Mūsų integruotas fotovoltinis, energijos kaupimo ir įkrovimo energijos sistemos sprendimas siekia sumaniai spręsti elektromobilių keliamą ridos problemą, derindamaselektromobilių įkrovimo poliai, fotovoltinės ir akumuliatorių energijos kaupimo technologijos. Ji skatina ekologiškas elektromobilių keliones pasitelkdama naują fotovoltinę energiją, o energijos kaupimo rėmimas sumažina didelių apkrovų sukeliamą tinklo apkrovą. Ji užbaigia akumuliatorių pramonės grandinę per pakopinį panaudojimą, užtikrindama sveiką pramonės vystymąsi. Šios integruotos energijos sistemos statyba skatina elektrifikaciją ir išmanų pramonės vystymąsi, sudarydama sąlygas švarią energiją, pavyzdžiui, saulės energiją, paversti elektros energija per fotovoltinę energiją ir kaupti ją baterijose. Elektromobilių įkrovimo poliai perduoda šią elektros energiją iš akumuliatorių į elektromobilius, išspręsdami įkrovimo problemą.
I. Fotovoltinės-kaupimo-įkrovimo mikrotinklo sistemos topologija
Kaip parodyta aukščiau esančioje diagramoje, toliau aprašyta pagrindinė integruotos fotovoltinės, energijos kaupimo ir įkrovimo mikro tinklo sistemos topologijos įranga:
1. Autonominis energijos kaupimo keitiklis: 250 kW keitiklio kintamosios srovės pusė lygiagrečiai prijungta prie 380 V kintamosios srovės šynos, o nuolatinės srovės pusė lygiagrečiai prijungta prie keturių 50 kW dvikrypčių DC/DC keitiklių, užtikrinančių dvikryptį energijos srautą, t. y. akumuliatoriaus įkrovimą ir iškrovimą.
2. Dvikrypčiai DC/DC keitikliai: Keturių 50 kW DC/DC keitiklių aukštosios įtampos pusė prijungta prie keitiklio DC gnybto, o žemosios įtampos pusė – prie maitinimo akumuliatorių bloko. Kiekvienas DC/DC keitiklis prijungtas prie vieno akumuliatorių bloko.
3. Maitinimo akumuliatorių sistema: šešiolika 3,6 V / 100 Ah elementų (1P16S) sudaro vieną akumuliatoriaus modulį (57,6 V / 100 Ah, nominali talpa 5,76 kWh). Dvylika akumuliatorių modulių sujungti nuosekliai ir sudaro akumuliatorių bloką (691,2 V / 100 Ah, nominali talpa 69,12 kWh). Akumuliatorių blokas prijungtas prie dvikrypčio DC/DC keitiklio žemosios įtampos gnybto. Akumuliatorių sistemą sudaro keturi akumuliatorių blokai, kurių nominali talpa yra 276,48 kWh.
4. MPPT modulis: MPPT modulio aukštos įtampos pusė prijungta lygiagrečiai su 750 V nuolatinės srovės šyna, o žemos įtampos pusė – prie fotovoltinės matricos. Fotovoltinę matricą sudaro šešios stygos, kurių kiekvienoje yra po 18 nuosekliai sujungtų 275 Wp modulių, iš viso 108 fotovoltiniai moduliai, o bendra jų galia siekia 29,7 kWp.
5. Įkrovimo stotelės: Sistemą sudaro trys 60 kWnuolatinės srovės EV įkrovimo stotelės(Įkrovimo stotelių skaičių ir galią galima reguliuoti atsižvelgiant į eismo srautą ir dienos energijos poreikį). Įkrovimo stotelių kintamosios srovės pusė yra prijungta prie kintamosios srovės magistralės ir gali būti maitinama fotovoltiniais elementais, energijos kaupimu ir tinklu.
6. EMS ir MGCC: Šios sistemos atlieka tokias funkcijas kaip energijos kaupimo sistemos įkrovimo ir iškrovimo valdymas bei akumuliatoriaus įkrovos informacijos stebėjimas pagal aukštesnio lygio dispečerinio centro instrukcijas.
II. Integruotų fotovoltinių energijos kaupimo ir įkrovimo sistemų charakteristikos
1. Sistema taiko trijų sluoksnių valdymo architektūrą: viršutinis sluoksnis yra energijos valdymo sistema, vidurinis sluoksnis yra centrinė valdymo sistema, o apatinis sluoksnis yra įrangos sluoksnis. Sistema integruoja kiekybinius konvertavimo įrenginius, susijusius apkrovos stebėjimo ir apsaugos įrenginius, todėl ji yra autonominė sistema, galinti savarankiškai kontroliuoti, apsaugoti ir valdyti.
2. Energijos kaupimo sistemos energijos paskirstymo strategija yra lanksčiai reguliuojama / nustatoma atsižvelgiant į elektros tinklo piko, slėnio ir lygiagrečias elektros energijos kainas bei energijos kaupimo akumuliatorių SOC (arba gnybtų įtampą). Sistema priima paskirstymo signalus iš energijos valdymo sistemos (EMS), kad būtų galima išmaniai valdyti įkrovimą ir iškrovimą.
