Один аккумулятор BESS, подключенный к сети, обычно выполняет три разные задачи в зависимости от времени суток: поддерживать стабильную частоту сети, сглаживать пики спроса, которые влияют на счет за электроэнергию, и выступать в качестве резервного источника при перебоях с поставками. Покупка устройства только для одной из этих функций обычно оставляет упущенную выгоду. Компания MPMC POWERTECH CORP., основанная в 2008 году и базирующаяся в Шанхае, Пудун, позиционирует свою серию BESS HBD-A для выполнения всех трех задач с помощью одного EMS.

Три задачи, одна батарея

Нестабильность сети проявляется в виде отклонений частоты и колебаний напряжения, за быстрое исправление которых коммунальные службы все чаще платят; плата за потребление рассчитывается на основе пикового потребления в кВт, а не общего объема в кВт·ч, поэтому снижение пикового потребления уменьшает счет, даже если общее потребление остается неизменным; и аварийное резервное питание имеет ценность только в том случае, если переход от сети к накопленной энергии происходит достаточно быстро, чтобы подключенное оборудование этого не заметило. Серия HBD-A компании MPMC разработана для переключения между этими режимами под управлением EMS, а не для выполнения одной фиксированной функции.

Как EMS решает, что делать с батареей дальше

Самостоятельно разработанная EMS компании MPMC поддерживает режим PQ для управления активной и реактивной мощностью в сетевой системе, режим VF для независимого управления напряжением и частотой при работе вне сети, режим VSG (Virtual Synchronous Generator) для имитации инерции и повышения стабильности сети, функцию черного запуска для независимого восстановления питания после отключения, а также работу в режиме формирования сети для создания стабильной сети там, где ее нет. Регулирование реактивной мощности осуществляется по всему диапазону блоков PCS, а EMS координирует все это с помощью мониторинга в реальном времени, управления сигналами тревоги и дистанционного управления через самостоятельно разработанную SCADA компании MPMC.

Регулирование частоты на практике

Документированная MPMC 8 MWh зеленая электростанция в Венгрии, построенная из двух блоков HBD-500-1000 и трех блоков HBD-1000-2000, обеспечивает регулирование частоты, снижение пиковых нагрузок и балансировку нагрузки на объекте. 8 MWh электростанция для регулирования частоты, подключенная к сети в Нидерландах, построенная из четырех 2 MWh блоков HBD-A, и меньшая микросеть для снижения пиковых нагрузок мощностью 3,2 MWh, сочетающая блоки HBD-A и HBD-R, демонстрируют тот же принцип в разных масштабах — отклик на отклонение частоты на уровне миллисекунд зависит от PCS и EMS, а не просто от размера батареи.

Система накопления энергии серии MPMC HBD-A — HBD-1000-2000

Сглаживание пиков и арифметика платы за спрос

Механизм прост: EMS заряжает аккумулятор от сети в часы с низким пиковым спросом и более низкой стоимостью, а разряжает его в периоды, которые в противном случае установили бы новый максимум потребления, снижая максимальную нагрузку в кВт, по которой коммунальная служба выставляет счет. Та же логика зарядки при низкой стоимости и разрядки в пиковые часы применяется, когда объект использует накопитель вместе с собственными генераторами вместо сети — документированный MPMC бетонный завод вне сети в Дубае иллюстрирует топливную версию той же арифметики.

EMS станции использует трехфазную логику: батарея разряжается, пока один генератор поддерживает оптимальную нагрузку около 75%, несколько генераторов работают параллельно для подзарядки батареи до 500 кВт при необходимости, а генераторы обеспечивают взаимное резервирование — та же дисциплина диспетчеризации, что используется в приложениях с платой за спрос, подключенных к сети, но примененная к стоимости топлива и износу генератора.

Аварийное резервирование и вопрос переключения

Переключение с сетевого режима на автономный является стандартом для серии HBD-R компании MPMC, в то время как серия HBD-A по умолчанию предусматривает кратковременный переходный разрыв, который можно настроить на бесшовное переключение при необходимости — это настройка, которую следует явно подтвердить в соответствии с фактической устойчивостью нагрузки к проскальзыванию, а не предполагать. Возможности черного запуска и формирования сети означают, что тот же самый актив, который сглаживает пики в течение дня, может самостоятельно восстановить питание объекта после более масштабного отключения.

Система накопления энергии серии MPMC HBD-A — HBD-500-1000

Самопотребление с существующей солнечной фотоэлектрической установкой

В паре с крышной солнечной электростанцией HBD-A накапливает избыточную дневную солнечную энергию и выпускает её в вечерний пик спроса, что, по заявлению MPMC, повышает уровень самопотребления солнечной энергии — одна и та же ёмкость батареи, выполняющая снижение пиковых нагрузок днём и оптимизацию самопотребления вечером, не требует отдельных покупок, а лишь разных расписаний EMS для одного и того же оборудования.

Документированные развертывания, подключённые к сети

Помимо Венгрии и Нидерландов, в списке референсов MPMC есть китайская установка для снижения пиковых нагрузок на нефтегазовом месторождении, построенная из шести блоков 2C по 250 кВт·ч общей мощностью 3 МВт, демонстрирующая применение той же платформы HBD-A для промышленного подключения к сети, а не для коммунального масштаба.

Подтверждение готовности системы к работе при необходимости

Резервная роль ценна ровно настолько, насколько готова, поэтому MPMC интегрирует управление сигналами тревоги и неисправностями в реальном времени в ту же SCADA-платформу, которая управляет ежедневным графиком сглаживания пиков и регулирования частоты — оператор видит одно и то же состояние системы, будь то тихое сглаживание пикового спроса или активное удержание объекта во время отключения. Все модели HBD-A имеют защиту IP54 на уровне системы и IP67 на уровне аккумуляторного блока, а также рассчитаны на высоту до 3000 метров с понижением характеристик выше 2000 метров, что стоит явно проверить для объектов на большой высоте или в условиях высокой влажности прибрежных районов.

Вопросы для решения перед определением размеров системы

• Определить, какая из трёх функций — регулирование частоты, снижение пиковых нагрузок или резервное питание — является основной при проектировании, так как это меняет логику расчёта размеров.

• Подтвердить, требуется ли бесшовное переключение или с переходным разрывом для подключённой нагрузки.

• Запросить фактический профиль спроса перед определением мощности (кВт) и ёмкости (кВт·ч) отдельно — они отвечают на разные вопросы.

• Решить, должна ли система принимать прямой ввод от солнечных панелей или только через переменный ток (AC-coupled).

• Подтвердить соответствие требованиям сетевого кода и требования по реактивной мощности для конкретной территории коммунального предприятия.

• Проверить высоту над уровнем моря и корректировку параметров окружающей среды для места установки.

• Запросить логику диспетчеризации EMS в письменном виде, а не только технические характеристики оборудования.

• Подтвердить гарантийные условия — годы эксплуатации системы против проходящего через неё объёма энергии в МВт·ч — с учётом ожидаемой годовой цикличности.

Вопросы, которые задают менеджеры объектов