Formula tal-Kalkolu tal-Effiċjenza Għas-Sistema tal-Power Station tal-Ħażna tal-Enerġija

1. Definizzjoni ta 'effiċjenza tas-sistema tal-power station tal-ħażna tal-enerġija

Effiċjenza komprensiva tal-power station

Skont GBT 36549-2018 "Indikaturi tal-Operazzjoni u Evalwazzjoni tal-Power Stations tal-Ħażna tal-Enerġija Elettrokimika", l-effiċjenza komprensiva tal-power stations tal-ħażna tal-enerġija għandha tkun il-proporzjon tal-elettriku fuq il-grilja u l-elettriku barra mill-grilja matul il-proċess ta 'produzzjoni u tħaddim tal- power station tal-ħażna tal-enerġija matul il-perjodu ta 'evalwazzjoni, jiġifieri, l-ammont totali ta' elettriku trażmess mill-power station tal-ħażna tal-enerġija għall-grilja mill-miter tal-portal bejn il-power station tal-ħażna tal-enerġija u l-grilja matul il-perjodu tal-evalwazzjoni / it-total ammont ta 'elettriku riċevut mill-power station tal-ħażna tal-enerġija mill-grid.

Effiċjenza tal-apparat tal-ħażna tal-enerġija

Skont GB/T 51437-2021 "Istandards tad-Disinn għal Stazzjonijiet tal-Enerġija Magħquda tar-Riħ, Solari u Ħażna tal-Enerġija":

L-effiċjenza tal-apparat tal-ħażna tal-enerġija għandha tiġi kkalkulata abbażi ta' fatturi bħall-effiċjenza tal-batterija, l-effiċjenza tas-sistema tal-konverżjoni tal-enerġija, l-effiċjenza tal-linja tal-enerġija u l-effiċjenza tat-transformer bl-użu tal-formula li ġejja:

Φ=Φ₁×Φ₂×Φ₃×Φ₄

Φ 1: L-effiċjenza tal-batterija, l-effiċjenza tal-batteriji tal-ħażna tal-enerġija li jlestu ċ-ċikli ta 'ċarġ u skariku, li huwa l-proporzjon tal-ammont ta' elettriku skarikat mill-korp tal-batterija mal-ammont ta 'elettriku ċċarġjat. Skont il-prestazzjoni teknika tal-batteriji tal-ħażna tal-enerġija, l-effiċjenza tal-konverżjoni tal-iskarigu ta 'ċarġ tal-batterija mhix inqas minn 92% (bidirezzjonali) b'rata 1C, u mhux inqas minn 94% (bidirezzjonali) b'rata 0.5C;

Φ 2: Effiċjenza tas-sistema ta 'konverżjoni tal-enerġija, inkluża l-effiċjenza tar-rettifika u l-effiċjenza tal-inverter; Skont is-sitwazzjoni tal-produzzjoni tal-PCS tas-suq, 98.5% (one-way) ġeneralment jittieħed;

Φ 3:Effiċjenza tal-linji tal-enerġija, meta wieħed iqis l-effiċjenza wara telf ta 'trasmissjoni bidirezzjonali ta' kejbils AC/DC;

Φ 4:Effiċjenza tat-transformer, b'kont meħud tal-effiċjenza wara li tikkunsidra t-telf tat-trasformazzjoni bidirezzjonali tat-transformer.

2. Telf ta 'sistemi awżiljarji fi power stations tal-ħażna tal-enerġija

B'mod ġenerali li jirrealizza ċerti funzjonijiet, power stations tal-ħażna tal-enerġija jiddependu fuq numru kbir ta 'tagħmir awżiljarju biex jiżguraw it-tħaddim sikur u stabbli tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija waqt it-tħaddim, bħal sistemi ta' enerġija integrati, sistemi ta 'dawl, sistemi ta' sigurtà, sistemi ta 'allarm tan-nar. , sistemi ambjentali, sistemi HVAC, sistemi ta 'awtomazzjoni, eċċ Dawn is-sistemi jservu bħala sistemi awżiljarji għall-impjanti tal-enerġija tal-ħażna tal-enerġija biex jiżguraw it-tħaddim affidabbli tagħhom, għalhekk il-konsum tal-enerġija tat-tagħmir awżiljarju jammonta wkoll għal proporzjon sinifikanti tal-konsum totali tal-enerġija tal-impjant tal-enerġija tal-ħażna tal-enerġija.

