Канадская энергокомпания устанавливает систему накопления электроэнергии на основе аккумуляторных батарей

Page 1
background image

Page 2
background image

34

Июль

август

 2013

    

Установка

 

по

 

аккумулированию

 

электроэнергии

 

на

 

основе

 

серно

-

натриевых

 

аккумуляторных

 

батарей

 

была

 

введена

 

в

 

эксплуата

-

цию

 

в

 

мае

 2013 

года

 

в

 

г

Филд

Канада

городе

 

с

 

гористым

 

рельефом

.

Канадская энергокомпания 
устанавливает систему 
накопления электроэнергии на 
основе аккумуляторных батарей

BC Hydro устраняет сложности, связанные с установкой 
аккумуляторов в удалённых районах с гористым 
рельефом.

Хелен Уиттакер (Helen Whittaker), 

BC Hydro

В

 

 

выпуске

 Transmission & Distribution World 

за

 

март

 2011 

года

 

Эмека

 

Окафор

 (Emeka Okafor) 

из

 

энергокомпании

 American Electric Power 

рас

-

сказал

 

о

 

том

как

 

его

 

компания

 

интегрировала

 

в

 

свою

 

распределительную

 

сеть

 

систему

 

накопления

  

электроэнергии

 (

СНЭ

на

 

основе

 

аккумуляторных

 

бата

-

рей

 (battery energy storage system — BESS). 

Среди

 

по

-

тенциальных

 

преимуществ

 

интеграции

 

системы

 BESS 

на

 

подстанции

 

было

 

названо

 

повышение

 

надёжности

 

посредством

 

как

 

поддержки

  «

стареющей

» 

электросе

-

тевой

 

инфраструктуры

так

 

и

 

обеспечения

 

потребите

-

лей

 

резервным

 

электроснабжением

Система

 BESS 

предоставляет

 

такие

 

преимущества

 

благодаря

 

своим

 

функциональным

 

возможностям

 

по

 

сглаживанию

 

пи

-

ковых

 

нагрузок

 

и

 

секционированию

 

энергосистемы

 

в

 

случае

 

аварии

.

В

 

период

 

максимального

 

спроса

 

на

 

электроэнергию

 

аккумуляторные

 

батареи

 

работают

 

в

 

режиме

 

разряда

что

 

снижает

 

общую

 

пиковую

 

нагрузку

 

на

 

систему

 

и

 

на

 

элементы

 

подстанции

 — 

эффект

 

сглаживания

 

пиковых

 

нагрузок

Помимо

 

продления

 

срока

 

эксплуатации

 

обо

-

рудования

эта

 

функция

 

может

 

отсрочить

 

необходи

-

мость

 

в

 

капитальной

 

модернизации

 

энергосистемы

 

для

 

удовлетворения

 

растущего

 

спроса

 

на

 

электроэнергию

Секционирование

 

участков

 

сети

 

и

 

применение

 

СНЭ

  

по

-

зволяет

 

обеспечивать

 

электроэнергией

 

определённую

 

НАКОПЛЕНИЕ

 Энергии


Page 3
background image

35

Июль

август

 2013

    

НАКОПЛЕНИЕ

 Энергии

Схематическое

 

изображение

 

распределительной

 

сети

 

в

 

городах

 

Голден

 

и

 

Филд

 

с

 

предполагаемым

 

проектом

 

системы

 

телекоммуникаций

.

зону

 

распределительной

 

сети

 

после

 

её

 

выделения

 

на

 

изолированную

 

работу

 

вследствие

 

вынужденного

 

или

 

незапланированного

 

отключения

При

 

таких

 

обстоя

-

тельствах

 

СНЭ

 

успешно

 

работает

 

как

 

резервный

 

источ

-

ник

 

электроэнергии

.

В

 

январе

 2010 

года

 BC Hydro 

в

 

сотрудничестве

 

с

 

Министерством

 

природных

 

ресурсов

 

Канады

 

запустила

 

проект

 

по

 

установке

 

системы

 BESS 

в

 

своей

 

распреде

-

лительной

 

системе

 

в

 

городе

 

Голден

Британская

 

Колум

-

бия

Канада

в

 

надежде

 

реализовать

 

оба

 

этих

 

преиму

-

щества

.

Экономическое

 

обоснование

 

проекта

В

 

городах

 

с

 

гористым

 

рельефом

 

Голден

 

и

 

Филд

округ

 

Британской

 

Колумбии

 

Восточный

 

Кутеней

наблю

-

дались

 

серьёзные

 

проблемы

 

с

 

обеспечением

 

надёжно

-

сти

 

энергоснабжения

.

