Nasze zintegrowane rozwiązanie obejmujące systemy fotowoltaiczne, magazynowania energii i ładowania ma na celu inteligentne rozwiązanie problemu zasięgu pojazdów elektrycznych poprzez połączeniestosy ładowania pojazdów elektrycznych, fotowoltaikę i technologie magazynowania energii w akumulatorach. Promuje ekologiczne podróże pojazdami elektrycznymi poprzez wykorzystanie nowej energii fotowoltaicznej, a jednocześnie wspiera magazynowanie energii, zmniejszając obciążenie sieci spowodowane dużymi obciążeniami. Uzupełnia łańcuch technologiczny branży akumulatorów poprzez stopniowe wykorzystanie, zapewniając zdrowy rozwój branży. Budowa tego zintegrowanego systemu energetycznego promuje elektryfikację i inteligentny rozwój branży, umożliwiając konwersję czystej energii, takiej jak energia słoneczna, na energię elektryczną za pomocą fotowoltaiki i magazynowanie jej w akumulatorach. Stacje ładowania pojazdów elektrycznych przekazują następnie tę energię elektryczną z akumulatorów do pojazdów elektrycznych, rozwiązując problem ładowania.
I. Topologia mikrosieci fotowoltaiczno-magazynowo-ładującej
Jak pokazano na powyższym schemacie, poniżej opisano główny sprzęt zintegrowanej topologii mikrosieci fotowoltaicznej, magazynowania energii i ładowania:
1. Konwerter magazynujący energię poza siecią: strona prądu przemiennego konwertera 250 kW jest podłączona równolegle do szyny prądu przemiennego 380 V, a strona prądu stałego jest podłączona równolegle do czterech dwukierunkowych konwerterów DC/DC o mocy 50 kW, umożliwiając dwukierunkowy przepływ energii, tj. ładowanie i rozładowywanie akumulatora.
2. Dwukierunkowe przetwornice DC/DC: Strona wysokiego napięcia czterech przetwornic DC/DC o mocy 50 kW jest podłączona do zacisku DC przetwornicy, a strona niskiego napięcia jest podłączona do akumulatora. Każda przetwornica DC/DC jest podłączona do jednego akumulatora.
3. System akumulatorów zasilających: Szesnaście ogniw 3,6 V/100 Ah (1P16S) tworzy jeden moduł akumulatorowy (57,6 V/100 Ah, pojemność nominalna 5,76 kWh). Dwanaście modułów akumulatorowych jest połączonych szeregowo, tworząc klaster akumulatorów (691,2 V/100 Ah, pojemność nominalna 69,12 kWh). Klaster akumulatorów jest podłączony do zacisku niskiego napięcia dwukierunkowego przetwornicy DC/DC. System akumulatorów składa się z czterech klastrów akumulatorów o pojemności nominalnej 276,48 kWh.
4. Moduł MPPT: Strona wysokiego napięcia modułu MPPT jest podłączona równolegle do szyny 750 V DC, natomiast strona niskiego napięcia jest podłączona do układu fotowoltaicznego. Układ fotowoltaiczny składa się z sześciu łańcuchów, z których każdy zawiera 18 modułów o mocy 275 Wp połączonych szeregowo, co daje łącznie 108 modułów fotowoltaicznych o łącznej mocy wyjściowej 29,7 kWp.
5. Stacje ładowania: System obejmuje trzy stacje ładowania o mocy 60 kW każdy.stacje ładowania pojazdów elektrycznych prądem stałym(Liczba i moc stacji ładowania może być dostosowywana w zależności od natężenia ruchu i dziennego zapotrzebowania na energię). Część AC stacji ładowania jest podłączona do magistrali AC i może być zasilana z ogniw fotowoltaicznych, magazynów energii i sieci energetycznej.
6. EMS i MGCC: Systemy te realizują funkcje takie jak kontrola ładowania i rozładowywania systemu magazynowania energii oraz monitorowanie stanu naładowania akumulatora zgodnie z instrukcjami z nadrzędnego centrum dyspozytorskiego.
II. Charakterystyka zintegrowanych systemów fotowoltaicznych, magazynujących i ładujących energię
1. System wykorzystuje trójwarstwową architekturę sterowania: górna warstwa to system zarządzania energią, środkowa warstwa to centralny system sterowania, a dolna warstwa to warstwa urządzeń. System integruje urządzenia do konwersji ilości energii, powiązane urządzenia monitorujące obciążenie i urządzenia zabezpieczające, czyniąc go systemem autonomicznym, zdolnym do samokontroli, ochrony i zarządzania.
2. Strategia dystrybucji energii w systemie magazynowania energii jest elastycznie dostosowywana/ustawiana w oparciu o ceny energii elektrycznej w szczycie, w dolinie i w szczycie płaskim w sieci elektroenergetycznej oraz o stan naładowania (SOC) akumulatorów magazynujących energię. System akceptuje dystrybucję z systemu zarządzania energią (EMS) w celu inteligentnego sterowania ładowaniem i rozładowywaniem.