Is-sistema tal-ħażna tal-enerġija tista' tkun qed taħdem jew ma tkunx qed taħdem (stat standby). Għal power stations tal-ħażna tal-enerġija li qed jipparteċipaw fit-tqaxxir tal-quċċata tal-grilja u l-mili tal-wied, jekk l-istrateġija tal-operat hija li jitlesta ħlas wieħed u skariku wieħed kuljum b'rata ta 'skariku ta' ċarġ ta '0.5C, is-sistema tal-ħażna tal-enerġija tkun qed titħaddem matul l-istat ta 'kwittanza ta' ċarġ (2h), u mhux qed jaħdem matul il-bqija tal-ħin. Rigward l-istatus operattiv, l-istatus operattiv tat-tagħmir awżiljarju tiegħu huwa differenti minn dak fl-istat mhux operattiv. Id-differenza ewlenija hija li s-sistema HVAC hija mixgħula fl-istat operattiv u mhux mixgħula jew okkażjonalment mixgħula fl-istat mhux operattiv.

It-tagħmir awżiljarju ewlieni tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija jikkonsma l-enerġija fil-kompartiment prefabbrikat tal-batterija, u t-tagħmir ewlieni li jikkunsma l-enerġija huwa l-arja kondizzjonata industrijali. L-arja kondizzjonata industrijali, bħala tagħmir ewlieni ta 'ġestjoni termali għall-kompartimenti prefabbrikati tal-batteriji, huwa mezz essenzjali waqt it-tħaddim tas-sistemi tal-ħażna tal-enerġija. Jintuża prinċipalment biex iżżomm it-temperatura operattiva tat-tagħmir tal-ħażna tal-enerġija u jiżgura l-aħjar prestazzjoni taċ-ċelloli tal-ħażna tal-enerġija. Il-konsum tal-enerġija tat-tagħmir awżiljarju huwa prinċipalment relatat ma 'strateġiji operattivi, staġuni, u fatturi oħra. L-arja kondizzjonata tal-kompartiment prefabbrikat tal-batterija hija prinċipalment mixgħula bis-sħiħ meta s-sistema tal-ħażna tal-enerġija tkun qed taħdem. Meta ma tkunx qed taħdem, l-iżbokk tal-arja taċ-ċirkolazzjoni interna ġeneralment jinxtegħel, mingħajr tkessiħ, u l-konsum tal-enerġija mhuwiex għoli. Għalhekk, l-istrateġija tax-xogħol ta 'kuljum għandha impatt sinifikanti fuq il-konsum tal-enerġija tal-arja kondizzjonata. Bi ħlas wieħed u skariku wieħed kuljum, l-arja kondizzjonata taħdem għal madwar sagħtejn kuljum. B'żewġ ħlasijiet u żewġ skariki, l-arja kondizzjonata taħdem għal madwar 4 sigħat.

Staġuni differenti għandhom ukoll impatt sinifikanti fuq il-konsum tal-enerġija tal-arja kondizzjonata. Il-kapaċità tat-tkessiħ ta 'arja kondizzjonata hija wkoll relatata mat-temperatura tal-ambjent ta' barra. Meta t-temperatura ambjentali tkun għolja fis-sajf, l-effett tat-tkessiħ huwa fqir, għalhekk is-sigħat tax-xogħol se jiġu estiżi. Fix-xitwa, għalkemm it-temperatura ambjentali hija baxxa u l-effett tat-tkessiħ huwa tajjeb, il-ħin tax-xogħol tat-tkessiħ tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija huwa iqsar minn staġuni oħra. Madankollu, meta l-ħażna tal-enerġija ma tkunx qed taħdem, il-funzjoni tat-tisħin għad trid tiġi attivata biex tiżgura t-temperatura tax-xogħol taċ-ċelloli tal-batterija tal-ħażna tal-enerġija. Għalhekk, il-konsum tal-enerġija huwa relattivament għoli fix-xitwa u fis-sajf.