Оба

 

города

 

получают

 

электроэнергию

 

от

 

подстан

-

ции

 

г

Голден

от

 

которой

 

отходят

 

четыре

 

радиальные

 

питающие

 

линии

 

для

 

энергоснабжения

 

города

 

и

 

окру

-

жающих

 

районов

Согласно

 

прогнозу

 

нагрузки

 

на

 

энер

-

госистему

 

данного

 

района

 

в

 

начале

 2010 

года

 

превы

-

шение

 

пропускной

 

способности

 

подстанции

 

ожидалось

 

в

 

период

 

пиковой

 

нагрузки

 

зимой

 2013—2014 

гг

К

 

го

-

роду

 

Филд

расположенному

 

приблизительно

 

в

 50 

км

 

(31 

миле

к

 

востоку

 

от

 

г

Голден

подходит

 

только

 

одна

 

питающая

 

линия

 25 

кВ

 

от

 

подстанции

 

в

 

г

Голден

На

 

данной

 

распределительной

 

линии

 

наблюдаются

 

ча

-

стые

 

и

 

продолжительные

 

отключения

вызванные

 

воз

-

действием

 

растительности

 

и

 

неблагоприятными

 

погод

-

ными

 

условиями

 (

низкой

 

температурой

 

и

 

снегопадами

в

 

Национальном

 

парке

 

Йохо

где

 

расположен

 

г

Филд

Маршрут

 

этой

 

питающей

 

линии

 

не

 

всегда

 

параллелен

 

дороге

и

 

пересечённая

 

местность

 

особенно

 

осложняет

 

бригадам

 

энергокомпании

 

задачу

 

по

 

обнаружению

 

ме

-

ста

 

повреждения

 

в

 

системе

 

и

 

восстановлению

 

энерго

-

снабжения

.

Для

 

одновременной

 

реализации

 

возможностей

 

по

 

снижению

 

нагрузки

 

в

 

г

Голден

 

и

 

обеспечению

 

резерв

-

ного

 

энергоснабжения

 

г

Филд

 

проектная

 

группа

 BC 

Hydro 

рассмотрела

 

несколько

 

вариантов

включая

 

на

-

копление

 

электроэнергии

 

при

 

помощи

 

аккумуляторных

 

батарей

 

и

 

использование

 

дизельного

 

генератора

За

-

траты

 

на

 

интеграцию

 

системы

 

накопления

 

электроэнер

-

гии

 

на

 

основе

 

аккумуляторных

 

батарей

 

сравнили

 

с

 

за

-

тратами

 

на

 

применение

 

дизельного

 

генератора

 

в

 

двух

 

городах

Несмотря

 

на

 

то

 

что

 

установка

 

дизельного

 

ге

-

нератора

 

была

 

значительно

 

дешевле

в

 

итоге

 

компания

 

предпочла

 

систему

 

накопления

 

электроэнергии

 

в

 

связи

 

с

 

её

 

меньшим

 

воздействием

 

на

 

окружающую

 

среду

Вы

-

бор

 

СНЭ

 

стал

 

возможным

 

только

 

благодаря

 

софинан

-

сированию

предоставленному

 

правительством

 

Кана

-

ды

 

в

 

рамках

 

программы

 

развития

 

экологически

 

чистых

 

технологий

 

производства

 

электроэнергии

 Clean Energy 

Fund.

Согласно

 

выбранной

 

экономической

 

модели

 

энер

-

гокомпания

 

сможет

 

пользоваться

 

преимуществами

 

си

-

стемы

 

накопления

 

электроэнергии

 

на

 

протяжении

 

её

 

жизненного

 

цикла

 

в

 15 

лет

 

и

 

отложить

 

замену

 

транс

-

форматоров

 

подстанции

 

на

 

два

 

года

. BC Hydro 

и

 

прави

-

тельство

 

Канады

 

поставили

 

три

 

основные

 

задачи

 

про

-

екта

:


Page 4
background image

36

Июль

август

 2013

    

НАКОПЛЕНИЕ

 Энергии

Карта

 

с

 

указанием

 

мест

 

установки

 

аккумуляторной

 

системы

 

в

 

городах

 

Голден

 

и

 

Филд

Действующая

 

распределительная

 

линия

 

показана

 

жёлтым

 

цветом

.

• 

обосновать

 

экономическую

 

модель

;

• 

получить

 

опыт

 

в

 

интеграции

 

СНЭ

 

на

 

основе

 

аккуму

-

ляторных

 

батарей

 

для

 

ограничения

 

пиковой

 

нагруз

-

ки

 

и

 

секционирования

 

энергосистемы

  (

для

 

резерв

-

ного

 

энергоснабжения

);

• 

определить

 

дополнительные

 

сложности

связанные

 

с

 

климатическими

 

условиями

 

и

 

факторами

 

окружаю

-

щей

 

среды

 

в

 

Канаде

.