3. System posiada kompleksowe funkcje komunikacji, monitorowania, zarządzania, sterowania, wczesnego ostrzegania i ochrony, zapewniając ciągłą i bezpieczną pracę przez długi czas. Stan pracy systemu można monitorować za pośrednictwem komputera hosta, a system oferuje bogate możliwości analizy danych.
4. System zarządzania akumulatorem (BMS) komunikuje się z systemem zarządzania energią (EMS), przesyłając informacje o akumulatorze i, we współpracy z EMS i PCS, realizując funkcje monitorowania i ochrony akumulatora.
W projekcie wykorzystano wieżowy konwerter magazynowania energii (PCS), który integruje przełączniki sieciowe i pozasieciowe oraz szafy rozdzielcze. Posiada on funkcję płynnego przełączania między siecią a siecią w ciągu zera sekund, obsługuje dwa tryby ładowania: stały prąd sieciowy i stała moc oraz akceptuje harmonogram ładowania w czasie rzeczywistym z komputera hosta.
III. Kontrola i zarządzanie systemem magazynowania i ładowania ogniw fotowoltaicznych
Sterowanie systemem opiera się na architekturze trójpoziomowej: EMS jest najwyższą warstwą planowania, kontroler systemu jest pośrednią warstwą koordynacji, a DC-DC i stosy ładowania są warstwą sprzętową.
System EMS i kontroler systemu to kluczowe komponenty, które współpracując ze sobą, umożliwiają zarządzanie systemem fotowoltaicznym, magazynującym energię i ładującym oraz planowanie jego pracy:
1. Funkcje EMS
1) Strategie sterowania dystrybucją energii można elastycznie dostosowywać, a tryby ładowania i rozładowywania magazynów energii oraz polecenia dotyczące mocy można ustalać na podstawie lokalnych cen energii elektrycznej w okresach szczytowego i niskiego poboru mocy.
2) System EMS wykonuje w czasie rzeczywistym telemetrię i zdalny monitoring bezpieczeństwa sygnalizacji głównego sprzętu w systemie, w tym między innymi PCS, BMS, falowników fotowoltaicznych i stosów ładowania, a także zarządza zdarzeniami alarmowymi zgłaszanymi przez sprzęt i historią przechowywania danych w ujednolicony sposób.
3) System EMS może przesyłać dane dotyczące prognoz systemowych i wyniki analizy obliczeń do centrum dyspozytorskiego wyższego poziomu lub zdalnego serwera komunikacyjnego za pośrednictwem sieci Ethernet lub komunikacji 4G, a także odbierać instrukcje dyspozytorskie w czasie rzeczywistym, reagując na regulację częstotliwości AGC, ograniczanie szczytowego zapotrzebowania na moc i inne działania dyspozytorskie w celu zaspokojenia potrzeb systemu elektroenergetycznego.
4) System EMS zapewnia kontrolę powiązań z systemami monitorowania środowiska i ochrony przeciwpożarowej: zapewnia wyłączenie całego sprzętu przed wystąpieniem pożaru, uruchamia alarmy, sygnały dźwiękowe i wizualne, a także przesyła zdarzenia alarmowe do zaplecza.
2. Funkcje kontrolera systemu:
1) Sterownik koordynujący system odbiera strategie harmonogramowania z systemu EMS: tryby ładowania/rozładowania oraz polecenia harmonogramowania mocy. Na podstawie stanu naładowania akumulatora, stanu naładowania/rozładowania akumulatora, generacji energii fotowoltaicznej oraz obciążenia ogniwa ładowania, elastycznie dostosowuje zarządzanie magistralą. Zarządzając ładowaniem i rozładowywaniem przetwornicy DC-DC, sterownik zapewnia kontrolę ładowania/rozładowania akumulatora, maksymalizując wykorzystanie systemu magazynowania energii.
2) Połączenie trybu ładowania/rozładowania DC-DC istacja ładowania samochodów elektrycznychStan ładowania wymaga dostosowania ograniczenia mocy falownika fotowoltaicznego i generacji energii w module PV. Wymaga również dostosowania trybu pracy modułu PV i zarządzania magistralą systemową.
3. Warstwa sprzętowa – funkcje DC-DC:
1) Siłownik, realizujący wzajemną konwersję energii słonecznej i energii elektrochemicznej magazynowanej.
2) Konwerter DC-DC pobiera status BMS i w połączeniu z poleceniami harmonogramu sterownika systemu realizuje sterowanie klastrem DC w celu zapewnienia spójności baterii.
3) Może osiągnąć samokontrolę, kontrolę i ochronę zgodnie z ustalonymi wcześniej celami.
—KONIEC—
Czas publikacji: 28-11-2025
