Возобновляемая энергия — сценарий применения

Обзор

Глобальный переход на чистую энергию трансформирует электрическую инфраструктуру на всех уровнях — от солнечных установок на крышах зданий до офшорных ветровых электростанций мощностью в несколько гигаватт и крупномасштабных объектов хранения энергии на основе аккумуляторов. По мере роста мощности возобновляемых источников энергии возрастает и сложность электрических систем, необходимых для сбора, преобразования, хранения и надёжной подачи этой энергии в сеть.

Низковольтные распределительные шкафы незаменимы на всем протяжении цепочки генерации энергии из возобновляемых источников. Они обеспечивают агрегацию выходных сигналов инверторов на солнечных электростанциях, подают вспомогательное и управляющее питание по всей территории подстанций ветрогенераторов, интегрируют системы аккумуляторного хранения энергии (BESS) с сетевыми инверторами и предоставляют инфраструктуру управления двигателями и их защиты на уровне электростанции, обеспечивая круглосуточную эксплуатацию генерирующего оборудования. В сфере возобновляемой энергетики, где выработка электроэнергии носит прерывистый характер и каждый час незапланированного простои означает упущенную выручку и риск нарушения стабильности сети, надёжность низковольтного коммутационного оборудования — не второстепенный фактор, а ключевое требование проекта. Наши распределительные шкафы спроектированы именно для выполнения этого требования: они устойчивы к воздействию погодных условий, соответствуют стандарту IEC 61439 и разработаны специально для тяжёлых условий эксплуатации на открытом воздухе и в полузакрытых помещениях, характерных для объектов возобновляемой энергетики.

Солнечные фотоэлектрические электростанции —Агрегация выходных сигналов инверторов и вспомогательное питание электростанции

На солнечной электростанции промышленного масштаба цепочки панелей подают постоянный ток (DC) в строковые или центральные инверторы, которые преобразуют его в переменный ток (AC) напряжением 400 В. Выходы нескольких инверторов затем объединяются на низковольтных коммутационных щитах перед повышением напряжения с помощью средневольтных трансформаторов для подачи энергии в сеть. Этап объединения выходов инверторов является одним из наиболее критичных распределительных узлов станции: он обрабатывает высокие непрерывные токи, частые циклы включения/выключения при изменении генерации из-за облачности и гармонически насыщенные формы волн, создаваемые инверторами.



Наши распределительные щиты низкого напряжения и системы шинных сборок — рассчитанные на ток до 4000 А и предназначенные для работы в средах с высоким содержанием гармоник — обеспечивают объединение токов и координацию систем защиты, требуемую инженерами-электриками солнечных электростанций. На стороне потребителей специализированные вспомогательные распределительные щиты обеспечивают питание эксплуатационных нагрузок станции: вентиляторов охлаждения инвертеров, двигателей привода солнечных трекеров, оборудования связи, систем безопасности и освещения территории. Эти вспомогательные нагрузки должны оставаться под напряжением даже при отключении станции для проведения технического обслуживания, что требует их строгой изоляции от генерирующей цепи и надёжного независимого питания от сети или автономного генератора на площадке.

Ветровые фермы —Вспомогательное питание турбинной подстанции и сборочной сети

Каждая ветровая турбина оснащена собственной внутренней низковольтной электрической системой, которая обеспечивает питание систем управления углом установки лопастей (pitch) и поворота гондолы (yaw), систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) в гондоле, обогрева лопастей (в установках для холодного климата), аварийного освещения и оборудования мониторинга состояния. В основании каждой турбины или в специальном здании подстанции компактный низковольтный распределительный щит управляет этой вспомогательной нагрузкой и работает в условиях экстремальных температурных диапазонов, высокой влажности, воздуха, насыщенного солью (в прибрежных и морских применениях), а также постоянной механической вибрации, вызываемой конструкцией турбины.



На уровне сборной подстанции, где объединяется электроэнергия от нескольких турбин перед подключением к электросети, более крупные низковольтные распределительные щиты обеспечивают собственные вспомогательные нагрузки подстанции: охлаждение трансформаторов, панели релейной защиты и освещение и отопление подстанции. Наши компоненты коммутационного оборудования — с классами защиты оболочки, совместимыми с IP54/IP65, стойкими к коррозии покрытиями и опорами шин из эпоксидной смолы с высоким уровнем изоляции, рассчитанными на выдерживание напряжения до 4500 В — разработаны специально для условий повышенной экстремальности электропомещений ветровых электростанций, как наземных, так и морских платформ подстанций.

Системы Хранения Энергии Аккумуляторов (BESS) —Интеграция накопителей энергии масштаба электросети

Накопление энергии в аккумуляторах — это самый быстрорастущий сегмент сектора возобновляемой энергетики, обеспечивающий балансировку сети, регулирование частоты и сглаживание пиковых нагрузок, необходимые для прерывистой генерации солнечной и ветровой энергии. Установка BESS масштаба электросети обычно состоит из модулей аккумуляторов, двунаправленных систем преобразования мощности (PCS) и низковольтной распределительной инфраструктуры, управляющей потоком мощности между постоянным током аккумуляторной шины, инвертерами PCS и точкой подключения к переменному току сети.