С

 

самого

 

начала

 

проектная

 

группа

 BC Hydro 

поста

-

новила

что

 

для

 

снижения

 

риска

 

перегрузки

 

подстан

-

ции

 

в

 

г

Голден

 

требовалось

 

аккумулирование

 2 

МВт

 

электроэнергии

Установкой

 

СНЭ

 

мощностью

 1 

МВт

 

в

 

г

Филд

 

и

 

реализацией

 

схемы

 

секционирования

 BC 

Hydro 

предполагает

 

сократить

 

число

 

продолжительных

 

отключений

 

в

 

регионе

 

на

 80%.

Начало

 

реализации

 

проекта

Будучи

 

государственной

 

корпорацией

принадле

-

жащей

 

правительству

 

провинции

 

Британская

 

Колум

-

бия

, BC Hydro 

должна

 

приобретать

 

оборудование

 

и

 

услуги

 

на

 

конкурсной

 

основе

Энергокомпания

 

пору

-

чила

 

составление

 

задания

 

на

 

конкурс

 

в

 

отношении

 

как

 

поставок

 

СНЭ

так

 

и

 

услуг

 

системного

 

интеграто

-

ра

 

консалтинговой

 

компании

 Quanta Technology. 

При

 

разработке

 

критериев

 

отбора

 

технологии

 

накопления

 

электроэнергии

 

было

 

необходимо

 

учитывать

 

соблю

-

дение

 

стандартов

 

организации

 

по

 

надёжности

В

 

итоге

 

только

 

серно

-

натриевые

 

аккумуляторы

производимые

 

компанией

 NGK Insulators, 

удовлетворяли

 

требовани

-

ям

 BC Hydro 

по

 

размерам

функциональности

 

и

 

опыту

 

эксплуатации

.

В

 

качестве

 

системного

 

интегратора

 

энергокомпа

-

ния

 

выбрала

 S&C Electric, 

имеющую

 

опыт

 

по

 

успешной

 

установке

 

систем

 BESS 

на

 

основе

 

серно

-

натриевых

 

аккумуляторных

 

батарей

 

общей

 

мощностью

 

более

 

12 

МВт

Размещая

 

отдельные

 

заявки

 

на

 

предложения

 

в

 

отношении

 

аккумуляторных

 

батарей

 

и

 

услуг

 

по

 

инте

-

грации

 

системы

, BC Hydro 

надеялась

 

заинтересовать

 

большее

 

число

 

участников

тем

 

не

 

менее

как

 

выясни

-

лось

 

впоследствии

руководить

 

таким

 

проектом

 

оказа

-

лось

 

гораздо

 

сложнее

.

Основными

 

сложностями

 

в

 

составлении

 

контрак

-

тов

 

на

 

поставку

 

аккумуляторных

 

батарей

 

и

 

оказание

 

услуг

 

по

 

системной

 

интеграции

 

стали

 

определения

 

стандартов

поскольку

 

новые

 

технологии

 

не

 

всегда

 

соответствовали

 

стандартным

 

формулировкам

 

энер

-

гокомпании

Например

, BC Hydro 

не

 

имела

 

стандарта

 

для

 

системы

 

управления

 

аккумуляторными

 

батарея

-

ми

 (storage management system — SMS), 

в

 

связи

 

с

 

чем

 

энергокомпания

 

применила

 

нормативно

-

техническую

 

документацию

 

Канадской

 

ассоциации

 

стандартов

 

для

 

используемых

 

ею

 

малых

 

низковольтных

 

инверторов

На

 

тот

 

момент

 

инвертор

 

системы

 PureWave, 

предлагаемой

 

S&C Electric, 

ещё

 

не

 

прошёл

 

сертификацию

 

на

 

соответ

-

ствие

 

данному

 

стандарту

поэтому

 

в

 

контракте

 

потребо

-

валась

 

соответствующая

 

оговорка

несмотря

 

на

 

то

 

что

 

с

 

того

 

момента

 

в

 

рамках

 

недавнего

 

проекта

 

в

 

Канаде

 

оборудование

 

было

 

сертифицировано

.

