neprijungtas prie tinklo visas dizaino sprendimas Irako gyvenamiesiems rajonams

Fotovoltinės energijos kaupimas + dyzelinio generatoriaus neprijungtas prie tinklo pilnas dizaino sprendimas Irako gyvenamiesiems rajonams

1. Sprendimo apžvalga

Šiame plane suprojektuota gryna be tinklo energijos sistema Irako gyvenamiesiems rajonams, su pagrindine idėja “fotovoltinė + energijos kaupimas kaip pagrindinis, avarinis dyzelinis generatorius“: naudojant 5MWh energijos kaupiklį kaip pagrindinį modulį, sukonfigūruotas pagal regioną (4 vilų plotai po 30MWh, 2 daugiaaukščių plotų po 25MWh), viena sistema su 1,5 MW fotovoltinės / nustatytos energijos kaupimu (viso 51MW), per DC-DC tiesioginį ryšį, kad būtų pasiekta fotovoltinė energija 4 valandų pilnas energijos kaupimas, kasdieniniam elektros energijos poreikiui patenkinti 122,500 kWh. Sistema prijungta prie tinklo esant žemai įtampai, Siekiant užtikrinti saugumą, daugiaaukščiuose rajonuose pridedami izoliaciniai transformatoriai, ir dyzeliniai generatoriai (2 5MW) naudojami tik esant ekstremalioms oro sąlygoms. Didelėms viloms, Galite pasirinkti pridėti 30 kWh buitinės energijos saugyklą, kad pagerintumėte maitinimo stabilumą, arba galite naudoti pagrindinį sprendimą (nėra buitinės saugyklos) sumažinti išlaidas. Abu režimai tinka aukštai temperatūrai ir daug dulkių Vidurio Rytų dykumoje.

2. Pagrindiniai parametrai ir projektavimo sistema

2.1. Pagrindiniai parametrai

• Bendras elektros suvartojimas: 3500 namų ūkiai x 35 kWh/namų ūkis/dieną = 122500 kWh/dieną (vidutinis vilų ir daugiaaukščių namų elektros suvartojimas skaičiuojamas pagal vidutinę vertę 35 kWh)
• Pagrindiniai energijos kaupimo reikalavimai: susitikti 100% visos dienos elektros suvartojimo (122,500 kWh/dieną), ir dyzelinis generatorius neįsijungs nebent ypatingų aplinkybių (ekstremalūs orai daugiau nei 3 dienas iš eilės).
• Fotovoltinio įkrovimo reikalavimai: Visiškai įkraukite viduje esančią energijos kaupimo sistemą 4 valandų (turi padengti realaus laiko energijos suvartojimą įkrovimo metu + energijos kaupimo įkrovimo suma),
• PCS konfigūracija: Sukonfigūruotas santykiu 1/4 energijos kaupimo pajėgumų, naudojant pirmos eilės prekės ženklo 1,45 MW sistemą (palaiko 1500V→400V žemos įtampos tinklo jungtį)
• Rajono padalijimas: 6 energijos kaupimo zonos (įskaitant 2 daugiaaukščių teritorijų, kuriems reikalingi izoliaciniai transformatoriai),
• Lygiavertis saulės spindulys: 1790 valandos per metus → 4.9 valandų per dieną (didžiausias saulės spindulys),
• Sistemos efektyvumas: Fotovoltinė → energijos kaupimas (DC-DC tiesioginis ryšys) efektyvumą 0.92, energijos kaupimo iškrova → apkrovos efektyvumas 0.88, visapusiškas įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas 0,81
• Energijos kaupimo sistema: priima 5MWh/nustatyti standartinę konfigūraciją, ir bendra galia koreguojama iki 170MWh (patenkinti elektros poreikį 122,500 kWh/dieną, ir yra kartotinis 5),
• Buitinės energijos kaupimas: didelės vilos įrengtos 30kWh/namų ūkiui (darant prielaidą, kad yra 200 didelių matmenų vilos , apskaitą 10% viso vilų skaičiaus), ir prijungtas prie bendruomenės tinklo.

