Năng lượng tái tạo – Tình huống ứng dụng

Tổng quan

Sự chuyển dịch toàn cầu sang năng lượng sạch đang làm thay đổi cơ sở hạ tầng điện ở mọi quy mô – từ các hệ thống pin mặt trời trên mái nhà đến các trang trại gió ngoài khơi công suất hàng gigawatt và các cơ sở lưu trữ pin quy mô lưới điện. Khi công suất phát điện từ nguồn tái tạo gia tăng, độ phức tạp của các hệ thống điện cần thiết để thu thập, điều hòa, lưu trữ và cung cấp điện một cách đáng tin cậy cho lưới điện cũng tăng theo.

Các tủ phân phối điện áp thấp là thiết bị không thể thiếu trong toàn bộ chuỗi cung ứng năng lượng tái tạo. Chúng quản lý việc tập trung đầu ra của bộ nghịch lưu tại các trang trại điện mặt trời, cung cấp điện phụ trợ và điều khiển cho toàn bộ trạm biến áp tua-bin gió, tích hợp hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS) với các bộ nghịch lưu nối lưới, đồng thời cung cấp cơ sở hạ tầng điều khiển và bảo vệ động cơ ở cấp độ nhà máy nhằm đảm bảo các tài sản phát điện vận hành liên tục 24/7. Trong lĩnh vực năng lượng tái tạo – nơi nguồn phát mang tính gián đoạn và mỗi giờ ngừng hoạt động ngoài kế hoạch đều gây thất thu doanh thu cũng như rủi ro đối với độ ổn định của lưới điện – độ tin cậy của thiết bị đóng cắt điện áp thấp không phải là yếu tố thứ yếu, mà là yêu cầu cốt lõi của dự án. Các tủ phân phối của chúng tôi được thiết kế để đáp ứng tiêu chuẩn này: chịu được tác động của thời tiết, tuân thủ tiêu chuẩn IEC 61439 và được tối ưu hóa cho các môi trường ngoài trời và bán ngoài trời khắc nghiệt – nơi cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo thường vận hành.

Nhà máy điện mặt trời PV -Tập trung đầu ra bộ nghịch lưu & điện phụ trợ nhà máy

Tại một nhà máy điện mặt trời quy mô lớn, các chuỗi tấm pin cung cấp điện một chiều (DC) cho bộ nghịch lưu chuỗi hoặc bộ nghịch lưu trung tâm, nơi chuyển đổi điện năng thành điện xoay chiều (AC) 400 V. Đầu ra của nhiều bộ nghịch lưu sau đó được gom lại tại các tủ phân phối điện áp thấp (LV) trước khi được tăng áp qua máy biến áp điện áp trung bình (MV) để đưa vào lưới điện. Giai đoạn gom đầu ra từ các bộ nghịch lưu này là một trong những điểm phân phối quan trọng nhất trong nhà máy — xử lý dòng điện liên tục cao, hoạt động đóng ngắt thường xuyên do mây che làm thay đổi công suất phát, và dạng sóng giàu hài do các bộ nghịch lưu tạo ra.



Các bảng phân phối điện áp thấp và hệ thống thanh cái của chúng tôi – có định mức đến 4000 A và được thiết kế cho môi trường có hài bậc cao – cung cấp khả năng tập hợp dòng điện và phối hợp bảo vệ theo yêu cầu của kỹ sư điện nhà máy điện mặt trời. Ở phía hạ lưu, các tủ phân phối phụ chuyên dụng cấp điện cho các tải vận hành của nhà máy: quạt làm mát bộ nghịch lưu, động cơ điều khiển hệ thống theo dõi hướng mặt trời, thiết bị viễn thông, hệ thống an ninh và chiếu sáng khu vực. Các tải phụ này phải duy trì cấp điện ngay cả khi nhà máy bị cắt điện để bảo trì, do đó cần tách biệt cẩn thận khỏi mạch phát điện và được cấp nguồn độc lập, đáng tin cậy từ lưới điện hoặc máy phát tại chỗ.