Сложности

 

с

 

пониманием

 

некоторых

 

контрактных

 

условий

 

вынудили

 

группу

 

по

 

закупкам

 

обратиться

 

к

 

противоположной

 

стороне

 

за

 

помощью

 

в

 

составлении

 

контракта

но

 

при

 

этом

 

делать

 

все

 

возможное

 

для

 

со

-

блюдения

 

интересов

 

энергокомпании

После

 

успешного

 

обсуждения

 

условий

 

обоих

 

контрактов

 

все

 

стороны

 

пе

-

решли

 

к

 

первому

 

этапу

 

проектирования

 

системы

 

с

 

такой

 

готовностью

 

к

 

сотрудничеству

 

и

 

открытостью

которые

 

не

 

часто

 

можно

 

наблюдать

 

в

 

ходе

 

стандартной

 

проце

-

дуры

 

закупок

.


Page 5
background image

37

Июль

август

 2013

    

НАКОПЛЕНИЕ

 Энергии

Схема

 

системы

 

аккумулирования

 

электроэнергии

 

в

 

г

Филд

 

с

 

интел

-

лектуальным

 

выключателем

 IntelliRupter 

и

 

главным

 

выключателем

 

в

 

системе

 SMS, 

со

 

схемой

 

спутниковой

 

и

 

локальной

 

радиосвязи

.

Канадские

 

зимы

Из

-

за

 

географического

 

местоположения

 

энер

-

госистемы

климатических

 

условий

 

и

 

факторов

 

окружающей

 

среды

 

в

 

округе

 

Восточный

 

Кутеней

Британская

 

Колумбия

проектная

 

группа

 

столкну

-

лась

 

с

 

большими

 

сложностями

 

при

 

проектирова

-

нии

 

системы

Согласно

 

первоначальным

 

планам

серно

-

натриевые

 

аккумуляторные

 

батареи

 

долж

-

ны

 

были

 

быть

 

установлены

 

в

 

шкафах

позволяю

-

щих

 

эксплуатировать

 

аккумуляторные

 

батареи

 

при

 

минимальной

 

температуре

 

окружающей

 

сре

-

ды

 

в

 -40°C. 

Тем

 

не

 

менее

 

после

 

более

 

подроб

-

ного

 

изучения

 

климатических

 

условий

 

в

 

предпо

-

лагаемом

 

месте

 

установки

 

батарей

 

требование

 

к

  

нижнему

 

пределу

 

рабочей

 

температуры

 

было

 

изменено

 

до

 -50°C. 

Пересмотренный

 

план

 

строи

-

тельства

 

двух

 

сооружений

 

с

 

управляемым

 

микро

-

климатом

с

 

расположением

 

батарей

 

в

 

стойках

оказался

 

недопустимо

 

затратным

 

и

 

практически

 

погубил

 

проект

 

даже

 

до

 

его

 

начала

.

Третий

 

вариант

предложенный

 

системным

 

интегратором

 S&C Electric, 

заключался

 

в

 

уста

-

новке

 

шкафов

 

аккумуляторных

 

батарей

 

внутри

 

сборных

 

зданий

Это

 

решение

 

обеспечило

 

бы

 

защиту

 

оборудования

 

от

 

снега

 

и

 

достаточную

 

те

-

плоизоляцию

 

зданий

в

 

которых

 

всегда

 

поддер

-

живалась

 

бы

 

температура

 

не

 

ниже

 -40°C. 

Кроме

 

того

, NGK 

модифицировала

 

конструкцию

 

модульных

 

шкафов

 

аккумуляторных

 

батарей

 

так

что

 

все

 

электрон

-

ные

 

компоненты

 

располагались

 

в

 

одном

 

конце

 

сооруже

-

ния

где

 

температуру

 

окружающей

 

среды

 

можно

 

было

 

контролировать

Все

 

стороны

 

приняли

 

активное

 

участие

 

в

 

проектировании

Правительственное

 

агентство

 

Парки

 

Канады

 

и

 

Министерство

 

по

 

природным

 

ресурсам

 

Кана

-

ды

 

оказали

 

неоценимую

 

помощь

 

в

 

реализации

 

проекта

что

 

позволило

 

быстро

 

перейти

 

от

 

слов

 

к

 

делу

.

Телекоммуникационные

 

системы

Для

 

автоматизации

 

и

 

мониторинга

 

работы

 

СНЭ

 

по

-

требовались

 

телекоммуникационные

 

системы

 

между

 

оперативными

 

центрами

 

городов

 

Голден

 

и

 

Филд

 

и

 BC 

Hydro, 

между

 

этими

 

центрами

 

и

 

подстанцией

 

в

 

г

Голден

 

и

 

между

 

центром

 

в

 

г

Филд

 

и

 

точкой

 

секционирования

 

энергосистемы

.

