suluhisho kamili la muundo wa nje ya gridi kwa maeneo ya makazi ya Iraqi

Hifadhi ya nishati ya Photovoltaic + Jenereta ya dizeli suluhisho kamili la muundo wa nje ya gridi kwa maeneo ya makazi ya Iraqi

1. Muhtasari wa Suluhisho

Mpango huu unabuni mfumo safi wa nishati nje ya gridi kwa maeneo ya makazi ya Iraqi, na wazo la msingi la “photovoltaic + hifadhi ya nishati kama kuu, dharura ya jenereta ya dizeli“: kutumia 5MWh kitengo cha kuhifadhi nishati kama moduli ya msingi, imeundwa na mkoa (4 maeneo ya villa 30MWh kila moja, 2 maeneo ya juu 25MWh kila moja), mfumo mmoja wenye hifadhi ya nishati ya 1.5MW ya photovoltaic/seti (jumla ya 51MW), kupitia uunganisho wa moja kwa moja wa DC-DC ili kufikia photovoltaic 4 masaa ya kuhifadhi nishati kamili, ili kukidhi mahitaji ya kila siku ya umeme 122,500 kWh. Mfumo umeunganishwa kwenye gridi ya taifa kwa voltage ya chini, transfoma ya kutengwa huongezwa katika maeneo ya juu ili kuhakikisha usalama, na jenereta za dizeli (2 5MW) hutumiwa tu kukabiliana na hali ya hewa kali. Kwa majengo ya kifahari makubwa, unaweza kuchagua kuongeza hifadhi ya nishati ya kaya ya 30kWh ili kuboresha uthabiti wa usambazaji wa nishati, au unaweza kutumia suluhisho la msingi (hakuna hifadhi ya kaya) ili kupunguza gharama. Njia zote mbili zinafaa kwa hali ya joto ya juu na mazingira ya vumbi la juu katika jangwa la Mashariki ya Kati.

2. Vigezo vya msingi na mfumo wa kubuni

2.1. Vigezo muhimu

• Jumla ya matumizi ya umeme: 3500 kaya x 35 kWh/kaya/siku = 122500 kWh/siku (wastani wa matumizi ya umeme wa majengo ya kifahari na majengo ya juu-kupanda huhesabiwa kulingana na thamani ya wastani ya 35 kWh)
• Mahitaji ya msingi ya uhifadhi wa nishati: kukutana 100% ya matumizi ya umeme kwa siku nzima (122,500 kWh/siku), na jenereta ya dizeli haitaanza isipokuwa kuna hali maalum (hali ya hewa kali kwa zaidi ya 3 siku mfululizo).
• Mahitaji ya malipo ya Photovoltaic: Chaji kikamilifu mfumo wa kuhifadhi nishati ndani 4 masaa (inahitaji kufidia matumizi ya nguvu ya wakati halisi wakati wa kuchaji + kiasi cha malipo ya hifadhi ya nishati).
• Mpangilio wa PCS: Imesanidiwa kwa uwiano wa 1/4 uwezo wa kuhifadhi nishati, kwa kutumia mfumo wa daraja la kwanza wa 1.45MW (inayoauni 1500V→400V muunganisho wa gridi ya voltage ya chini)
• Mgawanyiko wa eneo: 6 maeneo ya kuhifadhi nishati (ikijumuisha 2 maeneo ya juu, ambayo yanahitaji transfoma kutengwa).
• Mwangaza wa jua sawa: 1790 saa/mwaka → 4.9 masaa kwa siku (kilele cha jua).
• Ufanisi wa mfumo: Photovoltaic → hifadhi ya nishati (Uunganisho wa moja kwa moja wa DC-DC) ufanisi 0.92, uondoaji wa uhifadhi wa nishati → ufanisi wa mzigo 0.88, chaji ya kina na ufanisi wa uondoaji 0.81
• Mfumo wa kuhifadhi nishati: inachukua 5MWh/kuweka usanidi wa kawaida, na uwezo wa jumla hurekebishwa hadi 170MWh (kukidhi mahitaji ya umeme 122,500 kWh/siku, na ni nyingi ya 5).
• Hifadhi ya nishati ya kaya: majengo ya kifahari ya ukubwa mkubwa yana vifaa vya 30kWh / kaya (kudhani wapo 200 majengo ya kifahari ya ukubwa mkubwa , uhasibu kwa 10% ya jumla ya idadi ya majengo ya kifahari), na kuunganishwa kwenye gridi ya jamii.