3. Analiżi tal-każ

Ħarsa ġenerali tas-Sistema u Telf

L-iskala tal-konfigurazzjoni ta 'ċertu kompartiment tal-batterija tal-ħażna tal-enerġija hija 2MW/2MWh, u t-tagħmir ewlieni li jikkunsma l-enerġija jinkludi arja kondizzjonata, sistema ta' ġestjoni tal-batterija (BMS), fannijiet, dawl, eċċ. Il-mod ta 'tħaddim tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija huwa li tipparteċipa f' peak leħja u wied mili tal-grilja tal-enerġija, u l-kundizzjoni operattiva hija 1C iċċarġjar u ħatt, b'ċiklu wieħed. Ikkonfigura 2 unitajiet ta 'arja kondizzjonata, b'qawwa massima ta' tkessiħ ta '17.5kW għal kull unità, li jammontaw għal 35kW għal 2 unitajiet. Il-qawwa massima tat-tisħin għal kull unità hija 15kW, li jammontaw għal 30kW għal 2 unitajiet. Meta l-arja kondizzjonata topera f'mod ta 'ċirkolazzjoni interna, il-konsum tal-enerġija ta' arja kondizzjonata waħda hija 2kW, u l-konsum totali ta 'enerġija ta' żewġ arja kondizzjonata huwa 4kW. Apparati elettriċi oħra jinkludu sistemi ta 'ġestjoni tal-batterija (BMS), fannijiet (installati f'kull modulu tal-batterija), attrezzaturi tad-dawl, eċċ., B'kapaċità massima ta' provvista ta 'enerġija ta' madwar 5kW.

(1) Telf tas-sistema awżiljarja

Skont ir-riżultati tat-test fuq il-post, wettaq ċiklu sħiħ ta 'ċarġ u skariku taħt kundizzjonijiet operattivi 1C. Għax-xenarji tas-sajf, il-kondizzjonatur tal-arja jeħtieġ li jaħdem f'mod ta' tkessiħ għal madwar 3 sigħat, b'konsum tal-enerġija ta' 3 sigħat x 35 kW=105 kWh. Il-bqija tal-ħin huwa f'modalità ta' ċiklu intern, b'konsum ta' enerġija ta' 21 siegħa x 4 kW=84 kWh, b'total ta' 189 kWh. Meta wieħed iqis li tagħmir elettriku ieħor mhux se jaħdem b'qawwa sħiħa fl-istess ħin għal ħafna mill-ħin, jekk il-fattur simultanju jitqies bħala {{10}}.5, il-konsum tal-enerġija ta' kuljum ta' tagħmir elettriku ieħor huwa bejn wieħed u ieħor 5kW × 24h × 0.5=60kWh.

Jista 'jidher li skont ir-riżultati tat-test fuq il-post u l-konsum tal-enerġija ta' tagħmir elettriku ieħor, fix-xenarju tas-sajf, jekk wieħed jassumi l-mod ta 'tħaddim u l-kundizzjonijiet operattivi (li jipparteċipaw fit-tqaxxir tal-quċċata tal-grilja, 1C iċċarġjar u ħatt, u 1 iċċarġjar u ċiklu tal-ħatt), il-konsum tal-enerġija ta 'kuljum tal-arja kondizzjonata u tagħmir elettriku ieħor fil-kompartiment tal-batterija tal-ħażna tal-enerġija huwa ta' madwar 249 kWh.