В

 2011 

году

 

выбор

 

систем

 

связи

 

для

 

системы

 

на

-

копления

 

электроэнергии

 

в

 

г

Филд

расположенной

 

в

 

Национальном

 

парке

 

Йохо

ограничивался

 

существую

-

щими

 

провайдерами

характером

 

местности

климати

-

ческими

 

условиями

 

и

 

растительностью

 

в

 

регионе

Су

-

ществовали

 

ограничения

 

для

 

наземных

 

линий

 

связи

отсутствовала

 

инфраструктура

 

сотовой

 

связи

а

 

спут

-

никовая

 

связь

 

была

 

ненадёжной

 

из

-

за

 

гористого

 

релье

-

фа

 

местности

 

и

 

интенсивных

 

осадков

Локальная

 

бес

-

проводная

 

связь

 

была

 

трудноосуществимой

учитывая

 

большие

 

расстояния

 

и

 

маршрут

 

распределительных

 

линий

 

на

 

территории

 

парка

густо

 

заросшего

 

лесом

Проектной

 

группе

 

было

 

сложно

 

принять

 

правильное

 

экономическое

 

решение

 

с

 

учётом

 

приемлемого

 

уровня

 

надёжности

.

После

 

долгих

 

размышлений

 

компания

 

решила

 

использовать

 

спутниковую

 

систему

 

дальней

 

связи

 

в

 C-

диапазоне

 

между

 

площадкой

 

установки

 

СНЭ

 

в

 

г

Филд

 

и

 

подстанцией

 

в

 

г

Голден

 

и

 

далее

 

с

 

опера

-

тивным

 

центром

 BC Hydro, 

а

 

также

 

систему

 

ближней

 

радиосвязи

 SpeedNet 900-

МГц

 

между

 

точкой

 

секцио

-

нирования

 

энергосистемы

 

и

 

местом

 

установки

 

СНЭ

Проект

 

реализации

 

радиосвязи

 

предполагал

 

прокладку

 

оптоволоконных

 

кабелей

 

с

 

места

 

установки

 

СНЭ

 

через

 

лес

 

до

 

открытой

 

дороги

 

и

 

далее

 

создание

 

нескольких

 

ретрансляционных

 

участков

 

на

 

двух

 

новых

 

опорах

 

для

 

поиска

 

надёжного

 

сигнального

 

тракта

Со

 

времени

 

первоначального

 

проекта

 

систем

 

связи

 

в

 

г

Филд

 

была

 

создана

 

система

 

сотовой

 

связи

которую

 

в

 

настоящее

 

время

 

используют

 S&C 

и

 NGK 

для

 

удалённого

 

монито

-

ринга

 

своих

 

систем

.

Секционирование

 

энергосистемы

Каждая

 

система

 BESS 

включает

 

модули

 

серно

-

натриевых

 

аккумуляторных

 

батарей

 

и

 

систему

 

управ

-

ления

 

аккумуляторными

 

батареями

 SMS (

включающую

 

инвертор

 

и

 

блок

 

центрального

 

управления

), 

транс

-

форматоры

 

и

 

выключатели

В

 

системе

 

г

Филд

   

сек

-

ционирование

 

обеспечивается

   

интеллектуальным

 

вы

-

ключателем

 IntelliRupter PulseCloser. 

Для

 

резервного

 

энергоснабжения

 

станции

 

используется

 

малый

 

генера

-

тор

работающий

 

на

 

пропане

.

Управление

 

секционированием

 

энергосистемы

 

в

 

г

Филд

 

обеспечивается

 

программным

 

обеспече

-

нием

  (

ПО

) IntelliTeam, 

применяемым

 

выключателем

 

IntelliRupter 

и

 

системой

 SMS 

при

 

необходимости

 

пере

-

хода

 

в

 

режим

 

изолированной

 

работы

В

 

случае

 

замы

-

кания

 

в

 

системе

 

между

 

подстанцией

 

в

 

Голдене

 

и

 

вы

-

ключателем

 IntelliRupter 

срабатывает

 

система

 

защиты

 

питающей

 

линии

 

для

 

устранения

 

замыкания

а

 

систе

-

ма

 

запрета

 

секционирования

 

системы

 SMS 

отключа

-

ет

 

СНЭ

 

от

 

линии

. IntelliRupter 

определяет

 

отсутствие

 

напряжения

 

в

 

линии

выжидает

 

заданный

 

период

 

вре

-

мени

 

для

 

подтверждения

 

того

что

 

замыкание

 

являет

-

ся

 

устойчивым

и

 

затем

 

размыкает

 

цепь

 

и

 

изолирует

 

часть

 

питающей

 

линии

 

для

 

её

 

секционирования

Далее

 

устройство

 

посылает

 

сигнал

 

системе

 SMS 

на

 

включе

-

ние

 

её

 

главного

 

выключателя

 

и

 

начала

 

энергоснабже

-

ния

 

г

Филд

 

от

 

СНЭ

.