Trang trại Gió -Trạm biến áp tuabin và mạng thu gom – Nguồn điện phụ trợ

Mỗi tuabin gió chứa hệ thống điện áp thấp (LV) nội bộ riêng — cung cấp điện cho các hệ thống điều khiển góc nghiêng cánh (pitch) và xoay nacelle (yaw), hệ thống sưởi ấm và làm mát nacelle (HVAC), hệ thống làm nóng cánh (trong các lắp đặt ở vùng khí hậu lạnh), đèn an toàn và thiết bị giám sát tình trạng. Tại chân mỗi tuabin hoặc trong một tòa nhà trạm biến áp chuyên dụng, một tủ phân phối điện áp thấp (LV) nhỏ gọn quản lý tải phụ này, hoạt động trong môi trường chịu các dải nhiệt độ cực đoan, độ ẩm cao, không khí chứa muối (trong các ứng dụng ven biển và ngoài khơi), cũng như rung động cơ học liên tục từ kết cấu tuabin.



Ở cấp trạm biến áp thu thập, nơi điện năng từ nhiều tuabin được tập hợp trước khi kết nối với lưới điện, các tủ phân phối điện áp thấp (LV) lớn hơn cung cấp điện cho các tải phụ trợ riêng của trạm: làm mát máy biến áp, các tủ rơ-le bảo vệ và chiếu sáng cũng như sưởi ấm cho trạm. Các thành phần thiết bị đóng cắt của chúng tôi – với cấp độ bảo vệ vỏ bọc tương thích IP54/IP65, lớp hoàn thiện chống ăn mòn và giá đỡ thanh cái bằng nhựa epoxy cách điện cao, chịu điện áp thử nghiệm đến 4500 V – được thiết kế đặc biệt để đáp ứng mức độ khắc nghiệt về môi trường trong phòng điện của trang trại gió, bất kể trên bờ hay trên các nền tảng trạm biến áp ngoài khơi.

Hệ thống Lưu trữ Năng lượng Pin (BESS) -Tích hợp lưu trữ quy mô lưới điện

Lưu trữ năng lượng pin là phân khúc tăng trưởng nhanh nhất trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, cung cấp khả năng cân bằng lưới điện, điều chỉnh tần số và cắt đỉnh mà việc phát điện mặt trời và gió – vốn mang tính gián đoạn – đòi hỏi. Một hệ thống BESS quy mô nhà máy điện thường bao gồm các mô-đun pin, hệ thống chuyển đổi công suất hai chiều (PCS) và cơ sở hạ tầng phân phối điện áp thấp (LV) nhằm quản lý luồng công suất giữa thanh cái một chiều (DC) của pin, bộ nghịch lưu PCS và điểm kết nối với lưới điện xoay chiều (AC).



Các tủ phân phối điện áp thấp (LV) trong cơ sở hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS) phải xử lý dòng công suất hai chiều, quản lý phối hợp bảo vệ giữa nhiều đơn vị hệ thống chuyển đổi nguồn điện (PCS) hoạt động song song và duy trì khả năng sẵn sàng liên tục – bởi vì cơ sở BESS thường được ký hợp đồng cung cấp dịch vụ phản ứng tần số với thời gian phản ứng được đo bằng miligiây. Các bộ nối thanh cái hạng nặng, các bộ cách ly dạng ngăn kéo cắm vào và các cụm cầu dao tiếp đất có khóa cơ học của chúng tôi đảm bảo độ chính xác khi chuyển mạch và độ tin cậy trong cách ly sự cố – những yêu cầu thiết yếu đối với kỹ sư điện BESS. Các tủ phân phối phụ bên trong vỏ bọc BESS cấp điện cho các hệ thống quản lý pin (BMS), các đơn vị quản lý nhiệt, các hệ thống dập lửa và cơ sở hạ tầng giám sát hiện trường – tất cả đều phải vận hành liên tục bất kể trạng thái sạc hoặc xả của tài sản pin.

Nhà máy điện lai và lưới điện vi mô -Tích hợp phát điện và lưu trữ

Ngày càng nhiều dự án năng lượng tái tạo kết hợp điện mặt trời quang điện (PV), phát điện từ gió, hệ thống lưu trữ pin (BESS) và máy phát chạy diesel hoặc khí đốt dự phòng trong một nhà máy điện lai (hybrid) tích hợp duy nhất hoặc lưới điện vi mô – đặc biệt dành cho các hoạt động khai thác mỏ ở vùng sâu vùng xa, lưới điện đảo và các cơ sở công nghiệp ngoài lưới. Các hệ thống lắp đặt này đòi hỏi kiến trúc phân phối điện áp thấp (LV) tinh vi, có khả năng quản lý đồng thời nhiều nguồn cung cấp điện, thực hiện chuyển đổi nguồn một cách liền mạch thông qua các bộ chuyển mạch tự động (ATS) và duy trì điện áp và tần số ổn định cho các tải quy trình nhạy cảm, bất kể nguồn phát nào đang hoạt động.