3. Sistema turi išsamias ryšio, stebėjimo, valdymo, kontrolės, ankstyvojo įspėjimo ir apsaugos funkcijas, užtikrinančias nepertraukiamą ir saugų veikimą ilgą laiką. Sistemos veikimo būseną galima stebėti pagrindiniu kompiuteriu, be to, ji turi išsamias duomenų analizės galimybes.
4. Akumuliatorių valdymo sistema (BMS) bendrauja su energijos valdymo sistema (EMS), įkelia akumuliatorių bloko informaciją ir, bendradarbiaudama su EMS ir PCS, atlieka akumuliatorių bloko stebėjimo ir apsaugos funkcijas.
Projekte naudojamas bokšto tipo energijos kaupimo keitiklis PCS, integruojantis tinkle ir neprisijungus veikiančius perjungimo įrenginius bei paskirstymo spintas. Jis atlieka sklandaus perjungimo tarp tinkle veikiančio ir neprisijungusio režimo per nulį sekundžių funkciją, palaiko du įkrovimo režimus: nuolatinę srovę tinkle ir nuolatinę galią, ir priima realaus laiko planavimą iš pagrindinio kompiuterio.
III. Fotovoltinės energijos kaupimo ir įkrovimo sistemos valdymas ir valdymas
Sistemos valdymas taiko trijų lygių architektūrą: EMS yra viršutinis planavimo sluoksnis, sistemos valdiklis yra tarpinis koordinavimo sluoksnis, o DC-DC ir įkrovimo poliai yra įrangos sluoksnis.
EMS ir sistemos valdiklis yra pagrindiniai komponentai, veikiantys kartu, kad valdytų ir planuotų fotovoltinės energijos kaupimo ir įkrovimo sistemą:
1. EMS funkcijos
1) Energijos dispečerinio valdymo strategijas galima lanksčiai reguliuoti, o energijos kaupimo įkrovimo ir iškrovimo režimus bei galios komandas galima nustatyti pagal vietinio tinklo elektros energijos kainas piko-slėnio-lygiojo laikotarpio sąlygomis.
2) EMS atlieka pagrindinės sistemos įrangos, įskaitant, bet neapsiribojant, PCS, BMS, fotovoltinius keitiklius ir įkrovimo polius, telemetrijos ir nuotolinio signalizavimo saugos stebėseną realiuoju laiku ir vieningai tvarko įrangos praneštus pavojaus signalus bei istorinių duomenų saugyklą.
3) EMS gali įkelti sistemos prognozavimo duomenis ir skaičiavimo analizės rezultatus į aukštesnio lygio dispečerinį centrą arba nuotolinio ryšio serverį per Ethernet arba 4G ryšį ir gauti dispečerinio valdymo instrukcijas realiuoju laiku, reaguodamas į AGC dažnio reguliavimą, piko mažinimą ir kitą dispečerinį valdymą, kad patenkintų elektros energijos sistemos poreikius.
4) EMS užtikrina sąsajos valdymą su aplinkos stebėjimo ir priešgaisrinės apsaugos sistemomis: užtikrina, kad visa įranga būtų išjungta prieš kilus gaisrui, skleidžia garsinius ir vaizdinius pavojaus signalus ir įkelia pavojaus signalų įvykius į vidinę sistemą.
2. Sistemos valdiklio funkcijos:
1) Sistemos koordinavimo valdiklis gauna planavimo strategijas iš EMS: įkrovimo / iškrovimo režimus ir energijos planavimo komandas. Remdamasis energijos kaupimo akumuliatoriaus SOC talpa, akumuliatoriaus įkrovimo / iškrovimo būsena, fotovoltinės energijos generavimu ir įkrovimo krūvio naudojimu, jis lanksčiai reguliuoja magistralės valdymą. Valdydamas nuolatinės srovės keitiklio įkrovimą ir iškrovimą, jis pasiekia energijos kaupimo akumuliatoriaus įkrovimo / iškrovimo valdymą, maksimaliai išnaudodamas energijos kaupimo sistemą.
2) DC-DC įkrovimo / iškrovimo režimo irelektromobilių įkrovimo stotelėįkrovimo būseną, reikia reguliuoti fotovoltinio keitiklio galios ribojimą ir fotovoltinio modulio energijos generavimą. Taip pat reikia reguliuoti fotovoltinio modulio veikimo režimą ir valdyti sistemos magistralę.
3. Įrangos sluoksnis – DC-DC funkcijos:
1) Maitinimo pavara, realizuojanti abipusę saulės energijos ir elektrocheminės energijos kaupimo konversiją.
2) DC-DC keitiklis gauna BMS būseną ir, kartu su sistemos valdiklio planavimo komandomis, atlieka DC klasterio valdymą, kad užtikrintų akumuliatoriaus pastovumą.
3) Jis gali pasiekti savivaldą, kontrolę ir apsaugą pagal iš anksto nustatytus tikslus.
—PABAIGA—
Įrašo laikas: 2025 m. lapkričio 28 d.