Во

 

время

 

данных

 

операций

 

по

 

переключению

 

по

-


Page 6
background image

38

Июль

август

 2013

    

НАКОПЛЕНИЕ

 Энергии

Схематическое

 

изображение

 

профиля

 

нагрузки

 

на

 

подстанции

 

в

 

г

Голден

Периоды

 

продолжительных

 

и

 

пологих

 

пиков

 

нагрузки

 

осложняют

 

управление

 

циклом

 

разряда

 

и

 

заряда

 

аккумуляторных

 

батарей

.

При

 

установке

 

системы

 

аккумулирования

 

электроэнергии

 

в

 

г

Филд

 

сначала

 

устанавливают

 

аккумуляторные

 

шкафы

 

и

 

модули

а

 

затем

 

приступают

 

к

 

сборке

 

здания

.

требители

 

испытывают

 

кратковременное

 

отключение

вслед

 

за

 

которым

 

СНЭ

 

обеспечивает

 

резервное

 

энер

-

госнабжение

 

либо

 

до

 

восстановления

 

энергосистемы

либо

 

до

 

полного

 

разряда

После

 

восстановления

 

энер

-

госистемы

 IntelliRupter 

определяет

 

наличие

 

напряжения

 

на

 

линии

 

и

 

посылает

 

соответствующий

 

сигнал

 

системе

 

SMS. 

Система

 SMS 

снова

 

изолирует

 

СНЭ

вызывая

 

ещё

 

одно

 

кратковременное

 

отключение

 

потребителей

 

до

 

того

 

момента

как

 IntelliRupter 

замкнёт

 

цепь

 

и

 

восста

-

новит

 

энергоснабжение

 

района

 

от

 

главной

 

сети

После

 

получения

 

следующего

 

сигнала

 

система

 SMS 

запускает

 

режим

 

заряда

 

аккумуляторной

 

батареи

.

Ограничение

 

пиковой

 

нагрузки

В

 

режиме

 

ограничения

 

пиковой

 

нагрузки

 

система

 

SMS 

может

 

управлять

 

аккумуляторными

 

батареями

 

либо

 

согласно

 

циклу

 

планового

 

заряда

 

и

 

разряда

 

бата

-

реи

либо

 

по

 

уставкам

 

контроллера

С

 

целью

 

оптими

-

зации

 

срока

 

службы

 

аккумуляторных

 

батарей

 BC Hydro 

изучила

 

возможности

 

усовершенствования

 

алгоритма

 

управления

 

зарядом

 

и

 

разрядом

 

батарей

использую

-

щего

 

значения

 

нагрузки

 

на

 

трансформаторах

 

подстан

-

ции

 

в

 

г

Голден

По

 

проекту

 

требовался

 

расчёт

 

уставок

 

для

 

ограничения

 

пиковой

 

нагрузки

 

на

 

подстанции

 

в

 

г

Голден

 

и

 

их

 

передача

 

на

 

место

 

установки

 

СНЭ

 

с

 

моделями

 

локального

 

управления

 

по

 

умолчанию

 

на

 

случай

 

отказа

 

каналов

 

связи

.

Режим

 

разряда

 

аккумуляторной

 

батареи

 

в

 

г

Голден

 

должен

 

был

 

запускаться

 

по

 

дости

-

жении

 

заданного

 

порога

 

нагрузки

 

на

 

подстан

-

ции

а

 

батареи

 

в

 

г

Филд

 — 

только

 

при

 

более

 

высоком

 

и

 

более

 

критичном

 

уровне

 

нагрузки

Разработку

 

алгоритма

 

усложнил

 

профиль

 

на

-

грузки

 

на

 

подстанции

 

в

 

г

Голден

характери

-

зующийся

 

периодами

 

продолжительных

 

и

 

по

-

логих

 

пиков

к

 

которым

 

сложно

 

адаптировать

 

цикл

 

разряда

 

и

 

заряда

 

аккумуляторной

 

бата

-

реи

.