(2) Effiċjenza tal-linja tal-enerġija

Meta l-kejbils DC u AC jgħaddu kurrent, jiġġeneraw telf ta 'sħana. L-effiċjenza unidirezzjonali tan-naħa DC hija ta 'madwar 99.83%, l-effiċjenza unidirezzjonali tan-naħa tal-vultaġġ baxx tat-transformer tal-ġenb tal-PCS AC hija ta' madwar 99.95%, u l-effiċjenza unidirezzjonali tan-naħa tal-vultaġġ għoli tal-AC hija madwar 99.89%. Meta wieħed iqis it-telf unidirezzjonali, l-effiċjenza tal-linja tal-enerġija hija 99.67%; Meta wieħed iqis it-telf bidirezzjonali, l-effiċjenza tal-linja tal-enerġija hija 99.34%.

(3) Effiċjenza tat-trasformaturi

It-trasformaturi tat-tip niexef użati komunement fil-proġett, skont GB/T 10228-2015 "Parametri u Rekwiżiti Tekniċi għal Transformers tal-Enerġija tat-tip Niexef", għandhom l-indikaturi ta 'telf li ġejjin għal transformers tal-qawwa li jirregolaw il-vultaġġ mhux eċċitati ta' 35kV 2000kVA:

Ebda telf ta 'tagħbija: 4.23kW;

Telf ta 'tagħbija: 17.2kW (100 grad);

F'operazzjoni ta' qawwa nominali, l-effiċjenza tat-transformer hija (2000-4.23-17.2) ÷ 2000=98.93%, għalhekk l-effiċjenza bidirezzjonali tat-transformer hija 98.93% × 98.93%{{9 }}.87%.

Statistika ta' effiċjenza

Meta tiġi kkalkulata l-effiċjenza tal-power stations tal-ħażna tal-enerġija, għandha tingħata attenzjoni għad-direzzjoni tal-fluss tal-enerġija, u l-konsum tal-elettriku tas-sistema awżiljarja għandu jitqies bħala telf ta 'tagħbija kemm matul il-proċessi tal-iċċarġjar kif ukoll tal-ħatt. Meta tikkalkula l-effiċjenza tas-sistemi tal-ħażna tal-enerġija, huwa meħtieġ li jiġu kkombinati definizzjonijiet standard biex jiġi ddeterminat jekk l-applikazzjoni tal-kalkolu hijiex effiċjenza bidirezzjonali jew effiċjenza unidirezzjonali. L-istatistika tal-effiċjenza tal-mudelli ta 'hawn fuq hija kif ġej:

Analiżi tal-effiċjenza

(1) Effiċjenza tal-iċċarġjar tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija (meta wieħed iqis biss l-effiċjenza unidirezzjonali matul il-proċess tal-iċċarġjar)

Jekk wieħed jassumi li s-SOC tas-sistema tal-batterija huwa konsistenti u l-fond tal-iċċarġjar u l-ħatt jitqies bħala 90%, jekk sistema ta 'ħażna tal-enerġija ta' 2MWh teħtieġ li tiġi ċċarġjata kompletament f'siegħa, l-enerġija tal-iċċarġjar inizjali fuq in-naħa AC tagħha hija meħtieġa li tkun:

Kapaċità tal-iċċarġjar inizjali fuq in-naħa tal-komunikazzjoni{{0}}(kapaċità nominali tas-sistema x fond ta 'ċarġ u skariku) ÷ effiċjenza tal-iċċarġjar tas-sistema tal-batterija ÷ effiċjenza tar-rettifika tal-konvertitur tal-ħażna tal-enerġija ÷ effiċjenza tat-transformer ÷ linja tal-enerġija effiċjenza + konsum tal-enerġija tat-tagħmir awżiljarju (meta wieħed iqis it-tħaddim tat-tagħbija sħiħa tas-sistema awżiljarja fi żmien siegħa mill-iċċarġjar) =2000 × 0.9 ÷ 95.92% ÷ 98.5% ÷ 98.93% ÷ 99.67%+(35+5) × 1=1972.12kWhl,

L-effiċjenza tal-iċċarġjar tan-naħa AC tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija hija (2000 × 0.9) ÷ 1972.12=91.27%.