Распределительные щиты низкого напряжения на объектах систем хранения энергии (BESS) должны обеспечивать двунаправленный поток мощности, управлять координацией защиты между несколькими параллельно работающими блоками преобразователей мощности (PCS) и поддерживать непрерывную доступность — поскольку объекты BESS часто заключают контракты на предоставление услуг регулирования частоты с временем реакции, измеряемым в миллисекундах. Наши тяжёлые соединители шин, выдвижные вилочные разъединители и комплекты заземляющих рубильников с механической блокировкой обеспечивают требуемую точность коммутации и надёжную изоляцию при авариях — именно это требуется электриками, проектирующими системы BESS. Вспомогательные распределительные щиты внутри корпусов BESS питают системы управления батареями (BMS), устройства теплового управления, системы пожаротушения и инфраструктуру мониторинга площадки — все эти компоненты должны оставаться работоспособными независимо от состояния заряда или разряда аккумуляторного оборудования.

Гибридные электростанции и микросети —Интегрированная генерация и хранение

Все чаще проекты в области возобновляемой энергетики объединяют солнечные фотоэлектрические установки, ветрогенераторы, системы хранения энергии на аккумуляторах (BESS) и резервные дизельные или газовые электростанции в единый интегрированный гибридный энергоблок или микросеть — особенно для удаленных горнодобывающих объектов, островных сетей и промышленных предприятий, не подключенных к централизованной сети. Такие установки требуют сложной низковольтной распределительной архитектуры, способной управлять несколькими одновременными источниками питания, обеспечивать бесперебойное переключение между ними с помощью автоматических переключателей источников питания (ATS) и поддерживать стабильное напряжение и частоту для чувствительных технологических нагрузок независимо от того, какой именно источник генерации находится в работе.

Наши распределительные щиты низкого напряжения, механизмы управления, совместимые с АВР, и системы блокировки шинных соединителей обеспечивают сложную логику переключения в архитектурах гибридных электростанций. Аксессуары для панелей параллельного включения генераторов и высокотоковые системы шинных сборок создают механическую и электрическую основу для систем управления, позволяющих регулировать распределение нагрузки, определять приоритетность источников питания и выполнять последовательность запуска «из чёрного состояния» — способность восстановить питание всей электростанции из обесточенного состояния исключительно за счёт собственных генерирующих мощностей.

Эксплуатация и техническое обслуживание —Вспомогательное питание объекта

Каждый объект по производству возобновляемой энергии — независимо от технологии генерации — требует надёжного вспомогательного электроснабжения на всей территории для систем, обеспечивающих функционирование электростанции: систем сбора и контроля данных (SCADA) и коммуникационных сетей, охраны периметра и систем видеонаблюдения (CCTV), освещения подъездных дорог и зон доступа, ремонтных мастерских и помещений для обслуживания персонала. На крупных солнечных или ветровых электростанциях, занимающих сотни гектаров, такая сеть вспомогательного электроснабжения сама по себе представляет значительную задачу распределения электроэнергии и требует установки распределительных щитов в стратегически важных местах, надёжной защиты кабелей и коммутационного оборудования, которое технический персонал может безопасно эксплуатировать и обслуживать при минимальной специализированной подготовке.

Наши компактные аксессуары для распределительных щитов, рукоятки отключателей, готовые к установке замков, и чётко маркированные элементы управления разработаны с учётом удобства технического обслуживания на месте — это позволяет бригаде эксплуатационной службы безопасно отключать, проверять и восстанавливать работу отдельных цепей без привлечения специализированных подрядчиков, снижая как затраты на техническое обслуживание, так и время реагирования при возникновении неисправностей.

Почему наши изделия подходят для проектов в сфере возобновляемой энергетики

Проекты в сфере возобновляемой энергетики реализуются в рамках строгих финансовых моделей, где каждое решение по выбору компонентов влияет как на капитальные затраты (CAPEX), так и на долгосрочные эксплуатационные расходы (OPEX) объекта в течение всего срока его службы — от 25 до 35 лет.

• Устойчивость к воздействию окружающей среды: Конструкция, совместимая со степенями защиты IP54/IP65; покрытия, устойчивые к коррозии, для прибрежных зон и сред с высокой влажностью
• Устойчивость к гармоникам: системы шин и изоляционные компоненты рассчитаны на работу в условиях нелинейных токов, богатых гармониками, которые генерируются инверторными источниками энергии и системами преобразования мощности аккумуляторных накопителей энергии (BESS)
• Сертифицирован: Сертифицировано в соответствии с IEC 61439
• Оптимизировано для всего жизненного цикла: конструкции выдвижных разъёмов и модульных шин позволяют минимизировать время технического обслуживания, снижая эксплуатационные расходы (OPEX) на протяжении всего срока службы оборудования
• Поддержка CAD: файлы форматов .STEP и .DWG доступны для всех основных компонентов, что облегчает детальное проектирование подрядчиками EPC и подготовку к FAT
• Готово к участию в торгах: фиксация цен на 30 дней при подаче спецификаций (BOQ); бесплатные инженерные образцы для согласования технических требований

 
От солнечных электростанций промышленного масштаба на Ближнем Востоке до морских ветровых подстанций в Северной Европе и систем хранения энергии (BESS) сетевого масштаба в Северной Америке — наши низковольтные распределительные компоненты прямой поставки с завода обеспечивают необходимую надёжность, сертификацию и экспертную поддержку применительно к инфраструктуре возобновляемой энергетики.