Các bảng phân phối điện áp thấp của chúng tôi, các cơ cấu vận hành tương thích với ATS và các hệ thống liên động thanh cái cung cấp hỗ trợ cho logic chuyển mạch phức tạp trong kiến trúc nhà máy điện lai. Các phụ kiện bảng song song máy phát và các hệ thống thanh cái dòng cao cung cấp nền tảng cơ khí và điện để các hệ thống điều khiển quản lý việc chia tải, ưu tiên nguồn và trình tự khởi động lại từ trạng thái mất điện — khả năng khôi phục điện cho toàn bộ nhà máy từ trạng thái không có điện chỉ bằng các tài sản phát điện tại chỗ.

Cơ sở hạ tầng vận hành và bảo trì -Điện phụ trợ trên toàn khu vực

Mọi cơ sở năng lượng tái tạo – bất kể công nghệ phát điện nào – đều cần nguồn điện phụ trợ đáng tin cậy cho toàn bộ khu vực nhằm vận hành các hệ thống thiết yếu: mạng SCADA và truyền thông, an ninh hàng rào và camera giám sát (CCTV), đường nội bộ và chiếu sáng lối vào, xưởng bảo trì, cũng như cơ sở phục vụ đời sống nhân viên. Tại các trang trại điện mặt trời hoặc điện gió quy mô lớn trải rộng trên hàng trăm hecta, mạng lưới điện phụ trợ này bản thân nó đã là một thách thức phân phối đáng kể, đòi hỏi bảng phân phối được bố trí chiến lược, hệ thống bảo vệ cáp chắc chắn và thiết bị đóng cắt mà kỹ thuật viên hiện trường có thể vận hành và bảo trì một cách an toàn với mức đào tạo chuyên sâu tối thiểu.

Các phụ kiện bảng phân phối nhỏ gọn của chúng tôi, tay nắm cách ly sẵn sàng khóa bằng ổ khóa và các cơ cấu vận hành được dán nhãn rõ ràng được thiết kế nhằm tối ưu hóa khả năng bảo trì tại hiện trường — giúp đội vận hành công trường có thể cách ly, kiểm tra và khôi phục an toàn từng mạch điện riêng lẻ mà không cần sự hỗ trợ của các nhà thầu chuyên biệt, từ đó giảm chi phí bảo trì và thời gian phản ứng khi xảy ra sự cố.

Lý do sản phẩm của chúng tôi phù hợp với năng lượng tái tạo

Các dự án năng lượng tái tạo được triển khai theo các mô hình tài chính chặt chẽ, trong đó mọi quyết định lựa chọn thành phần đều ảnh hưởng đến cả chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX) lẫn chi phí vận hành dài hạn (OPEX) của tài sản trong suốt vòng đời khai thác từ 25 đến 35 năm.

• Chống chịu điều kiện môi trường khắc nghiệt: Kết cấu tương thích với tiêu chuẩn IP54/IP65; lớp hoàn thiện chống ăn mòn dành cho môi trường ven biển và môi trường có độ ẩm cao
• Chịu đựng sóng hài: hệ thống thanh cái và các thành phần cách điện được đánh giá để hoạt động ổn định trong môi trường dòng điện phi tuyến, giàu sóng hài do các hệ thống phát điện dựa trên bộ nghịch lưu và hệ thống chuyển đổi năng lượng pin (BESS) tạo ra
• Chứng nhận: Được chứng nhận theo tiêu chuẩn IEC 61439
• Tối ưu hóa vòng đời: thiết kế ngăn kéo cắm điện và thanh cái mô-đun giúp giảm thiểu thời gian can thiệp bảo trì, từ đó giảm chi phí vận hành (OPEX) trong suốt vòng đời tài sản
• Hỗ trợ CAD: các tệp .STEP và .DWG có sẵn cho tất cả các thành phần chính, hỗ trợ thiết kế chi tiết và chuẩn bị kiểm tra nghiệm thu tại nhà máy (FAT) của nhà thầu EPC
• