В условиях возникшего дефицита выделенных мощностей, перегруженности подводящих сетей и невозможности капитального строительства новых ЛЭП или подключения новых генерирующих мощностей, Сетевой Накопитель Энергии (СНЭ) позволяет локально решить проблему энергоснабжения без привлечения значительных финансовых средств.
Сетевой накопитель представляет собой систему из двунаправленных инверторов (преобразователей постоянного напряжения АБ в переменное и обратно) и блока аккумуляторных батарей большой ёмкости. Система постоянно подключена к сети для контроля параметров сетевого напряжения и синхронизации с сетью. По определённому алгоритму (автоматически, либо по команде диспетчера) в период пиковых нагрузок, превышающих номинальную мощность сети, СНЭ начинает отдавать в сеть (в нагрузку) необходимую мощность, компенсируя разницу между необходимым и разрешённым уровнями потребления. Тем самым снимается необходимость веерных отключений для поддержания устойчивости сети и сохраняется непрерывность энергоснабжения всех потребителей. По окончании пика нагрузок отдаваемая мощность уменьшается пропорционально вплоть до нулевых значений. Когда нагрузка сети падает до минимальной, появляется возможность произвести заряд АБ.
Использование СНЭ позволяет также регулировать частоту в энергосистеме, симметрировать фазные напряжения, компенсировать реактивную мощность и высшие гармоники тока нагрузки, снижая тем самым потери электроэнергии.
Дополнительной функцией СНЭ является возможность автономного электроснабжения приоритетных потребителей в случае отключения питающей сети и резервирование электропитания для собственных нужд питающих сетей.
Режимы работы
Переход между режимами работы возможен по алгоритму в автоматическом режиме, по команде оператора либо по запрограммированному графику переключения. Управление может производиться с консоли управления СНЭ, либо дистанционно, с использованием GSM-модема или сети Ethernet.
Дежурный режим:
СНЭ не потребляет и не отдает электроэнергию в сеть, за исключением потребления для работы ВИП модулей и консоли управления.
Режим накопления энергии.
При отсутствии необходимости отдачи энергии СНЭ переходит в режим накопления энергии. При нахождении параметров сети электропитания в пределах рабочего диапазона СНЭ производит заряд АБ, при этом мощность, потребляемая от сети, ограничивается значением, определённым оператором.
Режим передачи энергии в сеть.
СНЭ переходит в режим преобразования постоянного напряжения АБ в переменное напряжение, синхронизированное по частоте, фазе и мгновенному значению напряжения с напряжением сети. При этом выходной ток СНЭ ограничивается в пределах технических характеристик.
Режим компенсации реактивной мощности и фильтрации.
СНЭ, измеряя напряжение сети и ток, потребляемый нагрузкой, синтезирует такую форму выходного тока, которая позволяет компенсировать реактивную составляющую и подавлять высшие гармоники тока нагрузки. Энергия аккумуляторных батарей в данном режиме не используется, ресурс АБ не расходуется.
Режим добавления мощности.
СНЭ переходит в режим питания нагрузки без отдачи энергии в сеть. Постоянное напряжение АБ преобразуется в переменное напряжение, синхронизированное по частоте, фазе и мгновенному значению напряжения с напряжением сети. При этом выходной ток СНЭ ограничивается током потребления нагрузки.
В данном режиме СНЭ измеряет уровень мощности, потребляемой нагрузкой, и, по моменту превышения заданного порога потребления, начинает добавлять мощность, соответствующую разнице между заданным порогом и потребляемой нагрузкой. Соответственно после снижения потребления ниже порога отдача мощности прекращается.
Режим автономного питания нагрузки.
СНЭ переходит в автономный режим питания нагрузки с отключением от сети. Система управления СНЭ производит контроль напряжения АБ и отключает отдачу мощности при низком значении напряжения АБ для предотвращения глубокого разряда аккумуляторов. При этом нагрузка будет переключена обратно на питание от сети, а СНЭ перейдет в режим накопления энергии (если оператором не задан другой алгоритм поведения СНЭ).