2.2. Dizaino logika

Su “5MWh energijos kaupimo blokas” kaip pagrindinis modulis, kiekviena sritis susideda iš kelių modulių, įrengta fotovoltinė, konvergencija, konversijos ir kita įranga; buitinės energijos kaupimas naudojamas kaip priedas siekiant pagerinti elektros energijos tiekimo lankstumą. Vadovaujantis Artimųjų Rytų dykumos konfigūracijos logika, fotoelektros yra atsakingos už 85% vidutinio paros elektros suvartojimo + energijos kaupimo įkrovimas, ir energijos kaupimas sukonfigūruotas 1.2 kartų viršija vidutinį elektros energijos suvartojimą per dieną (susidoroti su trumpalaikiais svyravimais). ,

3. Energijos kaupimo sistemos konfigūracija

3.1. Bendras pajėgumas ir regioninis pasiskirstymas

• Teorinė paklausa: 122500 kWh/dieną ÷ iškrovimo efektyvumas 0.88 ≈ 139205 kWh (saugotinos elektros energijos kiekis),
• Faktinė konfigūracija: 1.2 kartų atleidimo dizainas (susidoroti su akumuliatoriaus gedimu ir dideliu apkrovimu) → 139205 kWh × 1.2 ≈ 167046 kWh, pakoreguota iki 170MWh (atitinkantis kelis reikalavimus 5),
• Vieno regiono konfigūracija:
• Vilų zona (4): 30 MWh kiekvienas → 30MWh÷5MWh/vnt. = 6 vnt./plotas (4×6 = iš viso 24 vienetai)
• Daugiaaukštės teritorijos (2): 25MWh kiekvienas → 25MWh÷5MWh/rinkinys = 5 rinkiniai/plotas (2×5 = iš viso 10 rinkinių),
• Baterijos parametrai: 5MWh/komplektas ličio geležies fosfato akumuliatorių paketui (1500DC, ciklo gyvenimas 6000 kartų, išleidimo gylis 80% → galimas 4MWh/komplektas),
• Vila ir daugiaaukštė konfigūracija gali reguliuoti energijos kaupimo konfigūracijos schemą pagal faktinę galios apkrovą

3.2. 5MWh energijos kaupimo blokas, palaikantis projektą (pagrindinis modulis)

• Modulio sudėtis: 5MWh akumuliatoriaus skyrius (įskaitant BMS) + 1 pirmos eilės prekės ženklo 1,45 MW PCS rinkinys + 1 DC-DC rinkinys jungiamoji spinta
• Fotovoltinė palaikymas: Kiekvienas 5 MWh energijos kaupimo turi būti suderintas su 1,5 MW fotovoltinės energijos (susitikti 4 pilno įkrovimo valandų: 1.5MW×4h×0,92 naudingumo koeficientas = 5,52MWh, padengti energijos kaupimo įkrovimo poreikius),
• Ryšio logika: PV yra prijungtas prie 5MWh energijos kaupimo per kombaininę spintą → DC-DC yra tiesiogiai prijungtas prie regioninio 400 V tinklo per PCS.

4. Regioninės energijos kaupimo sistemos sudėtis

4.1. 5MWh energijos saugyklos įrangos sąrašas

,

4.2 Regioninės energijos kaupimo sistemos integravimas

• Vilų zona (30MWh): 6 5MWh blokai yra prijungti lygiagrečiai ir prijungti prie regioninio elektros tinklo per 10 MW žemos įtampos skirstytuvą (400V).
• Daugiaaukštis rajonas (25MWh): 5 5MWh vienetų lygiagrečiai, įrengtas 5 1.5 MVA izoliaciniai transformatoriai + 8MW žemos įtampos skirstomieji įrenginiai
• Izoliacinis transformatorius (daugiaaukštis): Dyn11 laidai, trečiosios harmonikos slopinimas, trumpojo jungimo varža 6%, atitinkantys gyvenamųjų rajonų įžeminimo reikalavimus

4.3 Buitinė energijos saugykla didelėms viloms

• Buitinės saugojimo talpa: 200 namų ūkių × 30kWh / buitinė = 6MWh (ličio geležies fosfatas, išleidimo gylis 80% → galima 24 kWh / namų ūkis),
• Inverteris: 30kWh buitinė saugykla su 5kW inverteriu (palaiko 400V tinklo jungtį, su priešpriešinio srauto funkcija),
• Veikimo logika: Pirmenybę teikite savarankiškam naudojimui, ir sujungti elektros energijos perteklių į bendruomenės elektros tinklą. Kai trūksta elektros energijos, paimti elektrą iš tinklo (kai SOC < 20%)

5. Fotovoltinės sistemos konfigūracija

5.1. Instaliuotos galios išvedimas

• Elektros energijos kiekis, reikalingas įjungti 4 valandų:
• Energijos kaupimo įkrovimo talpa: 170MWh (viso energijos kaupimo) × 80% (įkrauta iki galo) ÷ įkrovimo efektyvumas 0.92 ≈ 148,91 MWh
• 4 valandų realaus laiko elektros suvartojimas: 122500 kWh/dieną×(4/24)≈20417 kWh
• Bendras elektros energijos poreikis: 148910 kWh + 20417 kWh = 169327 kWh
• Fotovoltinė instaliuota galia: 169327 laipsnių ÷ 4 valandų ÷ sistemos efektyvumas 0.81 (įskaitant komponentų ir kabelių nuostolius) ≈ 52539kW ≈ 52,5MW​
• Galutinė konfigūracija: 52.5MW (kartu su 5MWh energijos kaupikliu ir 1,5MW fotovoltiniu, 34 rinkiniai × 1,5MW = 51MW, plius 1MW fotoelektros didelėms viloms, viso 52MW)