Кроме

 

того

алгоритм

 

должен

 

был

 

учиты

-

вать

 

возможность

 

отключения

 

на

 

распредели

-

тельной

 

линии

 

между

 

городами

 

Голден

 

и

 

Филд

В

 

этом

 

случае

 

предпочтительным

 

вариантом

 

было

 

бы

чтобы

 

аккумуляторная

 

батарея

 

в

 

г

Филд

 

была

 

полностью

 

заряжена

 

и

 

могла

 

снаб

-

жать

 

регион

 

электроэнергией

 

максимально

 

долго

до

 

восстановления

 

распределительной

 

линии

 

из

 

г

Голден

Алгоритм

 

также

 

должен

 

был

 

различать

 

состояния

 

максимального

 

заряда

 

и

 

раз

-

ряда

 

аккумуляторных

 

батарей

 

и

 

оптимальные

 

профили

 

заряда

 

и

 

разряда

 

для

 

обеспечения

 

максимального

 

сро

-

ка

 

службы

 

аккумулятора

Также

 

необходимо

 

было

 

за

-

планировать

 

принудительные

 

глубокую

 

разрядку

 

и

 

пол

-

ный

 

заряд

 

батареи

 

для

 

подтверждения

 

её

 

исправности

.

Масштаб

 

необходимых

 

мероприятий

 

по

 

разработке

 

алгоритма

 

и

 

функции

 

управления

 

превысил

 

пределы

 

возможностей

 

проектной

 

группы

в

 

связи

 

с

 

чем

 

было

 

принято

 

решение

 

о

 

возвращении

 

к

 

стандартному

 

плано

-

вому

 

циклу

 

разряда

 

и

 

заряда

 

аккумуляторной

 

батареи

.

Строительные

 

работы

 

и

 

полученный

 

опыт

Несмотря

 

на

 

все

 

приложенные

 

усилия

отсутствие

 

опыта

 BC Hydro 

в

 

эксплуатации

 

систем

 BESS 

и

 

точно

 

определённых

 

стандартов

 

для

 

её

 

отдельных

 

обяза

-

тельных

 

элементов

 

стали

 

причиной

 

продолжительных

 

отсрочек

 

в

 

реализации

 

проекта

Проектная

 

группа

 

была

 

вынуждена

 

учиться

 

и

 

использовать

 

инновационные

 

под

-

ходы

 

на

 

каждом

 

этапе

 

проекта

В

 

некоторых

 

случаях

когда

 

тот

 

или

 

иной

 

процесс

процедура

 

или

 

стандарт

которые

 

в

 

начале

 

считались

 

допустимыми

не

 

оказы

-

вались

 

таковыми

 

в

 

итоге

группе

 

приходилось

 

возвра

-

щаться

 

к

 

самому

 

началу

 

проекта

 

или

 

пересматривать

 

принятые

 

решения

И

 

всё

 

же

 

спустя

 18 

месяцев

 

после

 

получения

 

финансирования

 

проектная

 

группа

 

смогла

 

приступить

 

к

 

строительным

 

работам

 

в

 

городах

 

Голден

 

и

 

Филд

.

К

 

октябрю

 2011 

года

 

на

 

обеих

 

площадках

 

были

 

за

-

литы

 

бетонные

 

фундаменты

 

для

  

установки

 

СНЭ

Про

-

ектная

 

группа

 

планировала

 

завершить

 

строительные

 

работы

 

до

 

наступления

 

зимы

когда

 

низкая

 

температура

 

и

 

снегопады

 

сделали

 

бы

 

продолжение

 

работ

 

невозмож

-

ным

Группа

 

уже

 

была

 

готова

 

приступить

 

к

 

строитель

-

ству

 

шкафов

 

для

 

батарей

когда

 BC Hydro 

получила

 

от

 

NGK 

сообщение

 

о

 

том

что

 

в

 

Японии

 

произошло

 

возго

-

рание

 

серно

-

натриевой

 

аккумуляторной

 

батареи

. NGK 

рекомендовала

 BC Hydro 

приостановить

 

работы

 

до

 

полного

 

выявления

 

причин

 

возгорания

что

 

и

 

сделала

 

компания

.

В

 

течение

 

следующих

 

шести

 

месяцев

 NGK 

и

 BC 

Hydro 

провели

 

несколько

 

встреч

 

с

 

целью

 

обсуждения

 

результатов

 

расследования

 

причин

 

возгорания

про

-


Page 7
background image

39

Июль

август

 2013

    

НАКОПЛЕНИЕ

 Энергии

Серно

-

натриевая

 

аккумуляторная

 

батарея

 

компании

 NGK 

(

справа

и

 

система

 SMS 

компании

 S&C (

слева

в

 

сборном

 

строении

 

в

 

г

Филд

.

ведённого

 NGK, 

и

 

предлагаемых

 

изменений

 

конструк

-

ции

 

аккумуляторов

 

с

 

целью

 

снижения

 

риска

 

возгорания

 

в

 

будущем

. BC Hydro 

столкнулась

 

с

 

вероятностью

 

от

-

срочки

 

реализации

 

проекта

 

ещё

 

на

 12 

месяцев

Повтор

-

ное

 

изучение

 

экономической

 

модели

 

проекта

 

показало

 

снижение

 

риска

 

перегрузки

 

подстан

-

ции

 

в

 

г

Голден

 

вследствие

 

проведён

-

ной

 

модернизации

 

системы

в

 

связи

 

с

 

чем

 

энергокомпания

 

приняла

 

реше

-

ние

 

снизить

 

установленную

 

мощность

 

СНЭ

 

с

 2 

до

 1 

МВт

.