2.2. Mantiki ya Kubuni

Pamoja na “5Kitengo cha kuhifadhi nishati MWh” kama moduli ya msingi, kila eneo linajumuisha moduli kadhaa, vifaa na photovoltaic, muunganiko, ubadilishaji na vifaa vingine; hifadhi ya nishati ya kaya hutumiwa kama nyongeza ili kuboresha unyumbufu wa usambazaji wa nishati. Kufuatia mantiki ya usanidi wa jangwa la Mashariki ya Kati, photovoltais ni wajibu kwa 85% wastani wa matumizi ya kila siku ya umeme + malipo ya uhifadhi wa nishati, na hifadhi ya nishati imesanidiwa saa 1.2 mara ya wastani wa matumizi ya kila siku ya umeme (kukabiliana na mabadiliko ya muda mfupi). .

3. Usanidi wa mfumo wa uhifadhi wa nishati

3.1. Jumla ya uwezo na usambazaji wa kikanda

• Mahitaji ya kinadharia: 122500 kWh/siku ÷ ufanisi wa kutokwa 0.88 ≈ 139205 kWh (kiasi cha umeme kuhifadhiwa).
• Usanidi halisi: 1.2 nyakati redundancy kubuni (kukabiliana na uharibifu wa betri na mzigo uliokithiri) → 139205 kWh × 1.2 ≈ 167046 kWh, imerekebishwa hadi 170MWh (kukidhi mahitaji mengi ya 5).
• Usanidi wa eneo moja:
• Eneo la Villa (4): 30 MWh kila moja → 30MWh÷5MWh/unit = 6 vitengo/eneo (4×6=vizio 24 kwa jumla)
• Maeneo ya juu (2): 25MWh kila moja → 25MWh÷5MWh/set = 5 seti/eneo (2×5=seti 10 kwa jumla).
• Vigezo vya betri: 5MWh/seti ya pakiti ya betri ya fosfeti ya chuma ya lithiamu (1500Katika DC, maisha ya mzunguko 6000 nyakati, kina cha kutokwa 80% → inapatikana 4MWh/set).
• Usanidi wa Villa na wa juu unaweza kurekebisha mpango wa usanidi wa uhifadhi wa nishati kulingana na mzigo halisi wa nguvu

3.2. 5Kitengo cha kuhifadhi nishati cha MWh kinachosaidia muundo (moduli ya msingi)

• Muundo wa moduli: 5Sehemu ya betri ya MWh (ikiwa ni pamoja na BMS) + 1 seti ya 1.45MW PCS ya chapa ya daraja la kwanza + 1 seti ya DC-DC baraza la mawaziri la makutano
• Msaada wa Photovoltaic: Kila 5MWh ya hifadhi ya nishati inahitaji kulinganishwa na 1.5MW ya nishati ya photovoltaic (kukutana 4 masaa ya malipo kamili: 1.5MW×4h×0.92 ufanisi = 5.52MWh, kufunika mahitaji ya malipo ya uhifadhi wa nishati).
• Mantiki ya uunganisho: PV imeunganishwa kwenye hifadhi ya nishati ya 5MWh kupitia kabati ya kiunganishi → DC-DC imeunganishwa moja kwa moja kwenye gridi ya eneo ya 400V kupitia PCS

4. Muundo wa mfumo wa uhifadhi wa nishati wa kikanda

4.1. 5Orodha ya Vifaa vya Kitengo cha Kuhifadhi Nishati MWh

.

