Solution de système de stockage d'énergie côté CC de 60 MWh

1. Aperçu du projet

Cette solution est conçue pour la construction d'un système de stockage d'énergie au lithium-fer-phosphate de 60 MWh, composé de 12 batteries standard de 5 MWh refroidies par liquide. Le système est raccordé au réseau électrique à une tension de 35 kV et est principalement destiné à l'écrêtement des pointes de consommation, au soutien des énergies renouvelables ou aux grands consommateurs industriels et commerciaux. Grâce à un montage en parallèle côté courant continu, les circuits intégrés des 12 batteries sont connectés au circuit continu du convertisseur de puissance (PCS), ce qui réduit le courant alternatif et améliore le rendement du système.

2. Paramètres de base du produit

Le système de stockage d'énergie utilise des cellules de batterie de 314 Ah, avec des packs de batteries configurésLes batteries sont assemblées en série-parallèle 2P52S. Chaque groupe de batteries comprend 8 modules et est associé à un boîtier haute tension. Les circuits CC de 6 groupes de batteries sont intégrés à l'interrupteur d'isolement de l'armoire de collecte et de commande pour former un circuit haute tension CC. Chaque conteneur de stockage d'énergie est équipé d'un circuit haute tension CC, ainsi que d'équipements auxiliaires tels qu'un système de refroidissement liquide, un déshumidificateur, un système de gestion de batterie (BMS) et un système de protection incendie.

2.1 Configuration des principaux composants du conteneur de stockage d'énergie

Tableau 1 Configuration des composants principaux

2.2 Paramètres techniques clés du conteneur de stockage d'énergie

Tableau 2 Paramètres techniques clés

3. Paramètres du système PCS et élévateur (configurés selon le schéma côté CC)

Tableau 3 Paramètres du système PCS et du système élévateur

4. Topologie de la station

4.1 Description de la topologie du câblage électrique principal

Réseau de batteries : 12 unités de conteneurs de 5 MWh, divisées en 6 groupes (2 unités par groupe).

Collecte du courant continu : Les 2 conteneurs de batterie de chaque groupe sont connectés en parallèle via l'armoire de disjoncteur CC et connectés au bus CC (CC 1500 V).

Unité d'inversion : Le bus CC est connecté à 1 unité de PCS de 5 MW.

Élévation de tension et connexion au réseau : La sortie CA du PCS est connectée à un transformateur de 5 MVA (0,315/35 kV) et connectée au bus 35 kV via l'armoire de commutation haute tension après élévation.

4.2 Diagramme de topologie de la station

(Pièce jointe : Schéma topologique d’une station de stockage d’énergie côté CC de 60 MWh)

5. Schéma de construction et d'installation

5.1 Phase de fondation civile (environ 30 jours)

Nivellement du site:Traitement de compactage pour le site estimé à 100 m x 80 m, avec l'exigence d'une capacité portante du sol de 10 t/m².

Coulage des fondations :

• Fondation du conteneur de batteries : Utiliser une fondation filante ou une plateforme porteuse indépendante avec fourreaux de câbles pré-encastrés. La hauteur de la surface de fondation doit être supérieure au niveau de la crue cinquantennale locale ou au niveau d’accumulation d’eau.

• Tranchée pour câbles : Aménager des tunnels longitudinaux et transversaux pour la pose de câbles CC (attention à la séparation des courants forts et faibles).

Grille de mise à la terre : Disposer de l'acier plat galvanisé à chaud pour former une grille de mise à la terre annulaire avec une résistance de mise à la terre < 0,5 Ω.

5.2 Phase d'installation des équipements (environ 20 jours)

Levage de conteneurs :

• Utiliser une grue mobile de 150 tonnes pour le déchargement et le positionnement.

• Séquence d'installation : hissez d'abord les conteneurs les plus éloignés, puis ceux situés à proximité afin d'éviter tout obstacle sur le chemin.

• Une fois le conteneur positionné, calibrez le niveau avec un niveau laser, puis fixez-le (soudure ou serrage de boulons d'ancrage).

