комплексные системы
бесперебойного электропитания Решения для объектов энергетики, связи, промышленности и транспорта
На главную
Оборудование
Решения
Услуги
Документация
Публикации
Шкафы оперативного тока производства ООО "ГРУППА ЭНЭЛТ"
Современные свинцово-кислотные аккумуляторы классического типа производства фирмы ВАЕ Германия
Анализ проведения комплексного обследования состояния аккумуляторных батарей в системе оперативного постоянного тока электрических распределительных подстанций ОАО «Сетевая компания»
Обеспечение бесперебойного электроснабжения
Производство ГРЩ на оборудовании LS Industrial Systems
Новые типовые решения в проектировании щитов постоянного тока.
Система электроснабжения.
«Группа ЭНЭЛТ»: Качественный продукт по справедливой цене.
«Группа ЭНЭЛТ»: Новые методики построения систем оперативного постоянного тока
«Группа ЭНЭЛТ»: Применение системы гарантийного бесперебойного питания.
«Группа ЭНЭЛТ»: Опыт внедрения накопителей электроэнергии на объектах с децентрализованным энергоснабжением
«Стратегия ООО «Группа ЭНЭЛТ» – ключ к успеху в области оборудования среднего напряжения»
В рамках импортозамещения «Группа ЭНЭЛТ» откроет новое производство
Отзывы
Контакты
Публикации / «Группа ЭНЭЛТ»: Опыт внедрения накопителей электроэнергии на объектах с децентрализованным энергоснабжением

«Группа ЭНЭЛТ»: Опыт внедрения накопителей электроэнергии на объектах с децентрализованным энергоснабжением

  В условиях Севера нашей страны — Республика Саха (Якутия), широкое распространение получили системы электропитания на основе возобновляемых источников энергии. Связано это с тем, что энергосистема построена по децентрализованному принципу. Электроснабжение отдалённых посёлков республики обеспечивается с помощью дизель-генераторных электростанций. Соответственно значительную долю затрат на обеспечение электроэнергией потребителей составляет стоимость дизельного топлива. Также большую долю затрат составляет сложнейшая логистика доставки дизельного топлива к местам хранения и потребления. Низкая транспортная доступность объектов энергетики и сезонность маршрутов связана с особенностями климата региона. Все эти факторы заставляют искать пути экономии дизельного топлива и проявлять большой интерес к возобновляемым источникам энергии. 

  Из возобновляемых источников энергии в республике наибольшее распространение нашли системы электропитания на основе солнечных фотоэлектрических панелей (солнечных батарей). Фотоэлектрические панели работают в комплексе с сетевыми инверторами, которые преобразовывают постоянный электрический ток от солнечной батареи в переменный одно- фазный или трёхфазный электрический ток синфазно с основной сетью электроснабжения и позволяют обеспечить часть мощности, необходимой для питания потребителей. Данное решение позволяет снизить нагрузки на дизель-генераторную электростанцию и соответствен- но снизить расходы на дизельное топливо и его доставку. Однако такое решение имеет ряд недостатков и ограничений (рис. 1). 

  К недостаткам можно отнести тот факт, что дизельный генератор при таком решении нельзя остановить даже при высокой солнечной активности и значительной мощности солнечной электростанции. Сетевым инверторам необходимо опорное напряжение для генерации электроэнергии. С этим же связаны и ограничения в применении сетевой солнечной электростанции по мощности. В случае, когда выработка СЭС велика и мощности солнечной энергии достаточно чтобы покрыть нужды потребителей электроэнергии, дизельный генератор остаётся практически без нагрузки и работает нестабильно. А в случае если мощность СЭС превышает мощность потребителей, генератор превращается в нагрузку для инвертора и начинает работать в режиме электродвигателя. Всё это вызывает сбои в работе электростанции, и персонал в таком случае вынужден искусственно отключать инверторы, и избыточная солнечная энергия просто теряется (рис. 2). 


  Компанией ООО «Группа ЭНЭЛТ» было предложено применение накопителей электроэнергии на базе аккумуляторных батарей. Накопители представляли собой набор двунаправленных батарейных инверторов, шкафы ввода-синхронизации, необходимые защитные аппараты, модули мониторинга и управления и собственно аккумуляторные батареи. Батарейные инверторы способны заряжать аккумуляторные батареи от сети переменного тока и генерировать трёхфазный переменный ток за счёт энергии, запасённой в аккумуляторах (рис. 3). 
 

