Стационарная система накопления энергии (СНЭ)

Система накопления энергии (СНЭ) — интегрированный источник питания на литий-железо-фосфатных ячейках LiFePO4. В штатном режиме накопитель заряжается от электросети, солнечных панелей или генератора. При пропадании внешнего питания он принимает нагрузку на себя быстрее чем за 10 мс — то есть быстрее, чем оборудование успевает отреагировать на аварию. Топливо не требуется.

Оборудование поставляется готовым заводским модулем: преобразователь, батарейные модули, система управления батареей, терморегулирование и пожаротушение размещены в едином корпусе наружного исполнения. На объекте нужны только подготовленное основание и подключение к силовой схеме. Капитальное строительство, топливное хозяйство и разрешения, связанные с хранением ГСМ, не требуются.

Две линейки оборудования

СНЭ-С — стационарные накопители для объектов с сетевым питанием. Решают задачи резервирования, срезания пиков нагрузки и повышения качества электроэнергии. Выпускаются в шкафном и контейнерном исполнении мощностью от 125 до 1250 кВт.

СНЭ-Г — гибридные комплексы «сеть + солнце + генератор» для объектов, где централизованная сеть отсутствует или ненадёжна. Мощность от 25 до 200 кВт, встроенный солнечный контроллер MPPT и статический переключатель.

• Системы накопления энергии СНЭ-С — шкафное исполнение
• Контейнерные системы накопления энергии СНЭ-С
• Гибридные системы накопления энергии СНЭ-Г

Какие задачи решает система накопления энергии

Ниже — типовые сценарии внедрения с ориентировочным типоразмером. Точная конфигурация определяется расчётом под фактический график нагрузки объекта.

Объект	Задача	Эффект от внедрения	Типоразмер
Больницы, ФАПы, школы, интернаты	Гарантированное питание при аварии сети	Операционные, котельные и системы жизнеобеспечения не обесточиваются, дизель-генератор во дворе социального объекта не нужен	СНЭ-С 125/240
Объекты ЖКХ: котельные, КНС, водозаборы	Бесперебойная работа насосов и автоматики	Исключены размораживание контуров и аварийные сбросы при отключениях	СНЭ-С 125/240 … 250/480
Изолированные посёлки на дизельной генерации	Снижение расхода топлива и объёма завоза ГСМ	ДГУ работает в номинальном режиме и набирает меньше моточасов, часть выработки замещается солнечной станцией	СНЭ-Г 100/150 … 200/300
Вахтовые городки, стройплощадки, карьеры	Питание объекта без подключения к сети	Развёртывание за дни, а не за строительный сезон; комплекс перемещается вместе с объектом	СНЭ-Г 25/40 … 100/150
Промышленные предприятия	Срезание пиков, заряд в непиковые часы	Снижение платы за заявленную мощность и стоимости покупной электроэнергии	СНЭ-С 500/960 и выше
Базовые станции связи, ЦОД, объекты безопасности	Замена ДГУ и свинцово-кислотных АКБ	Ресурс более 6000 циклов, удалённый мониторинг, отсутствие обслуживания топливной системы	СНЭ-С 125/240
Зарядные хабы для электротранспорта	Быстрая зарядка без усиления сетевого ввода	Пиковую мощность выдаёт накопитель, увеличение присоединённой мощности не требуется	СНЭ-С 250/480 и выше
Сельхозпредприятия, тепличные комплексы	Качество электроэнергии и резерв	Компенсация реактивной мощности, подавление гармоник, выравнивание несимметрии по фазам	СНЭ-С / СНЭ-Г по расчёту

Режимы работы

Переключение между режимами выполняется автоматически.

• Резервирование. Система следит за сетью и при аварии переводит нагрузку на себя менее чем за 10 мс. Длительность автономной работы задаётся числом батарейных модулей, базовый расчёт — 2 часа при номинальной мощности.
• Управление нагрузкой (пик-шейвинг). Заряд в ночные и непиковые часы, разряд в часы максимума. Снижаются плата за заявленную мощность и средневзвешенная стоимость киловатт-часа.
• Микросеть. Совместная работа с фотоэлектрической станцией и дизель-генератором. Накопитель принимает на себя колебания нагрузки, ДГУ работает в экономичном номинальном режиме и включается реже.

