Промышленные объекты все чаще полагаются на оборудование, которое может создавать резкие и резкие изменения электрической нагрузки. Большие двигатели, компрессоры, краны, насосы, сварочное оборудование, производственное оборудование и другие тяжелые электрические нагрузки могут требовать большого количества энергии во время запуска или быстрых изменений в работе.
Эти кратковременные скачки мощности могут создать проблемы для традиционных энергосистем. Соединение с сетью может иметь ограниченную емкость, в то время как традиционная аккумуляторная система хранения энергии может испытывать сильную токовую нагрузку при реагировании на повторяющиеся колебания мощности.
Гибридная система хранения энергии (HESS) может удовлетворить этот тип требований путем координации хранения энергии, преобразования энергии и интеллектуального управления. Вместо того, чтобы рассматривать каждое событие нагрузки как долговременную потребность в энергии, HESS для высоких пусковых нагрузок может реагировать на короткие события высокой мощности, позволяя при этом основной аккумуляторной системе сосредоточиться на более длительной подаче энергии.
Это делает HESS особенно актуальным для промышленных применений, где потребность в электроэнергии быстро меняется.
Высокая пусковая нагрузка — это электрическая нагрузка, которой во время запуска или внезапного срабатывания требуется значительно более высокий ток, чем при нормальной работе.
Типичные примеры могут включать в себя:
Большие электродвигатели
Насосы
Компрессоры
Краны и подъемное оборудование
Промышленное оборудование
Сварочное оборудование
Тяжелое производственное оборудование
Большие системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Например, электродвигателю может потребоваться высокий пусковой ток, прежде чем он достигнет нормальной рабочей скорости. После запуска двигателя его потребляемая мощность может снизиться и стать более стабильной.
Это создает задачу, отличную от простого обеспечения постоянной электрической нагрузки.
Система должна быть способна быстро обеспечивать высокую мощность , даже если общая потребность в энергии для мероприятия относительно невелика.
Энергосистема, рассчитанная на среднее энергопотребление, не обязательно может быть оптимизирована для кратковременных скачков мощности.
Рассмотрим промышленный объект с относительно стабильной базовой нагрузкой, но с несколькими большими двигателями, которые периодически запускаются.
Среднее потребление энергии может быть управляемым, тогда как мгновенная потребность в мощности во время запуска двигателя может быть значительно выше.
Это может привести к ряду инженерных проблем:
Внезапное увеличение потребляемого тока может способствовать нарушениям напряжения, особенно там, где электроснабжение относительно слабое.
Повторяющиеся события высокой мощности могут создать дополнительную нагрузку на трансформаторы, распределительные устройства, кабели и другую электрическую инфраструктуру.
Если от обычной аккумуляторной системы хранения требуется непосредственно реагировать на повторяющиеся скачки мощности, аккумулятор может испытывать более агрессивное поведение при зарядке и разрядке.
Нестабильные электрические условия могут повлиять на чувствительные системы управления и автоматизированное оборудование.
Таким образом, для промышленных предприятий проблема не всегда заключается в увеличении общего объема энергии. Во многих случаях ключевым требованием является наличие достаточной мгновенной мощности в нужный момент.
Основная концепция гибридной системы хранения энергии заключается в координации различных энергетических ресурсов в соответствии с их электрическими характеристиками.
Гибридная архитектура может сочетать высокоэнергетическую аккумуляторную систему с мощным накопительным элементом и интеллектуальным преобразованием энергии.
Аккумулятор обеспечивает устойчивую энергию, а мощный компонент может реагировать на быстрые изменения нагрузки.
Упрощенная последовательность действий:
Сеть/возобновляемая энергия → HESS → Высокая пусковая нагрузка
Когда промышленная нагрузка стабильна, батарея может удовлетворить обычные потребности в энергии.
При возникновении события с высоким пусковым напряжением HESS быстро реагирует и подает дополнительную мощность.