4.2 Ujumuishaji wa mfumo wa uhifadhi wa nishati wa kikanda

• Eneo la Villa (30MWh): 6 5Vipimo vya MWh vimeunganishwa sambamba na kuunganishwa kwenye gridi ya umeme ya kikanda kupitia swichi ya voltage ya 10MW. (400V).
• Eneo la juu-kupanda (25MWh): 5 5vitengo vya MWh sambamba, vifaa na 5 1.5 Transfoma ya kutengwa ya MVA + 8Switchgear ya chini-voltage MW
• Transfoma ya kutengwa (high-kupanda): Dyn11 wiring, ukandamizaji wa tatu wa harmonic, impedance ya mzunguko mfupi 6%, kukidhi mahitaji ya msingi ya maeneo ya makazi

4.3 Hifadhi ya nishati ya kaya kwa majengo makubwa ya kifahari

• Uwezo wa kuhifadhi kaya: 200 kaya × 30kWh / kaya = 6MWh (phosphate ya chuma ya lithiamu, kina cha kutokwa 80% → inapatikana 24kWh / kaya).
• Inverter: 30kWh hifadhi ya kaya na inverter 5kW (inasaidia muunganisho wa gridi ya 400V, na utendaji wa anti-reverse).
• Mantiki ya uendeshaji: Tanguliza matumizi binafsi, na kuunganisha nguvu za ziada kwenye gridi ya nishati ya jumuiya. Wakati kuna uhaba wa umeme, kuchukua nguvu kutoka kwa gridi ya taifa (wakati SOC < 20%)

5. Usanidi wa mfumo wa Photovoltaic

5.1. Utoaji wa uwezo uliowekwa

• Kiasi cha umeme kinachohitajika kukamilisha ndani 4 masaa:
• Uwezo wa kuchaji uhifadhi wa nishati: 170MWh (jumla ya hifadhi ya nishati) × 80% (kushtakiwa hadi kamili) ÷ ufanisi wa kuchaji 0.92 ≈ 148.91 MWh
• 4 masaa ya matumizi ya umeme ya wakati halisi: 122500 kWh/siku×(4/24)≈20417 kWh
• Jumla ya mahitaji ya umeme: 148910 kWh + 20417 kWh = 169327 kWh
• Uwezo uliowekwa wa Photovoltaic: 169327 digrii ÷ 4 masaa ÷ ufanisi wa mfumo 0.81 (ikijumuisha upotevu wa sehemu na kebo) ≈ 52539kW ≈ 52.5MW
• Usanidi wa mwisho: 52.5MW (pamoja na hifadhi ya nishati ya 5MWh na voltaic ya 1.5MW, 34 seti × 1.5MW = 51MW, pamoja na 1MW ya photovoltaic kwa majengo ya kifahari makubwa, jumla ya 52MW)

5.2 Hifadhi Moja ya Nishati ya 5MWh yenye Photovoltaic

• Uwezo uliowekwa: 1.5MW (kukutana na malipo ya saa 4: 1.5MW×4h×0.92 ufanisi = 5.52MWh, kufunika mahitaji ya malipo ya uhifadhi wa nishati).
• Idadi ya moduli: 1.5MW÷0.69kW/moduli≈2174 moduli (690Moduli za W).
• Muundo wa muunganisho: Muunganisho wa mfululizo kwenye baraza la mawaziri la muunganisho la MW 1.5 (ikiwa ni pamoja na ulinzi wa umeme na ulinzi wa fuse)

5.3 Ugawaji wa photovoltaic wa kikanda ( hiari kwa paa la villa )

• Eneo la villa moja (30MWh hifadhi ya nishati): 6 seti za moduli za 5MWh → 6×1.5MW=9MW photovoltaic
• Ugawaji wa villa ya familia moja: 2,000 kaya (majengo ya kifahari ya kawaida) itakuwa na wastani wa 51MW ya nishati ya photovoltaic → 25.5kW/kaya (25.5kW÷0.69kW/block≈ vitalu 37/kaya).
• Eneo la paa: 37 vitalu × 2.31㎡ × 1.1 ≈ 95㎡/kaya (villa ya kawaida), majengo makubwa ya kifahari huhifadhi 10㎡ ya ziada kwa uhifadhi wa picha ya kaya