  Данное решение позволило не терять избыточную энергию солнечной электростанции, а запасать её для дальнейшего использования. А также решить следующие задачи:
• за счёт того, что батарейные инверторы генерируют опорное напряжение, появилась возможность полной остановки ДГУ и работы совместно с СЭС как ватт-добавка (разряд аккумуляторов); 
• помимо прямой экономии топлива, происходит экономия моторесурса ДГУ и соответственно затрат на обслуживание; 
• вывод ДГУ на оптимальный режим расхода топлива за счёт догрузки ДГУ до оптимальной мощности. Свободная энергия дизельного генератора идёт на заряд аккумуляторных батарей;
• сглаживание пиковых нагрузок на ДГУ за счёт инверторов и энергии запасённой в аккумуляторных батареях.

  В качестве опытных площадок были выбраны солнце-дизельные электростанции в посёлках Батамай Кобяйского района и Ючюгей Оймяконского района Республики Саха (Якутия). Весь комплекс оборудования накопителей был размещён во всепогодных контейнерах с необходимым обогревом и кондиционированием. Такое решение позволяет удобно расширять блочно-модульную конструкцию существующих автоматических дизельных электростанций (АДЭС). 

  В посёлке Батамай в качестве накопителя электроэнергии были применены литий-ионные аккумуляторные батареи с LiFePO4 в качестве катодного материала. Напряжение аккумуляторной батареи 48 В, общая ёмкость накопителя 1800 А•ч. Преимуществом применения литий-ионных аккумуляторных батарей является высокая скорость заряда, широкий температурный диапазон эксплуатации и большой ресурс аккумуляторов по количеству циклов заряд-разряд. Применение литий-ионных аккумуляторных батарей возможно только в комплексе с контроллером управления зарядом-разрядом BMS (Battery Management System). ООО «Группа ЭНЭЛТ» применяет BMS собственной разработки.

  Контроллер управления зарядом-разрядом BMS (Battery Management System) имеет следующие основные функции: 
• защита батареи от перегрузок по току, перезаряда, глубокого разряда, перегрева;
• балансировка заряженности аккумуляторов в батарее; 
• локальный и удалённый мониторинг состояния батареи.

Компания "Группа ЭНЭЛТ" производит автономные накопители электроэнергии на основе литий-ионных аккумуляторных батарей. Имеет реализованные проекты применения таких систем в энергетической и телекоммуникационной отраслях.

  В поселке Ючюгей в качестве накопителя электроэнергии были применены герметичные свинцово- кислотные аккумуляторные батареи с электролитом в виде геля (тип OPzV). Напряжение аккумуляторной батареи 48 В, общая ёмкость накопителя 3000 А•ч. Преимуществом применения свинцово-кислотных аккумуляторных батарей является простота и надёжность решения, более низкая первоначальная стоимость. Но свинцово-кислотные аккумуляторы более требовательны к температурному диапазону эксплуатации и к режимам заряда. Обладают меньшим ресурсом циклов заряд-разряд.

  Для поселка Батамай Кобяйского района, где установлена значительная мощность СЭС (60 кВт), ожидаемая прямая экономия топлива за счёт остановки дизельных генераторов в период существенной солнечной активности составит 8617 литров за год. Дополнительная экономия топлива за счёт вывода дизель-генератора на оптимальный режим работы составит еще 702 л. Итого полная ожидаемая экономия при текущем расходе около 250 литров в сутки составит 9319 литров за год (примерно 35 литров в сутки).

  Системы накопителей электроэнергии в комплексе с сетевыми солнечными инверторами (СЭС) являются легко масштабируемым решением и позволяют строить системы вплоть до полностью автономной солнечной электростанции. Что позволит в весенний и летний периоды полностью отказаться от использования дизельных генераторов и получить значительную экономию дизельного топлива.

  ООО «Группа ЭНЭЛТ» сотрудничает с Институтом систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН. Разработанный в институте оптимизационный комплекс позволяет провести комплексную оптимизацию децентрализованных систем электроснабжения, использующих возобновляемые источники энергии и аккумуляторные батареи: 
• определение наиболее эффективной технологии производства электроэнергии; 
• выбор вспомогательного оборудования; 
• нахождение оптимального единичного типоразмера оборудования;
• выбор оптимального соотношения генерирующих мощностей.

Александр ГОРЯНСКИЙ
руководитель проектно-технического отдела ООО «Группа ЭНЭЛТ»

журнал «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение», выпуск № 4, Июль – Август 2015


Cтатья на страницах журнала  
"ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение"  

 >>Скачать *.pdf<<    

                              Электротехнический портал Electro-Gid.ru: конденсаторы, микросхемы, реле