Состав системы

Силовой преобразователь	Двунаправленный AC/DC, 125 кВт (модуль ПМ-125). Режимы PQ, VF, VSG, КПД до 98,5%, допускается 100% несимметрия нагрузки в автономном режиме
Батарейные модули LiFePO4	Ячейки 3,2 В / 314 А·ч в модулях 51,2 В (16,08 кВт·ч), батарейный шкаф 241,15 кВт·ч, 768 В
Система управления батареей (BMS)	Двухуровневая, активная балансировка с точностью менее 2%, контроль напряжения, тока и температуры каждой ячейки
Статический переключатель	Переключение между сетевым и автономным режимом не более 10 мс, типоисполнения 250, 500 и 750 кВт
Терморегулирование и защита	Кондиционер батарейного отсека, трёхуровневая электрическая защита, аэрозольное пожаротушение, корпус IP54
Мониторинг и связь	Локальный контроллер, интерфейсы RS485 и LAN, протоколы Modbus-RTU и Modbus-TCP, удалённая диагностика и выгрузка данных в АСУ объекта

Интеграция в схему энергоснабжения объекта

Накопитель не заменяет существующую схему электроснабжения, а встраивается в неё. Точка подключения, состав дополнительного оборудования и объём согласований определяются решаемой задачей. Ниже — четыре типовые схемы, на практике они комбинируются.

Схема	Точка подключения	Что даёт	Что потребуется дополнительно
Резервирование ответственной секции	Выделенная секция шин РУ-0,4 кВ ответственных потребителей	Питание критичной нагрузки при аварии сети без выдачи мощности во внешнюю сеть	Статический переключатель, при отсутствии выделенной секции — её организация
Параллельная работа с сетью	Вводное распределительное устройство 0,4 кВ	Срезание пиков, заряд в непиковые часы, снижение платы за мощность	Измерительные трансформаторы тока на вводе, защита от непреднамеренной выдачи в сеть, согласование с сетевой организацией
Совместная работа с ДГУ	Шины РУ объекта, совместно с существующим АВР	ДГУ работает в номинальном режиме и включается реже, пики принимает накопитель	Согласование алгоритма с контроллером ДГУ, линия связи между устройствами
Микросеть: сеть, солнечная станция и ДГУ	Шины микросети объекта	Автоматическое распределение выработки между источниками, замещение дизельной генерации	Инверторы фотоэлектрической станции, контроллер микросети, настройка приоритетов источников

Связь с автоматикой и диспетчеризацией

• передача параметров в АСУ объекта по Modbus-RTU (RS485) или Modbus-TCP (LAN): мощность, заряд, состояние ячеек, журнал событий;
• вывод аварийной сигнализации сухими контактами на существующий пульт или в систему пожарной сигнализации;
• удалённый мониторинг и диагностика — состояние оборудования видно без выезда на объект;
• согласование логики с действующим АВР по приоритетам и выдержкам времени выполняется на этапе пусконаладки.

Требования к площадке

Основание	Ровная площадка или фундаментная плита с несущей способностью под массу изделия: от 2500 кг для шкафного исполнения до 38 000 кг для 40-футового контейнера
Размещение	Наружная установка, корпус IP54, отдельное здание не требуется. Необходимы проходы для обслуживания и полного открывания дверей
Доставка и разгрузка	Подъезд транспорта и место для работы крана или манипулятора, для 40-футового исполнения — подъезд длинномерного транспорта
Кабельное хозяйство	Силовой ввод, кабель связи до АСУ объекта, контур заземления. Трассы и сечения определяются проектом
Заземление и молниезащита	Выполняются по проекту в составе общих решений по объекту
Пожарная безопасность	Собственное автоматическое аэрозольное пожаротушение, сигнал выводится на пульт объекта
Климатические условия	Штатный диапазон от −20 до +55 °C. Для районов с расчётной температурой ниже −20 °C требуется исполнение с дополнительным обогревом или отапливаемое укрытие, решение принимается при проектировании