Installation d'équipements haute tension :

Les PCS et les transformateurs sont généralement intégrés dans la cabine de surélévation (ou sur une plateforme indépendante) pour le raccordement des barres omnibus et les tests d'isolation.

Pose de câbles :

• Câble CC : Adoptez un câble CC spécial avec une résistance de tension de 1,8 kV CC (par exemple, YJV-1,8/3 kV), en faisant attention à la distinction de couleur des pôles positif et négatif (rouge/noir) et à la mise à la terre de protection contre la foudre.

• Câble de communication : Posez des câbles réseau blindés de catégorie 6 ou des fibres optiques le long du pont spécial de la tranchée de câbles, à une distance de 300 mm du câble d'alimentation.

5.3 Phase de mise en service (environ 15 jours)

Mise en service d'une seule unité : tester la communication du BMS, la tension et la résistance interne des cellules de la batterie, ainsi que le démarrage/l'arrêt du ventilateur de chaque compartiment de batterie un par un.

Mise en service du système : Fonctionnement à vide du PCS -> Fonctionnement en charge du PCS -> Test logique du système de gestion de l'énergie (EMS) (temps de réponse de charge et de décharge < 40 ms).

Test de raccordement au réseau : Effectuer un test de protection anti-îlotage et de qualité de l’alimentation

6. Paramètres techniques détaillés

6.1 Système de batterie

• Spécifications de la cellule : 3,2 V / 314 Ah (charge/décharge 1C, densité énergétique > 165 Wh/kg)

• Mode d'assemblage : 2P52S (un bloc-batterie, tension 166,4 V) - chut ! 8 blocs-batteries en série (tension du conteneur 1331,2 V)

• Efficacité énergétique : ≥ 94 % (y compris la consommation d'énergie auxiliaire, charge/décharge à 0,5 C)

• Précision du SOC : ≤ 3 %

• Alimentation auxiliaire : CA 380 V, 50 Hz, consommation électrique de chaque conteneur d'environ 8 kW (en phase de refroidissement)

Système PCS 6.2

• Structure topologique : Topologie IGBT à trois niveaux

• Rendement : ≥ 98,5 % (transformateur inclus)

• Temps de réponse : ≤ 30 ms

• Mode de refroidissement : Refroidissement par air / Refroidissement liquide (personnalisé selon le fabricant)

• Fonctions de protection : surtension CC, surintensité CA, détection d’isolation, protection anti-îlotage

6.3 Surveillance et communication

• Protocole de communication : IEC 61850 (niveau de la centrale électrique), Modbus TCP/IP (système interne)

• Équipements principaux : BMS (système de gestion de batterie), PMS (système de gestion de l’alimentation), EMS (système de gestion de l’énergie)

• Collecte de données : tension et température d’une cellule unique ; courant d’un seul groupe de batteries ; fréquence et harmoniques du point de connexion au réseau.

7. Programme d'entretien et de maintenance

7.1 Inspection quotidienne

Tableau 4 Éléments d'inspection quotidienne

7.2 Entretien spécial régulier

Tableau 5 Éléments d'entretien régulier et spécial

7.3 Plan d'intervention d'urgence

7.3.1 Alarme d'emballement thermique

1. Débranchez immédiatement le disjoncteur CC du groupe de câbles défectueux.

2. Mettez en marche le système d'échappement (s'il est conçu pour l'évacuation des fumées).

3. Confirmer l'évacuation du personnel et démarrer à distance le dispositif d'extinction d'incendie au perfluorohexanone/heptafluoropropane.

4. Si le feu se propage, composez le 119 et mettez en marche le système d'arrosage (assurez-vous que le système électrique est hors tension pour éviter tout choc électrique).

7.3.2 Défaut de réseau

En cas de contournement du réseau ou de variation de fréquence, le PCS bascule automatiquement en mode veille ou en mode de formation de réseau pour soutenir ce dernier. Après le défaut, vérifiez si les modules IGBT du PCS sont endommagés.

8. Indicateurs économiques du projet (estimés)

Tableau 6 Indicateurs économiques du projet