5.4 Muunganisho wa Photovoltaic na uunganisho

• Baraza la mawaziri la mchanganyiko: 1 baraza la mawaziri la mchanganyiko (DC 1500V, lilipimwa sasa 1250A) kwa kila 1.5MW ya nishati ya photovoltaic, jumla ya 34 makabati (inayolingana na idadi ya seti za hifadhi ya nishati ya 5MWh)
• Kebo ya DC: Kebo (90°C upinzani wa joto, upinzani wa vumbi na upinzani wa kuzeeka), photovoltaic → kiunganisha → DC-DC → hifadhi ya nishati

6. Mpangilio wa vifaa muhimu vya umeme

6.1 Switchgear ya chini ya voltage (AC).

• Vipimo: 400V AC, iliyokadiriwa sasa , iliyo na kivunja mzunguko cha aina ya droo
• Kiasi: 6 seti (1 kuweka kwa eneo ), eneo la juu na kiolesura cha kibadilishaji cha kutengwa
• Kazi ya ulinzi: mkondo wa kupita kiasi, overvoltage, ulinzi wa mlolongo wa sifuri, na PCS uhusiano tripping

6.2 Vifaa vya kusaidia jenereta ya dizeli

• Kabati ya kubadili jenereta: 10 1 Jenereta za dizeli za MW kila moja ikiwa na vifaa 1 kubadili baraza la mawaziri (ikiwa ni pamoja na kifaa kilichounganishwa na gridi iliyosawazishwa)
• Baraza la mawaziri la kubadili ATS: 10 vitengo (kubadili moja kwa moja ya uhamisho, kubadili wakati <50ms), kuunganisha jenereta na gridi kuu ya umeme ya jumuiya

6.3 Vifaa vya kupima na ufuatiliaji

• Mita ya lango: 1 kiwango 0.2 mita smart kwa kila eneo (ufuatiliaji wa pato la photovoltaic, malipo ya kuhifadhi na kutoa nishati, na upakiaji wa matumizi ya nguvu).
• Wachunguzi wa mazingira: 6 (1 kwa eneo), ufuatiliaji joto, mkusanyiko wa vumbi, kasi ya upepo (kuunganishwa na kusafisha photovoltaic).

7. Jenereta za dizeli na msaada wa dharura

7.1 Usanidi wa jenereta ya dizeli

• Uwezo: Dumisha 10 vitengo vya 1000 W (jumla ya 10MW), inalingana na 170MWh ya hifadhi ya nishati (kukutana 3 siku za usambazaji wa umeme katika hali mbaya ya hali ya hewa)

7.2 Uboreshaji wa Mantiki ya Kuanzisha

• Kiwango 1 kichochezi: Uhifadhi wa nishati ya mkoa SOC < 15% na pato la photovoltaic < 30% (kudumu 12 masaa).
• Kichochezi cha kiwango cha pili: 2 au maeneo mengi yameishiwa nguvu kwa wakati mmoja, au wastani wa SOC ya hifadhi ya kaya ni chini ya 10% ( kengele ya kati kwa majengo ya kifahari makubwa )

8. Mantiki ya uendeshaji wa mfumo

8.1 Hifadhi ya nishati ya 5MWh moja + 1.5Uendeshaji wa photovoltaic MW

• Asubuhi ( kuhusu 8 :00-12 : 00 ) : PV inatoa kipaumbele kwa kuchaji hifadhi ya nishati (1.5MW nguvu kamili), kuchaji hifadhi ya nishati kutoka 20% kwa 100% ndani 4 masaa
• Alasiri ( kuhusu 12 :00-18:00): Ugavi wa umeme wa photovoltaic moja kwa moja, nguvu ya ziada ili kuongeza hifadhi ya nishati (kudumisha SOC ≥ 90% )
• Usiku (18:00- 8:00 ): Hifadhi ya nishati hutolewa kupitia PCS na kusambazwa kulingana na mahitaji ya mzigo wa kikanda (kiwango cha juu cha kutokwa kwa seti moja ni 1.45MW)