5.2 Viena 5MWh energijos saugykla su fotoelektra

• Instaliuota talpa: 1.5MW (atitinka 4 valandų įkrovimą: 1.5MW×4h×0,92 naudingumo koeficientas = 5,52MWh, padengti energijos kaupimo įkrovimo poreikius),
• Modulių skaičius: 1.5MW÷0,69kW/modulis≈2174 moduliai (690W moduliai),
• Konvergencijos dizainas: Serijinis prijungimas prie 1,5 MW konvergencijos spintos (įskaitant apsaugą nuo žaibo ir saugiklio apsaugą)

5.3 Regioninis fotovoltinės energijos paskirstymas ( neprivaloma vilos stogui )

• Vienvietės vilos zona (30MWh energijos kaupimas): 6 5MWh modulių rinkiniai → 6×1,5MW=9MW fotovoltinė
• Vienos šeimos vilos paskirstymas: 2,000 namų ūkių (paprastos vilos) bus aprūpinta vidutiniškai 51MW fotoelektros galia → 25,5kW/namų ūkis (25.5kW÷0,69kW/blokas≈37 blokai/namų ūkis),
• Stogo plotas: 37 blokai × 2,31 ㎡ × 1.1 ≈ 95 ㎡/namų ūkis (eilinė vila), didelės vilos rezervuoja papildomus 10 ㎡ buitinei fotovoltinei saugyklai

5.4 Fotovoltinė santaka ir ryšys

• Kombinuotojo spinta: 1 kombaino spinta (DC 1500V, vardinė srovė 1250A) už kiekvieną 1,5 MW fotovoltinės galios, iš viso 34 spintos (atitinkančių 5MWh energijos kaupimo rinkinių skaičių)
• DC kabelis: Kabelis (90°C temperatūros atsparumas, atsparumas dulkėms ir atsparumas senėjimui), fotovoltinė → kombaineris → DC-DC → energijos kaupimas​

6. Pagrindinių elektros įrenginių konfigūravimas

6.1 Žemos įtampos skirstomieji įrenginiai (AC),

• Specifikacijos: 400V AC, vardinė srovė , įrengtas stalčiaus tipo grandinės pertraukiklis
• Kiekis: 6 rinkiniai (1 nustatyti vienam plotui ), daugiaaukštis plotas su izoliacinio transformatoriaus sąsaja
• Apsaugos funkcija: viršsrovė, viršįtampis, nulinės sekos apsauga, ir PCS jungties išjungimas

6.2 Dyzelinio generatoriaus palaikymo įranga

• Generatoriaus skirstomoji spinta: 10 1 MW dyzeliniai generatoriai, kurių kiekviename yra 1 skirstomoji spinta (įskaitant sinchroninį prie tinklo prijungtą įrenginį)
• ATS skirstomoji spinta: 10 vienetų (automatinis perdavimo jungiklis, perjungimo laikas <50ms), jungiantis generatorių ir bendrijos pagrindinį elektros tinklą

6.3 Matavimo ir stebėjimo įranga

• Vartų matuoklis: 1 lygiu 0.2 išmanusis skaitiklis plotui (stebėti fotovoltinę galią, energijos kaupimo įkrovimas ir iškrovimas, ir apkrovos energijos suvartojimas),
• Aplinkos monitoriai: 6 (1 už plotą), temperatūros stebėjimas, dulkių koncentracija, vėjo greitis (susijęs su fotovoltiniu valymu),

7. Dyzeliniai generatoriai ir avarinė pagalba

7.1 Dyzelinio generatoriaus konfigūracija

• Talpa: Prižiūrėti 10 vienetų 1000 W (viso 10MW), suderinta su 170 MWh energijos kaupimo (susitikti 3 dienų energijos tiekimas ekstremaliomis oro sąlygomis)

7.2 Paleisties logikos optimizavimas

• Lygis 1 paleidiklis: Regioninis energijos kaupimas SOC < 15% ir fotovoltinė galia < 30% (ilgalaikis 12 valandų),
• Antrojo lygio trigeris: 2 ar daugiau sričių tuo pačiu metu neveikia, arba vidutinis buitinės saugojimo SOC yra mažesnis nei 10% ( centralizuota signalizacija didelėms viloms )

