澳国的配电网储能与电压控制技能

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澳大瓦伦西亚(Australia)Ergon能源公司多年来在昆士福冈的12个地点安插了一起2MWh的锂离子电池储能装置。通过高档的储能技术,为昆士南昌乡村和偏远地区客户延长了对她们的话特别重庆大学的单线回地(SWEPAJERO)供电系统的使用寿命,那对公用事业和单相线供电客户来说是双赢的。

Ergon财富公司承担向澳洲最大的昆士保定97%的电力客户提供配电服务。通过建设1九个电力网帮忙系统(GUSS),为乡村和边远的单相线供电配电互联网提供电压和体量帮忙。Ergon财富公司在20世纪70年份,80年份和90年份大力发展了单相线供电网络,为乡村和偏远的客户提供劳动。单相线供电网络为低客户密度区域提供了八个低本钱的互连网方案。

SWELX570使用单根导线传输电力,大地作为电流重临路径。Ergon财富集团的网络规划使用贰个依据该配电力网两相供电的隔开分离变压器,为各种低压用户设置3个那样的单相降压变压器,将19.1kV或12.7kV的高压单相电源降压为240V供电系统。

单相线供电互联网第2遍建成时,当时的用户平均用电量十分的低,首要用以照明,收音机,冰箱和电视机等家电。随着时光的延迟,财富要求量大增,超越四分之二客户都安装中央空调,冷藏室和水泵等大功率电器。

自行建造设以来,Ergon财富的单相线供电互联网超越5/10保证相对不变。如今,那个互连网已经出现众多体积不足的标题和电压限制,很多用户的用电器对电压的供给更高,由此单相线供电互联网大概无法持续满足客户的指望。

单相线供电互连网

Ergon财富公司拥有世界上最大的单相线供电互连网,为昆士保定提供至关心珍爱要的劳动。在平均300公里(186公里)的线路上,二个超人的单相线供电线路将有二个200kVA的隔断电源

  • 为大概柒16个用户供电,同时可能含有二个调节器 –
    以及八个或四个25-kVA帕杰罗电抗器。提高供电体量一般是通过升高单相线供电线路上的导线来落到实处的,不过每2.5km(1.6英里)平均惟有3个客户,那种提高将是1个高昂的消除方案。

单相线供电馈线上的电压调节是卓殊富有挑衅性的,因为负载变化会显着影响电压。随着负荷的充实,电压会降低。随着负荷的降落,电压会趁着Ferranti效应(线路分布电容效应)的增多而充实,那会在极轻的负载下引起容性充电电流,从而特别增多线路末端电压。

由于其原有结构,与本田UR-V /
X小于1的都会电网比较,单相线供电力网本质上对抗/电抗(LX570 /
X)比为5至10。为了制服这个挑衅,本文介绍了一种能够动态补偿工作电压的装置,结合当前早先进的逆变器和储能装置一起行使,能够成功地决定单相线供电系统的分布电压。是因为单相线供电馈线具有高阻抗特性,使用储能装置,能够向互连网注入有功功率,将显着升高电压(240
V时为1 kW≈1
V),并推进减小隔绝变压器的载荷
。那种设施被称为电网支持系统(GUSS)

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昆士南宁19.1kV和12.7kV单相线供电力网络

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由22kV配电馈线提供的12.7kV 单相线供电系统原理图

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智能存款和储蓄

电力网帮助系统包含一个智能存款和储蓄系统,由设置在可活动滑轨上的以下组件组成:

  • 逆变器电源转换系统PCS

  • 亚洲城ca88手机版下载地址,储能系统(锂离子电池)

  • 控制,计量和通讯

电力网帮助系统专门用于管理单相线供电线路的电压和容积限制。该类别经过用于客户连接的正统变压器连接到单相线供电馈线,并在低电压(240
V线电压)下办事。各样单位被供给接受澳大比什凯克(Australia)苛刻的内陆条件。

为了保障电网帮衬系统机组知足Ergon财富的须求并在昆士南通条件中可相信运营,开发参考以下标准:

  • 太阳能辐照度为1000瓦/平米(93瓦/方尺),紫外线老化

  • 变频器额定值为25 kVA

  • 全部低谐波输出的四象限逆变器

  • 储能100kWh

  • 独自运作的单相线供电回路控制体系

  • 热度限制在0°C至45°C(32°F至113°F)

  • 以便在实地拓展维修和在恶劣的征程上运送的包裹

Ergon能源开发的提升的控制算法调节有功和无功功率的出口和出口,以将电力网援救系统单元的单相线供电电压保持在决定范围内。该算法管理电池的充电状态,并得以从集中央控制制系统获得指令,以更好地保管整个单相线供电线路负载。但该种类的支配是自主的,不受通讯,监察和控制和数目收集(SCADA)设备故障的影响。