Согласования

• если накопитель работает без выдачи мощности во внешнюю сеть, изменения, как правило, ограничиваются внутренними сетями объекта;
• при параллельной работе с сетью требуется согласование с сетевой организацией и выполнение требований к защитам, включая защиту от непреднамеренной выдачи мощности;
• поставка сопровождается комплектом документации производителя, необходимость и объём подтверждения соответствия уточняются под конкретную поставку и регион эксплуатации.

Что выполняет «Промальянс»

Работаем по полному циклу — от обследования объекта до сервисного сопровождения в течение всего срока эксплуатации:

• обследование объекта и анализ графика нагрузки, расчёт требуемой мощности и энергоёмкости;
• подбор конфигурации и подготовка технико-коммерческого предложения с оценкой окупаемости;
• поставка оборудования и ЗИП, таможенное оформление, доставка до площадки в любом регионе;
• интеграция в существующую схему энергоснабжения: сеть, солнечная станция, дизель-генераторы, устройства АВР;
• шефмонтаж или монтаж под ключ, пусконаладка, обучение эксплуатирующего персонала;
• гарантийное и сервисное сопровождение, удалённый мониторинг, поставка запасных частей.

Как получить расчёт под свой объект

Для подготовки предварительного технико-коммерческого предложения достаточно шести пунктов. Срок подготовки — 3 рабочих дня.

1. Объект. Назначение и адрес площадки, наличие и надёжность сетевого питания.
2. Нагрузка. Установленная и максимальная мощность в кВт, характер нагрузки — двигательная, тепловая, вычислительная.
3. Требуемая автономия. Время работы без внешнего питания в часах, допустимый перерыв питания.
4. Существующие источники. Наличие ДГУ, солнечной станции, устройств АВР и их параметры.
5. Задача. Резервирование, срезание пиков, замещение дизельной генерации или их сочетание.
6. Условия площадки. Климатический район, наличие места под наружную установку, условия доставки.

Частые вопросы

Чем система накопления энергии отличается от источника бесперебойного питания?

ИБП рассчитан на несколько минут работы — этого хватает на корректное завершение процессов и запуск дизель-генератора. СНЭ обеспечивает питание в течение часов и, помимо резервирования, работает на снижение затрат: заряжается в непиковые часы и разряжается в часы максимума нагрузки.

Может ли накопитель заменить дизель-генератор?

На объектах с сетевым питанием, где ДГУ выполняет функцию резерва, — да. Исключаются закупка, хранение и подвоз топлива, регламентные пуски, моточасы и требования к топливному хозяйству. На изолированных объектах накопитель работает совместно с ДГУ, сокращая его наработку и расход топлива.

Какой ресурс у батарей?

Более 6000 циклов заряд-разряд до остаточной ёмкости 80% при разряде 0,5P и полной глубине разряда. Ячейки LiFePO4 не содержат кобальта и никеля и термически устойчивее других распространённых литиевых типов.

Работает ли оборудование при отрицательных температурах?

Штатный диапазон — от −20 до +55 °C, при температуре выше 45 °C мощность снижается. Для районов с расчётной зимней температурой ниже −20 °C применяется исполнение с дополнительным обогревом или отапливаемое укрытие.

Нужно ли согласование с сетевой организацией?

Если накопитель не выдаёт мощность во внешнюю сеть, изменения обычно ограничиваются внутренними сетями объекта. При параллельной работе с сетью согласование требуется, как и выполнение требований к защитам.

Насколько сложен монтаж?

Оборудование поставляется в заводской готовности. На площадке выполняются подготовка основания, установка, подключение к силовой схеме и пусконаладка. Капитальное строительство не требуется.

Подробнее