Развертывание контейнеризированной BESS для стабильности энергосистемы в суровых скандинавских условиях

Внедрение BESS в контейнерах для стабильности сети в суровых условиях Северной Европы

Проект:Регулирование частоты ветровых электростанций и смещение энергии

Местонахождение:Северная Швеция

Дата ввода в эксплуатацию:15 ноября 2024 года

Дата начала эксплуатации:1 декабря 2024 года

Продолжительность проекта:Продолжается

Основные заинтересованные стороны:

• Руководитель проекта:Доктор Элин Андерссон (Региональный директор по стабильности сети, Скандинавский энергетический орган)
• Техническое руководство:Ингвар Бергстрём (старший инженер по интеграции сетей)
• Руководитель операций:Кари Нильсен

История:Быстрое расширение производства ветровой энергии в Северной Швеции создало значительные проблемы для регионального оператора сети.требующие повышенных возможностей первичной частотной реакции (PFR)Кроме того, узкие уголки передачи в пиковые периоды производства потребовали перехода на местную энергетику.Традиционные решения были признаны слишком медленными для развертывания и недостаточно устойчивыми к экстремальным зимам региона (температуры обычно ниже -25°C).

Выбор решения и цели:После тщательной технической оценки с акцентом на время отклика, производительность в холодную погоду, сертификации безопасности и модульность для будущего расширения,была выбрана система накопления энергии на аккумуляторах третьего поколения (BESS)Ключевые цели включают:

1. Предоставьте первичную частоту до 200 мс, чтобы стабилизировать сеть.
2. Абсцесс производства ветра в период низкого спроса и подача мощности в пиковые периоды/смены.
3. Обеспечить надежную работу при температуре окружающей среды до -30°C.
4. Достичь быстрого развертывания в течение одного строительного сезона.
5. Соответствие строгим нормам пожарной безопасности и сетевого соединения в Северной Европе.

Развертывание и конфигурация системы:

• Модель развертыванияОдин стандартный 20-футовый высокий кубический контейнер, содержащий полное решение BESS, был развернут рядом с подстанцией ветровой электростанции мощностью 50 МВт.
• Спецификации системы (на единицу контейнера):
  • Вместимость батареи (BOL):1182 кВт/ч
  • Химия батареи:Литий-железофосфат (LiFePO4), батареи 280Ач.
  • Архитектура системы:Модульная конструкция с 6 струнами батареи (конфигурация 1P220S на струну, состоящая из 11 модулей каждая).
  • Преобразование мощностиноминальный выход переменного тока 1000 кВт (400 В, 3-фазный, 50 Гц).
  • Диапазон напряжения:616V - 792V (DC).
  • Экологическая толерантность:Диапазон температур работы: от -30°C до +55°C (при автоматическом снижении мощности ниже -30°C и выше +55°C), защита IP55 (батарейные шкафы) / IP54 (электрический отсек), антикоррозионный рейтинг C3.
  • Охлаждение:Промышленный кондиционер для батарейных шкафов, принудительное охлаждение воздуха для электрического отсека.
  • Безопасность:Интегрированная система обнаружения пожара и подавления гептафторпропана, патентованная технология изоляции между кластерами для предотвращения распространения пламени.
  • Отпечаток:6058 мм (L) x 2438 мм (W) x 2896 мм (H).
• Установка:Контейнеризированное решение "одной остановки" позволяло доставку через стандартный грузовой транспорт и требовало только подготовки фундамента, подключения к сети и ввода в эксплуатацию на месте.Полное развертывание и ввод в эксплуатацию были завершены в течение 10 дней после прибытия контейнера, что значительно снижает затраты на строительство и проекты.
• Интеграция сетки:Бесперебойное подключение к шине подстанции 400 В. Связь через Ethernet и RS485 с использованием протоколов Modbus TCP/IP и Modbus-RTU для интеграции SCADA и диспетчерских сигналов оператора сети.

Основные показатели результатов (операционные данные за первое квартал 2025 года):

1. Регулирование частоты:Последовательно достигнутая активация ПФР в течение180 миллисекундпри обнаружении частотных отклонений свыше ±0,2 Гц, превышающих целевую величину <200 мс. Предоставляется критическое заглушение при многократных событиях на ветровой площадке.
2. Переход энергии:Успешно переместили в среднем 850 кВт/ч в день из непиковых в пиковые периоды, облегчив местную загрузку и оптимизировав доходы ветровых электростанций.
3. Устойчивость к экстремальным погодным условиям:Работает непрерывно в суровую скандинавскую зиму, сохраняя > 98% доступности.Управление температурой кабины с помощью промышленного кондиционирования воздуха оказалось надежным.
4. Безопасность и надежность:Никаких инцидентов с безопасностью или тепловых событий не было зафиксировано.
5. Соответствие:Полностью выполняет все требуемые стандарты сетевой взаимосвязи (сертифицированные по EN50549-1/2, G99, IEEE 1547, и т.д.) и сертификаты безопасности (включая UL 9540A, UL 1973, IEC 62619).

Результаты и выгоды проекта:

• Улучшенная стабильность сети:Значительное улучшение качества местной частоты, снижение зависимости от резервов вращения.
• Уменьшенное ограничение ветра:Увеличение использования вырабатываемой ветровой энергии примерно на 5% в течение первого квартала.
• Эффективное использование:Контейнеризированный, модульный подход минимизировал работы на площадке и ускорил сроки реализации проекта, достигнув прогнозов рентабельности инвестиций раньше срока.
• Фонд расширения:Модульная конструкция и поддержка параллельной