8. Sistemos veikimo logika

8.1 Vienas 5MWh energijos kaupiklis + 1.5MW fotovoltinis veikimas

• Rytas ( apie 8 :00-12 : 00 ) : PV teikia pirmenybę energijos kaupimo įkrovimui (1.5MW visa galia), įkraunant energijos saugyklą iš 20% į 100% viduje 4 valandų
• Popietė ( apie 12 :00-18:00): Fotovoltinis maitinimas tiesiogiai, perteklinė galia, skirta energijos kaupimui papildyti (išlaikyti SOC ≥ 90% )
• Naktis (18:00- 8:00 ): Energijos kaupimas iškraunamas per PCS ir paskirstomas pagal regiono apkrovos poreikį (didžiausia vieno komplekto iškrova yra 1,45 MW)

8.2 Regioninis koordinavimas (kaip pavyzdį imant 30MWh vilos teritorijoje),

• 6 lygiagrečiai sujungti 5MWh blokų komplektai, kurių bendra iškrovimo galia yra 6 × 1,45 MW = 8,7 MW
• Didžiausia apkrova (18:00-22:00): 6 nustato iškrovą vienu metu, kad patenkintų didžiausią regiono apie 8MW poreikį
• Ne piko valandos (2:00-6:00): 2-3 komplektų pakanka, o likusi dalis veikia budėjimo režimu

8.3 Didelio dydžio vilų namų ūkio indėlių koordinavimas

• Vidurdienis (12:00-14:00): Buitinė fotovoltinės energijos gamyba → Pirmenybė teikiama buitiniam oro kondicionavimui (didžiausia apkrova), o likusi energija įtraukiama į bendruomenės elektros tinklą
• Naktis (20:00-22:00): Buitinių saugyklų iškrovos, skirtos papildyti namų ūkio elektros energijos suvartojimą ir sumažinti energijos kaupimo iškrovimo slėgį bendruomenėje
• Avarinė būklė: Kai sugenda bendruomenės elektros tinklas, buitinė saugykla automatiškai persijungia į išjungtą tinklo režimą (palaikantis 4 valandų maitinimo pagrindinėms buitinėms apkrovoms),

8.4 Reagavimas į ekstremalų orą (3 iš eilės smėlio audrų),

• PV išeiga sumažėja iki 20% → vidutinė dienos energijos gamyba 52MW × 4,9 valandos × 0,2 = 50,96 MWh​
• Energijos saugykla iškraunama į 50% pirmąją dieną, išleistas į 30% antrą dieną, o dyzelinis generatorius paleidžiamas trečią dieną (papildantis 71540 laipsnių per dieną)

9. Įrangos sąrašas

,

10. Patikimumas ir ekonomiškumas

10.1. Patikimumo dizainas

• Atsparumas fotovoltinėms dulkėms: Nano danga ant modulio paviršiaus (sumažina dulkių sukibimą 30%), valomas kartą per savaitę
• Energijos kaupimo perteklius: 30MWh (vila), 25MWh (daugiaaukštis) vienoje srityje, įskaitant 10% atsarginės talpos, gali paremti kitas sritis
• Maitinimo garantija: sistemos prieinamumas ≥ 99.8% (elektros energijos tiekimo nutraukimas ≤ 7 valandų per metus),
• Buitinis saugojimas padidina patikimumą: Gali palaikyti namų ūkį didelėse vilose 5% viso bendruomenės krūvio (apie 6,000 laipsnių per dieną), ir ekstremaliais atvejais sumažinti dyzelinio generatoriaus paleidimų skaičių; buitinė saugykla yra susieta su pagrindiniu tinklu: per EMS, “pagrindinio tinklo prioritetas, naudojama buitinė saugykla” kad būtų išvengta salos efekto

11. Sprendimo santrauka

Šis sprendimas užtikrina standartizuotą sistemos konfigūraciją ir lanksčią plėtrą dėl modulinės konstrukcijos “5MWh energijos kaupimas + 1.5MW fotovoltinė”. Naujai pridėta aukštos įtampos skirstomoji įranga, jungiamoji spinta ir kita įranga pagerina elektros saugos ryšį, o didelių dydžių vilų buitinė saugykla pagerina elektros energijos tiekimo dubliavimą. Sprendimas atitinka Irako gyvenamųjų bendruomenių tiesioginio veikimo be tinklo poreikius, prisitaiko prie Vidurio Rytų dykumos zonos aplinkos ypatybių, ir gerai veikia patikimumo ir ekonomiškumo požiūriu. Buitinio sandėliavimo skalę galima reguliuoti pagal faktinį didelių matmenų vilų skaičių , arba atstumas tarp fotovoltinių modulių gali būti optimizuotas, kad būtų pritaikytas mažesniam stogo plotui.