Когда нагрузка нормализуется, система возвращается в обычное рабочее состояние.
Результатом является архитектура электропитания, разработанная с учетом как энергетической мощности, так и мощности..
Одной из наиболее важных концепций при проектировании HESS является разница между энергией и мощностью.
Энергия определяет, как долго система хранения может обеспечивать нагрузку.
Мощность определяет, насколько быстро система может доставлять или поглощать электроэнергию.
Например, промышленной машине может потребоваться очень большое количество энергии всего на несколько секунд во время запуска.
В этой ситуации простое увеличение энергоемкости аккумулятора может оказаться не самым эффективным способом решения проблемы.
Системе также требуется достаточная мощность для реагирования на событие.
Это одна из причин, по которой технология HESS может быть полезна для приложений с высокодинамическими нагрузками.
Обычная аккумуляторная система хранения энергии может обеспечивать как мощность, так и энергию, но ее стратегия работы может быть менее подходящей для приложений, связанных с частыми кратковременными скачками мощности.
HESS использует другой подход, распределяя разные части профиля нагрузки по разным ресурсам хранения.
Требование |
Обычное хранение аккумуляторов |
ХЕСС |
|---|---|---|
Долговременное энергоснабжение |
Подходящий |
Подходящий |
Кратковременные скачки мощности |
Возможный |
Создан для скоординированного реагирования |
Повторяющиеся события высокой мощности |
Требует тщательного обращения с аккумулятором. |
Может распределять потребляемую мощность |
Динамические промышленные нагрузки |
Подходит при правильном размере |
Особенно актуально |
Управление стрессом батареи |
Аккумулятор выдерживает большую нагрузку |
Мощность может быть разделена между элементами хранения. |
Оборудование с высоким пусковым напряжением |
Требуется детальное проектирование системы. |
Может быть настроен для мероприятий высокой мощности |
Фактическая производительность зависит от архитектуры системы, технологий хранения, мощности PCS, стратегии управления и характеристик нагрузки.
Поэтому HESS не следует рассматривать просто как более крупную аккумуляторную систему. Это системный подход к управлению различными требованиями к мощности и энергии..
Реакцию HESS можно понять через несколько этапов работы.
При нормальной работе потребность объекта в электроэнергии остается в пределах ожидаемого диапазона.
HESS может поддерживать свой уровень заряда, обеспечивая при этом энергетические потребности объекта в соответствии с настроенной стратегией эксплуатации.
Когда запускается большая машина или происходит другое событие, требующее высокой мощности, потребность в электроэнергии быстро возрастает.
Система управления обнаруживает изменение и определяет, как должны реагировать доступные энергоресурсы.
Секция высокой мощности HESS может обеспечить быструю поддержку во время переходного процесса.
Это снижает потребность в основной батарее, чтобы справиться с мгновенным увеличением мощности.
Как только оборудование достигает более стабильного рабочего состояния, потребность в дополнительной мощности снижается.
Затем HESS возвращается в настроенный рабочий режим.
После переходного события система хранения может восстановить свое рабочее состояние в соответствии со стратегией управления энергопотреблением объекта.
Этот скоординированный процесс позволяет системе различать кратковременные энергозатраты и более длительные потребности в энергии.
Большие двигатели являются распространенным источником высокого пускового тока на промышленных объектах.
Приложения могут включать в себя:
Насосы
Компрессоры
Конвейеры
Фанаты
Промышленное технологическое оборудование
Подъемные системы
Погрузочно-разгрузочное оборудование
Запуск двигателя может сильно отличаться от непрерывной электрической нагрузки.
Системе может потребоваться высокая мощность в течение короткого периода времени, после чего последует более низкий и более стабильный эксплуатационный спрос.
Таким образом, правильно спроектированная HESS для промышленных нагрузок может быть настроена на основе фактического профиля запуска двигателя, а не просто среднего потребления объекта.