Режим симметрирования (опционально)
При неравномерном потреблении нагрузкой мощности от сети (перекос мощности), СНЭ переходит в режим симметрирования, отбирая мощность из недогруженных фаз и отдавая её в перегруженную. При этом энергооборудование работает в более устойчивом режиме, а также автоматически выравниваются фазные напряжения. Режим осуществляется исключительно за счёт энергии сети, без расходования ресурса АБ.
Совмещенные режимы работы
Режим накопления энергии может работать совместно с режимом компенсации реактивной мощности, в случае, если ток, необходимый для заряда АБ, меньше, чем максимальный потребляемый ток СНЭ.
Режим передачи энергии в сеть может работать совместно с режимом компенсации реактивной мощности, в случае, если ток, необходимый для отдачи заданной мощности в сеть, меньше, чем максимальный потребляемый ток СНЭ.
Режим добавления мощности может работать совместно с режимом компенсации реактивной мощности, в случае, если ток, необходимый для отдачи заданной мощности в сеть, меньше, чем максимальный потребляемый ток СНЭ.
Режим симметрирования может работать совместно с режимом компенсации реактивной мощности, если ток нагрузки не превысил порогового значения, после которого начинается режим добавления мощности.
Конструкция
СНЭ состоит из силового блока и внешней аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея (далее «АБ») собрана из группы последовательно соединенных между собой аккумуляторов, размещённых в аккумуляторных модулях или на стандартных стеллажных конструкциях;
Силовой блок СНЭ выполнен в виде прямоугольного металлического шкафа, в котором расположены силовые модули, модуль индикации и управления и узел коммутации;
Силовые модули объединены в три группы, каждая из которых обеспечивает поддержание одной из трёх фаз переменного трёхфазного тока;
Блоки связаны между собой системой интерфейса для согласования параллельной работы блоков на одну фазу; согласования между группами по сдвигу угла фаз, частоте и амплитуде напряжений;
Узел коммутации включает в себя: панель с автоматическим выключателем на номинальный ток и держателями предохранителей цепи постоянного тока (АБ), блок силовых шин для коммутации силовых модулей, Контактор переключения режимов (BYPASS – автономный);
На передней панели модуля индикации и управления расположены кнопки управления, светодиодные индикаторы и ЖКИ - дисплей, отображающий режим работы СНЭ, процент нагрузки, уровень заряда АБ, электрические параметры работы и возможные неисправности СНЭ;
Опционально на передней панели могут устанавливаться: коммуникационный порт RS-232 (разъем DB9), разъемы дистанционной сигнализации.
Достоинства:
1) Российское производство (от разработки до сборки)
2) Идеальная синусоида (совместим со всеми типами нагрузок)
3) КПД не менее 95% в режиме работы от АБ
4) Низкие эксплуатационные расходы.
5) Широкий диапазон установки зарядного тока от 0 до номинального тока СНЭ, что позволяет заряжать АБ больших емкостей за малый промежуток времени (до 4 часов) до 90% заряда.
6) Микропроцессорное управление
7) Использование IGBT транзисторов с ШИМ-регулированием на высокой частоте
8) Большая скорость реакции
9) Интуитивно понятный интерфейс
10) ЖК индикация
11) Фильтрация высокочастотных импульсных помех
12) Небольшие массогабаритные характеристики
13) Низкая цена
14) Альтернатива бензиново-дизельным генераторам, либо совместная работа с генератором (гибридный генератор)
15) Возможность работы с различными типами АБ (выбирается при заказе)
16) СМС оповещение (опция)
17) ПО для работы с ПК
18) Порты RS232, USB (опция)
19) Сухие контакты (опция)
20) Отключение неприоритетных нагрузок в режиме работы от АБ (опция)
