): 6 دبی را به طور همزمان تنظیم می کند تا پیک تقاضای منطقه ای حدود 8 مگاوات را برآورده کند
• ساعات غیر اوج مصرف (2:00-6:00): 2-3 مجموعه ها کافی است, و بقیه در حالت آماده به کار هستند

8.3 هماهنگی سپرده های خانوار برای ویلاهای بزرگ

• ظهر (12:00-14:00): تولید برق فتوولتائیک خانگی → اولویت با تهویه مطبوع خانگی است (اوج بار), و نیروی باقی مانده در شبکه برق جامعه گنجانده می شود
• شب (20:00-22:00): تخلیه های ذخیره سازی خانگی برای تکمیل مصرف برق خانگی و کاهش فشار تخلیه ذخیره سازی انرژی در جامعه
• وضعیت اضطراری: وقتی شبکه برق جامعه از کار می افتد, ذخیره سازی خانگی به طور خودکار به حالت خارج از شبکه تغییر می کند (حمایت می کند 4 ساعت ها منبع تغذیه برای بارهای کلیدی خانگی)را

8.4 واکنش به آب و هوای شدید (3 روزهای متوالی طوفان شن)را

• خروجی PV به 20% → متوسط ​​تولید برق روزانه 52 مگاوات×4.9 ساعت×0.2=50.96 مگاوات ساعت
• ذخیره انرژی تخلیه می شود 50% در روز اول, مرخص شده به 30% در روز دوم, و دیزل ژنراتور در روز سوم راه اندازی می شود (مکمل 71540 درجه/روز)

9. لیست تجهیزات

را

10. قابلیت اطمینان و اقتصاد

10.1. طراحی قابلیت اطمینان

• مقاومت در برابر گرد و غبار فتوولتائیک: پوشش نانو روی سطح ماژول (چسبندگی گرد و غبار را کاهش می دهد 30%), هفته ای یکبار تمیز می شود
• افزونگی ذخیره انرژی: 30مگاوات ساعت (ویلا), 25مگاوات ساعت (بلند مرتبه) در یک منطقه واحد, از جمله 10% ظرفیت پشتیبان, می تواند از حوزه های دیگر حمایت کند
• ضمانت تامین برق: در دسترس بودن سیستم ≥ 99.8% (قطع برق ≤ 7 ساعت در سال)را
• ذخیره سازی خانگی قابلیت اطمینان را بهبود می بخشد: انباری خانگی در ویلاهای بزرگ می تواند پشتیبانی کند 5% از کل بار جامعه (در مورد 6,000 درجه/روز), و در موارد شدید تعداد شروع به کار دیزل ژنراتور را کاهش دهید; ذخیره سازی خانگی با شبکه اصلی مرتبط است: از طریق EMS, “اولویت شبکه اصلی, ذخیره سازی خانگی استفاده می شود” برای جلوگیری از اثر جزیره

11. خلاصه راه حل

این راه حل به پیکربندی سیستم استاندارد و گسترش انعطاف پذیر از طریق طراحی مدولار دست می یابد “5ذخیره انرژی مگاوات ساعت + 1.5مگاوات فتوولتائیک”. تابلو برق فشار قوی تازه اضافه شده, کابینت اتصال و سایر تجهیزات پیوند ایمنی الکتریکی را بهبود می بخشد, و ذخیره سازی خانگی ویلاهای بزرگ باعث بهبود افزونگی منبع تغذیه می شود. این راه حل نیازهای عملیات خالص خارج از شبکه جوامع مسکونی عراق را برآورده می کند, با ویژگی های زیست محیطی منطقه بیابانی خاورمیانه سازگار است, و از نظر قابلیت اطمینان و اقتصادی عملکرد خوبی دارد. مقیاس ذخیره سازی خانگی را می توان با توجه به تعداد واقعی ویلاهای بزرگ تنظیم کرد , یا فاصله بین ماژول های فتوولتائیک را می توان برای انطباق با مساحت سقف کوچکتر بهینه کرد.