К важным параметрам конструкции относятся:
Номинальная мощность двигателя
Пусковой ток
Начальная продолжительность
Количество пусков в час
Одновременный запуск двигателя
Существующая мощность сети
Требуемая стабильность напряжения
Доступная мощность хранения
Требуемая энергетическая мощность
Эти параметры следует оценить перед выбором конфигурации HESS.
Краны и другое тяжелое оборудование могут создавать быстро меняющиеся электрические нагрузки.
Во время подъема, ускорения или других операций с высокой мощностью потребность в электроэнергии может значительно возрасти.
Когда оборудование меняет условия эксплуатации, профиль мощности также может быстро меняться.
Этот тип приложения требует большего, чем просто расчет ежедневного потребления энергии.
Проектировщику системы необходимо понимать профиль нагрузки с течением времени , в том числе:
Пиковая мощность
Средняя мощность
Скорость изменения
Продолжительность каждого энергетического события
Частота повторных событий
Регенеративная энергия
Одновременная работа оборудования
По этой причине использование HESS высокой мощности можно рассматривать, когда на промышленном объекте происходят частые и значительные изменения нагрузки.
Система HanCang 1044 кВтч от INJET предназначена для требовательных приложений, включая горнодобывающую промышленность, портовую логистику и крупномасштабное проектирование, а в информации о продукте конкретно указана возможность запуска при высокой пусковой нагрузке.
Высокие пусковые нагрузки — это не только проблема хранения энергии. Они также могут быть связаны с качеством электроэнергии.
Быстрые изменения спроса на электроэнергию могут способствовать колебаниям напряжения или другим нарушениям в зависимости от мощности и конфигурации электроснабжения.
Правильно спроектированная HESS может обеспечить быструю поддержку электропитания и помочь управлять взаимосвязью между сетью, системой хранения и промышленной нагрузкой.
Целью является не обязательно устранение всех электрических помех, а создание более контролируемой среды электропитания для требовательного оборудования.
Это может быть особенно актуально для объектов с:
Автоматизированные производственные линии
Тяжелая техника
Большие моторы
Прецизионное оборудование
Электрифицированная обработка материалов
Мощные промышленные процессы
Фактические показатели качества электроэнергии зависят от всей электрической системы и должны оцениваться посредством инженерного анализа с учетом специфики объекта.
Аккумуляторные накопители энергии остаются важной частью современных энергосистем.
Однако профили промышленных нагрузок не всегда гладкие.
Системе, работающей только от аккумулятора, может потребоваться реагировать на:
Короткие скачки мощности
Частая смена нагрузки
Долгосрочная потребность в энергии
Повторяющиеся циклы зарядки и разрядки
Эти требования могут предъявлять разные требования к одному и тому же ресурсу хранения.
Архитектура HESS обеспечивает другой подход, разделяя или координируя функции мощности и энергии.
Мощный аккумуляторный элемент может реагировать на быстрые события, а батарея обеспечивает устойчивую энергию.
Это позволяет проектировать систему с учетом фактических характеристик нагрузки, а не рассматривать каждое электрическое событие одинаковым образом.
Выбор HESS для высоких пусковых нагрузок требует больше информации, чем просто расчет ежедневного потребления электроэнергии.
Определите максимальную мгновенную потребность объекта в мощности.
Сюда следует включать события запуска оборудования и другие аномальные или временные пики.
Профиль нагрузки за 24 часа или более может помочь определить, когда происходят скачки мощности и как часто они повторяются.
Для больших двигателей и другого оборудования определите:
Пусковой ток
Время начала
Метод запуска
Количество запусков
Одновременные запуски
Некоторым приложениям требуется быстрая поддержка электропитания, тогда как другие допускают более медленный отклик.
Требуемое время реагирования должно определяться оборудованием и электрической системой.
После определения требований к пиковой мощности рассчитайте энергию, необходимую для поддержания нагрузки в течение желаемого периода эксплуатации.