系统电压下落意况下,智能逆变器,首先输出无功功率用于升压,当需求更高的电压时,注入有功功率。当单相线供电电压较高时,第二个反应就是通过收取有功率来给电池充电。借使急需进一步下跌线电压,则会从系统接到无功功率。

电力网援救系统的配备

通过8年的开发,以及麦哲伦电力公司的四个项目试点,Ergon财富公司贯彻了储能的配备,批准了进货和设置20台电力网辅助系统设备,作为守旧馈线增容的低本钱替代方案。美利哥S&C电气公司被授予一份合同,遵照电网公司的条件须要,创造电力网支持系统。

根据互连网供给,历史数据,本半夏化和电力系统建立模型分明适合的单相线供电馈线,由于负载和故障的单相性不对称,那给单相线供电提供了无数挑衅。电力公司在上马安装阶段接纳了13个适合的站点。这几个站点供给混合使用25千伏安(微单网援助系统)和50千瓦(双电力网协理系统)设备,包涵供给两台电力网帮忙系统设备并行运营的馈线,但供给设置在区别的地点以缓解网络的限量。

电力网辅助系统的超级安装地点是馈线的末端,那是出于各个馈线所服务的昆士兰地区,内陆幅员广大,供电线路长度也许超越一千英里(621英里),所以那是三个大标题:中远距离意味着当须要工程支撑时,抵达该站点恐怕至少要多少个钟头。

Ergon能源的单相线供电互连网绝超过一半在干燥的气象下只好经过大型车辆进入,而在雨季,四轮驱动的轻型车辆和直接升学机是绝无仅有的通道。那个地方的通讯服务也非凡有限,由于时势崎岖起伏,移动通信网络覆盖不太也许,微波/有线电安装也不切实际。因而,当先13分之7个人置唯一可靠的通讯情势是卫星。该电力公司在此之前曾选取Inmarsat
BGAN
M2M调制解调器在偏远地区实行网络自动化,近期该卫星通讯系统被用来这种电力网帮助系统。

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Ergon财富公司的工作人员正在展开子系统一测试试,而电力网协理系统部门正在拓展研究研究会

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S&C电气职员和工人参加Ergon能源的实地仓库和车间的测试

非守旧安装

由于电力网援救系统是馈线增容的非守旧消除方案,因而必要考察和实践非古板的实地配备安装格局。检查与配置有关的每一种业务流程以保障其是必不可少的,并保障没有其他更简明或更实惠的主意。Ergon能源确定了八个供给再一次思考的基本点流程:

  • 车间集成测试和预调节和测试,以保障全体单位运到现场在此以前能够平常干活。采纳远程管理方法测试最后的通信和软件系统,以重置和平解决除单元上的故障。Ergon财富提供的通讯和计量装置在车间安装,在那边可以行使全数车间和附属类小部件。由此,唯一的现场工作是电网帮助系统的就位,连接和通电,然后是最后的SCADA检查。

  • 动用现有的设计和施工标准,应尽量减弱现场作业和现场工作职员的作育。电力网帮忙系统与25千瓦客户连接相同,包涵接地安顿。现场的土木应最小,使用三线动物围栏封闭的预制水泥板脚,使用卡车运输四轮驱动叉车被用于将电力网帮衬系统单元放置在水泥板上。只要求七个工作日就能一气呵成电力网协理系统安装在三个点名的莽莽地方、并透过调节投入运作。

  • 双情势通讯系统,包涵卫星和3G通讯,提供可信赖的通讯保险。之前,全数现场配备必须在3G或卫星上行事,但无法而且工作。由于通讯系统必须与两种方式无缝切换,所以在后台系统和现场网络设施上都进展了大气的预配置工作。因而,电力网匡助系统设备这么些系统,都足以在卫星或3G上运维,并向最终用户提供平等的互连网地址和主机名。调制解调器在车间安装,不须要特别的当场配备。(假使今后3G提供商的覆盖范围有所改正,那么使用3G蜂窝选项代替卫星将回落数量传输开销。)

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1个25千瓦电力网支持系统的莫过于安装图

通讯和控制

电力网匡助系统单元内的逆变器,电池管理连串,总计电能表和嵌入式个人总计机均运用以太网和串行连接的组合连接到一个通用路由器。每种设备都可独立寻址,并且能够在该地(用于地点数据处理)和Ergon财富的后台服务器进行通讯。