Система

 

накопления

 

электроэнер

-

гии

 

мощностью

 1 

МВт

 

должна

 

была

 

быть

 

установлена

 

в

 

г

Филд

Такое

 

из

-

менение

 

означало

 

пересмотр

 

перво

-

начальных

 

контактов

 

до

 

повторной

 

мобилизации

 

строительных

 

бригад

За

 

этот

 

период

 NGK 

учла

 

все

 

изме

-

нения

 

и

 

смогла

 

предоставить

 

новые

 

модифицированные

 

модули

 

аккуму

-

ляторных

 

батарей

 

как

 

раз

 

к

 

началу

 

работ

 

в

 

летний

 

период

.

Подготовка

 

системы

 

к

 

эксплуата

-

ции

 

также

 

была

 

связана

 

с

 

некоторы

-

ми

 

сложностями

. BC Hydro 

прежде

 

не

 

имела

 

такого

 

опыта

 

и

 

сначала

 

рабо

-

тала

 

с

 

системой

 

как

 

с

 

подключением

 

к

 

независимому

 

источнику

 

электро

-

энергии

Тем

 

не

 

менее

 

это

 

было

 

воз

-

можно

 

только

 

до

 

момента

 

подачи

 

напряжения

 

на

 

установку

Для

 

про

-

должения

 

эксплуатации

 

установку

 

не

-

обходимо

 

было

 

рассматривать

 

скорее

 

как

 

подстанцию

 

с

 

установленным

 

по

-

рядком

 

эксплуатации

 

и

 

обслуживания

.

Эксплуатация

В

 

настоящее

 

время

 

СНЭ

 

на

 

осно

-

ве

 

серно

-

натриевых

 

аккумуляторных

 

батарей

 BC Hydro 

в

 

г

Филд

 

успешно

 

эксплуатируется

Проектная

 

группа

 

продолжит

 

наблюдение

 

за

 

эффектив

-

ностью

 

работы

 

СНЭ

 

на

 

протяжении

 

все

-

го

 

её

 

жизненного

 

цикла

Тем

 

не

 

менее

 

полученные

 

опыт

 

и

 

знания

 

компания

 

может

 

применять

 

уже

 

сейчас

Хелен

 

Уиттакер

 (Helen Whittaker, helen.whittaker@

bchydro.com) — 

руководитель

 

отдела

 

инновационных

 

технологий

 

в

 BC Hydro. 

Отвечает

 

за

 

планирование

 

стратегии

 

компании

 

в

 

отношении

 

применяемых

 

техно

-

логий

 

и

 

руководит

 

проектами

связанными

 

с

 

инноваци

-

онными

 

технологиями

Окончила

 

Университет

 

Лафборо

 

в

 

Соединённом

 

Королевстве

 

со

 

степенью

 

бакалавра

 

в

 

области

 

авиационного

 

машиностроения

 

и

 

Университет

 

Саймона

 

Фрейзера

 

в

 

Канаде

 

со

 

степенью

 

магистра

 

в

 

области

 

делового

 

администрирования

Является

 

заре

-

гистрированным

 

профессиональным

 

инженером

 

в

 

Бри

-

танской

 

Колумбии

 

и

 

аккредитованным

 

специалистом

 

в

 

области

 

управления

 

проектами

.

Компании

упомянутые

 

в

 

статье

:

American Electric Power | www.aep.com

BC Hydro | www.bchydro.com

Natural Resources Canada | www.nrcan.gc.ca

NGK | www.ngk.co.jp

Quanta Technology | www.quanta-technology.com

S&C Electric | www.sandc.com

В

 

статье

 

описывается

 

первый

 

опыт

 

проектирования

 

и

 

внедрения

 

Государственной

 

корпорацией

 BC Hydro 

систем

 

накопления

 

электроэнергии

  (

СНЭ

на

 

основе

 

серно

-

натриевых

 (Nas) 

аккумуляторных

 

батарей

 

большой

 

мощности

  (

АББМ

на

 

одном

 

из

 

проблемных

 

участков

 

электрической

 

сети

 

Канады

При

 

этом

 

ин

-

тересно

 

отметить

что

 

для

 

повышения

 

надёжности

 

электроснабжения

 

пред

-

почтение

 

было