Система преобразования энергии должна быть способна обрабатывать необходимый поток мощности.
Шкаф хранения с достаточной мощностью в кВтч может оказаться непригодным, если PCS не может обеспечить необходимую мгновенную мощность.
Промышленные предприятия часто со временем добавляют оборудование.
Поэтому будущий рост нагрузки следует учитывать при определении архитектуры HESS и доступных возможностей расширения.
При оценке гибридной системы хранения энергии для промышленного применения покупатели должны смотреть не только на емкость аккумулятора.
К важным техническим параметрам относятся:
Параметр |
Почему это важно |
|---|---|
Энергетическая мощность |
Определяет доступную запасенную энергию |
Номинальная мощность |
Определяет непрерывную выходную мощность |
Пиковая мощность |
Определяет кратковременную мощность |
Время ответа |
Определяет, насколько быстро система реагирует |
Химия батареи |
Влияет на производительность и эксплуатационные характеристики |
Емкость ПК |
Определяет возможность преобразования энергии |
Система охлаждения |
Поддерживает управление температурным режимом |
БМС |
Контролирует и защищает батарею |
EMS |
Координирует работу системы |
Система защиты |
Поддерживает безопасную работу |
Коммуникация |
Обеспечивает мониторинг и контроль |
Возможность расширения |
Поддерживает будущий рост нагрузки |
Для приложений с высокими пусковыми нагрузками пиковая мощность и характеристики отклика могут быть столь же важны, как и номинальная мощность в кВтч.
Система управления энергопотреблением является важной частью гибридной архитектуры хранения данных.
EMS координирует поток мощности между доступными энергоресурсами и подключенной нагрузкой.
Для динамичного промышленного применения СЭМ может потребоваться реагировать на изменения в:
Требуемая нагрузка
Уровень заряда аккумулятора
Доступность электроэнергии
График работы
Условия сети
Ограничения хранилища
Это позволяет HESS работать как интегрированная энергетическая система, а не как изолированный аккумуляторный шкаф.
Для промышленных пользователей это различие важно, поскольку ценность HESS зависит от того, как система реагирует на реальные условия эксплуатации.
Ассортимент HanCang компании INJET охватывает различные возможности хранения энергии и различные требования к применению.
HanCang 261kWh позиционируется как компактное решение для распределенной энергетики, объединяющее фотоэлектрические, накопительные, дизельные электростанции, коммунальные сети и интеллектуальную диспетчеризацию для временных и гибких сценариев энергоснабжения.
HanCang 522 кВтч обеспечивает более крупную конфигурацию хранения с батареями LFP, BMS, преобразованием накопления энергии, управлением температурным режимом, противопожарной защитой, выработкой дизельного топлива и диспетчерским управлением.
HanCang 1044 кВтч предназначен для применений с более высокими требованиями, таких как горнодобывающая промышленность, портовая логистика и крупномасштабное машиностроение. В информации о продукте особо отмечается поддержка запуска при высокой пусковой нагрузке и переключения на миллисекундном уровне.
Этот диапазон позволяет выбирать HESS на основе профиля нагрузки проекта, требуемой мощности, энергопотребления, операционной среды и требований к развертыванию.
При запросе решения HESS у производителя предоставление подробной информации о нагрузке может значительно улучшить первоначальную оценку системы.
Полезный информационный пакет проекта может включать в себя:
Напряжение сети
Частота
Трансформаторная мощность
Доступная мощность сети
Существующие системы резервного копирования
Средняя нагрузка
Максимальная нагрузка
Пиковая нагрузка
Оборудование с высоким пусковым напряжением
Номинальные характеристики двигателей
Пусковой ток
Продолжительность нагрузки
Ежедневные часы работы
Количество мощных событий
Требуемая продолжительность резервного копирования
Условия окружающей среды
Внутренняя или наружная установка
Планы расширения
С помощью этой информации производитель HESS может оценить необходимую емкость аккумулятора, номинал PCS, пиковую мощность, стратегию управления и конфигурацию системы.