电力网援助系统的支配安顿有两条分化的决定路径。设备的运作控制是因此选取配电SCADA系统的DNP3协议实行的,工程序控制制由供应商提供的软件来施行。DNP3通过丰盛报告警方(RBE)报告极度运维。RBE将警报传递到机关事件告警系统,然后公告工程支撑共青团和少先队。RBE的报告通过筛选,为了缩短卫星通讯链路上的流量和由此而发生的资费。此外三个便宜正是可以捕获长期的互连网事件,通过积极上送机制,那是轮询情势只怕被遗漏的。

鉴于设置的岗位偏远,还考虑了怎么与S&C远程合作来调查研讨出现的任何难点。通过海关过显示器共享和远程桌面工具相结合,使S&C能够查阅设备的气象,并支援其U.S.办事处查找故障,而无需Ergon财富职员和工人到现场。

质量监察和控制

电力网帮助系统的军管已经成立起来,该体系能提供丰硕的消息。随着匡助系统的支付,监察和控制对于保证设备提供预期的效果和在预期的寿命中发挥功能至关心注重要。电力网援助系统设备调整单相线供电互连网电压的力量使得监察和控制非凡须求,同时对种种安装的系统的装置可进展微调。锂离子电池的设置地点和热度敏感性要求实时监视电池温度以落实最棒的寿命和品质。

Ergon财富开发了1个电动数据收集和可视化系统,提供实用和赶快的电力网帮忙系统一管理理。该种类的性格是通过在30小时内考察和消除故障的力量来度量的,无需手动下载数据。在实践中,数据收集系统满意这一渴求,大多数轩然大波在五分钟内向工作职员报告,并在25小时内将持有数据传输到电力集团的服务器。

采集和处理多量的互联网品质和电池数据大概是一个题材。然则,依照过去的经验,Ergon财富集团在装置任何电力网帮衬系统设备以前就早已挑选了缓解这些题材方法。同过定期对主要构件(逆变器和电池)实行多少解析,能够预知到只怕出现的任何难题。例如,在两周内,通过辨认周期性产生的不停5秒断开/重新连接的电池组系统,连同收集到的数额一起付出设备供应商给予解决,以下的图纸是有超人意义的。

接着,随着Ergon
财富的工程师对电力网帮忙系统设备的操作更为熟谙,已经创建了更详细的质量图表,包蕴56模块电池每一种模块的电压和热度。在电池供应商的扶助下,公用事业集团开发了软件,每隔两分钟询问电池管理类别的电池单体电压,以便在促成任何操作难点从前识别极度值和心腹难点。

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天性图表展现了电池在方方面面一五月模块级别的电压和热度变化

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质量图表呈现了百分百二个月的电池组电池级其余电压变化情形,并且能够轻松识别出重点的十二分值

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电池系统的属性图表显示了一天的品质变化

网络辅助

二零一四年4月形成了在11个地点设置100kWh的电力网支持系统,使用Ergon能源的主宰措施实行的监测确认了电力网扶助系统正在运维以支撑该互联网。记录在客户的240V连接的每一日电压变动范围一度显着下跌,在某个情形下得以降低多达40%。

电力网援救系统部门的管制和监察工作正在开展中。使用搜集的数额创设了三个特大型的财富存款和储蓄系统数据集,为评估未来的功绩提供了标准。开发电力网援救系统项目所使用的种类,工具和做事推行,如今可用于配电网络其余技术陈设。

虽说储能已经存在了过多年,但其作为单相线供电互连网帮助设备的选取却是新技巧。Ergon能源在电力网接济系统部门的绩效管理方面所做的无休止工作是行业超过的,并声明储能是配网资金财产管理的基本点情势。从电网帮助系统中形成如此一个高分辨率数据的特大型数据集将为澳洲的能源存款和储蓄系统现在的研商和支付提供三个很好的数目支撑。

因而选择智能能源存款和储蓄系统,通讯系统和绩效管理,Ergon财富能够神速,有效地给农村和边远的昆士中山的客户延长现有的、首要的供电系统的寿命。该电力公司最近也是澳大萨拉热窝国内选用新技巧和付出储能行业的开路先锋。


StephenRichardson是Ergon财富的技术立异工程师。他领导电力网协助系统(GUSS)项目从发展到实施。他在电力行业测试和布置尖端的存款和储蓄技术和可再生财富类别方面有所10年的经历。他非凡关切新技巧什么与电力网互相功效,以及怎样支撑客户,特别是那个农村和偏远的客户。Richardson是澳国昆士石家庄的登记标准工程师。

大卫 英格拉姆从前是Ergon
Energy的总工(技术立异)。他在电力供应行业拥有超过15年的各样发电,输电和配电经验。他的主若是将新技巧引入输配电互联网。Ingram拥有昆士兰科学和技术高校变发电站自动化专业余大学学生学位,是澳大塔尔萨联邦(Commonwealth of Australia)昆士保定的注册标准工程师,是IEEE的高级成员。

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