(2) Effiċjenza tal-iskariku tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija (meta wieħed iqis biss l-effiċjenza unidirezzjonali matul il-proċess tal-ħruġ)

Enerġija tal-iskarigu inizjali fuq in-naħa tal-komunikazzjoni {{0}}(kapaċità nominali tas-sistema x fond ta 'ċarġ u skariku) x effiċjenza tal-iċċarġjar tas-sistema tal-batterija x effiċjenza tal-inverter tal-konvertitur tal-ħażna tal-enerġija x effiċjenza tat-transformer x linja tal-enerġija effiċjenza - konsum tal-enerġija tat-tagħmir awżiljarju (meta wieħed iqis it-tħaddim b'tagħbija sħiħa tas-sistema awżiljarja fi żmien siegħa mill-iċċarġjar)=2000 × 0.9 × 95.92% × 98.5% × 98.93% × 99.67% - (35+5) × 1=1636.91kWh,

L-effiċjenza tal-ħruġ tan-naħa AC tas-sistema tal-ħażna tal-enerġija hija 1636.91 ÷ (2000 × 0.9)=90.94%.

(3) Effiċjenza tal-apparat tal-ħażna tal-enerġija (skond il-formula ta 'hawn fuq, għandha tiġi utilizzata effiċjenza bidirezzjonali)

Skont id-definizzjoni tal-effiċjenza tal-apparat tal-ħażna tal-enerġija, l-effiċjenza tal-apparat tal-ħażna tal-enerġija tista 'tinkiseb bħala:

Φ=Φ 1 × Φ 2 × Φ 3 × Φ 4=92% × 97.02% × 99.34% × 97.87%=86.78%.

(4) Effiċjenza komprensiva tal-power station

Jekk wieħed jassumi li ċ-ċiklu ta' evalwazzjoni huwa skariku ta' ċarġ sħiħ, jiġifieri, iċċarġjar għal siegħa u ħatt għal siegħa, mingħajr ma jiġu kkunsidrati kundizzjonijiet ta' standby, l-effiċjenza komprensiva tal-power station f'ċiklu wieħed=li tiċċarġja l-enerġija f'ċiklu wieħed ÷ iċċarġjar ammont f'ċiklu wieħed=1636.91 ÷ 1972.12=83.00%.

Jekk wieħed jassumi li ċ-ċiklu ta' evalwazzjoni huwa ta' ġurnata, b'ċiklu 1 kuljum, jiġifieri iċċarġjar għal siegħa, ħatt għal siegħa, u standby għal 22 siegħa. Il-kapaċità ta 'skarika ta' kuljum hija kapaċità ta 'skarika 1, li hija kkalkulata bħala 1972.12 kWh fit-test preċedenti. Minbarra l-kapaċità ta 'ċarġ 1 ta' 1972.12 kWh, il-kapaċità ta 'ċċarġjar ta' kuljum teħtieġ ukoll tikkunsidra t-telf ta 'enerġija tas-sistema awżiljarja matul il-perjodu ta' standby. (Fil-kalkolu preċedenti, il-konsum awżiljarju tal-elettriku fil-kompartiment tal-batterija tal-ħażna tal-enerġija kien 249kWh kuljum. Madankollu, fil-proċess tal-kalkolu tal-qawwa tal-iċċarġjar u l-ħatt, il-konsum awżiljarju tal-elettriku fi żmien sagħtejn mill-iċċarġjar u l-ħatt diġà ġie kkunsidrat li tkun 40kWh fis-siegħa Din il-parti ma tistax tingħadd ripetutament.)

B'mod ġenerali, l-effiċjenza komprensiva ta 'kuljum ta' power stations tal-ħażna tal-enerġija hija kkalkulata kif ġej: enerġija ta 'skarigu ta' kuljum ÷ ħlas ta 'kuljum=1636.91 ÷ (1972.12+249-40 × 2)=76.45%.