HESS можно рассматривать, когда промышленная энергосистема имеет одну или несколько из следующих характеристик:
Частые скачки нагрузки высокой мощности
Запуск крупных двигателей
Тяжелое электрооборудование
Ограниченная мощность сети
Быстро меняющийся спрос на электроэнергию
Необходимость быстрого реагирования на мощность
Проблемы с цикличностью аккумулятора
Требования к качеству электроэнергии
Необходимость координации нескольких источников питания
Однако HESS следует выбирать на основе измеренных электрических данных, а не просто потому, что объект имеет высокое энергопотребление.
Подробный профиль нагрузки является отправной точкой для определения того, обеспечивает ли гибридная конфигурация существенное техническое преимущество.
HESS для высоких пусковых нагрузок относится к гибридной системе хранения энергии, настроенной на реагирование на кратковременные электрические события высокой мощности, такие как запуск двигателя, работа тяжелого оборудования и внезапные изменения нагрузки.
Правильно спроектированный HESS может обеспечить мощную поддержку при запуске двигателя. Требуемая конфигурация системы зависит от номинала двигателя, пускового тока, продолжительности работы и электрической инфраструктуры объекта.
HESS можно рассматривать для горнодобывающей промышленности и других тяжелых условий эксплуатации, где потребность в электроэнергии быстро меняется. INJET позиционирует свою систему HanCang мощностью 1044 кВтч для горнодобывающей промышленности, портовой логистики и крупномасштабного машиностроения.
Не обязательно. HESS может работать с сетью, возобновляемыми источниками энергии, генераторами или другими источниками энергии в зависимости от архитектуры системы и требований проекта.
Нет. Приложения с высокими пусковыми нагрузками требуют учета как энергоемкости, так и мощности. Также важны номинал PCS, пиковая мощность, время отклика, профиль нагрузки и стратегия управления.
Полезная информация включает в себя электрические параметры объекта, средние и пиковые нагрузки, пусковые характеристики оборудования, график работы, необходимое время реагирования, требования к резервному копированию и планы будущего расширения.
Энергоемкость описывает, сколько электроэнергии система может доставлять или поглощать в данный момент, а энергоемкость описывает, сколько электроэнергии может храниться и поставляться с течением времени.
Гибридная система хранения энергии (HESS) может обеспечить другой подход к управлению электропитанием в промышленности, когда спрос на электроэнергию быстро меняется.
Для объектов с большими двигателями, кранами, насосами, компрессорами, горнодобывающим оборудованием, портовой техникой или другими высокими пусковыми нагрузками проблема зачастую заключается не просто в хранении большего количества энергии. Система также должна обеспечивать достаточную мощность, скорость реакции и интеллектуальное управление для управления кратковременными электрическими событиями.
Правильно настроенный HESS для высоких пусковых нагрузок может координировать хранение аккумуляторов, преобразование энергии и интеллектуальное управление энергией с учетом реальных характеристик промышленного оборудования.
Для разработчиков проектов и промышленных пользователей отправной точкой должен быть подробный профиль нагрузки, включающий пиковую мощность, пусковой ток, продолжительность событий, частоту и будущий спрос. Эта информация обеспечивает более надежную основу для выбора мощности и конфигурации HESS.
Портфолио систем хранения энергии HanCang компании INJET New Energy включает конфигурации мощностью от 261 кВтч до 1044 кВтч, причем решение на 1044 кВтч специально предназначено для требовательных приложений и запуска при высокой пусковой нагрузке.
HESS, Гибридная система хранения энергии, HESS для высоких пусковых нагрузок, Хранение энергии с высокой пусковой нагрузкой, Промышленный HESS, High Power HESS, HESS Power Quality, Гибридная аккумуляторная система хранения энергии, HESS для промышленных нагрузок, Система хранения энергии высокой мощности, Производитель HESS, Промышленная система хранения энергии