8.2 Uratibu wa kikanda (kuchukua 30MWh katika eneo la villa kama mfano).

• 6 seti za vitengo vya 5MWh zimeunganishwa kwa sambamba, na uwezo wa kutokwa jumla wa 6×1.45MW=8.7MW
• Mzigo wa kilele (18:00-22:00): 6 huweka utiririshaji kwa wakati mmoja ili kukidhi mahitaji ya kilele ya kikanda ya takriban 8MW
• Saa za kilele (2:00-6:00): 2-3 seti zinatosha, na wengine wako katika hali ya kusubiri

8.3 Uratibu wa amana za kaya kwa majengo ya kifahari ya ukubwa mkubwa

• Mchana (12:00-14:00): Uzalishaji wa umeme wa photovoltaic wa kaya → Kipaumbele kinatolewa kwa hali ya hewa ya kaya (mzigo wa kilele), na nguvu iliyobaki inajumuishwa kwenye gridi ya nishati ya jamii
• Usiku (20:00-22:00): Utoaji wa hifadhi ya kaya ili kuongeza matumizi ya umeme wa kaya na kupunguza shinikizo la utupaji wa uhifadhi wa nishati katika jamii
• Hali ya dharura: Wakati gridi ya nishati ya jamii inaposhindwa, hifadhi ya kaya hubadilika kiotomatiki hadi hali ya nje ya gridi ya taifa (kuunga mkono 4 masaa ya usambazaji wa umeme kwa mizigo muhimu ya kaya).

8.4 Jibu kwa hali ya hewa kali (3 siku mfululizo za dhoruba za mchanga).

• Pato la PV linashuka hadi 20% → wastani wa uzalishaji wa umeme kila siku 52MW×4.9 masaa×0.2=50.96MWh
• Hifadhi ya nishati hutolewa kwa 50% siku ya kwanza, kuruhusiwa kwa 30% siku ya pili, na jenereta ya dizeli huwashwa siku ya tatu (kuongeza 71540 digrii / siku)

9. Orodha ya Vifaa

.

10. Kuegemea na Uchumi

10.1. Kuegemea Design

• Upinzani wa vumbi la Photovoltaic: Mipako ya Nano juu ya uso wa moduli (hupunguza mshikamano wa vumbi kwa 30%), kusafishwa mara moja kwa wiki
• Upungufu wa uhifadhi wa nishati: 30MWh (villa), 25MWh (high-kupanda) katika eneo moja, ikijumuisha 10% uwezo wa chelezo, inaweza kusaidia maeneo mengine
• Uhakikisho wa usambazaji wa nguvu: upatikanaji wa mfumo ≥ 99.8% (kukatika kwa umeme ≤ 7 masaa kwa mwaka).
• Hifadhi ya kaya inaboresha uaminifu: Hifadhi ya kaya katika majengo makubwa ya kifahari inaweza kusaidia 5% jumla ya mzigo wa jumuiya (kuhusu 6,000 digrii / siku), na kupunguza idadi ya jenereta ya dizeli huanza katika hali mbaya; hifadhi ya kaya imeunganishwa na gridi kuu: kupitia EMS, “kipaumbele cha gridi kuu, uhifadhi wa kaya hutumiwa” ili kuepuka athari za kisiwa

11. Muhtasari wa Suluhisho

Suluhisho hili linafanikisha usanidi wa mfumo sanifu na upanuzi unaonyumbulika kupitia muundo wa moduli wa “5MWh hifadhi ya nishati + 1.5MW photovoltaic”. Kifaa kipya kilichoongezwa chenye nguvu ya juu, baraza la mawaziri la makutano na vifaa vingine huboresha kiunga cha usalama wa umeme, na uhifadhi wa kaya wa majengo ya kifahari yenye ukubwa mkubwa huboresha upungufu wa usambazaji wa umeme. Suluhisho linakidhi mahitaji ya operesheni safi ya nje ya gridi ya jamii za makazi za Iraqi, inaendana na sifa za mazingira za eneo la jangwa la Mashariki ya Kati, na hufanya vyema katika suala la kutegemewa na uchumi. Kiwango cha uhifadhi wa kaya kinaweza kubadilishwa kulingana na idadi halisi ya majengo ya kifahari ya ukubwa mkubwa , au nafasi kati ya moduli za photovoltaic inaweza kuboreshwa ili kukabiliana na eneo ndogo la paa.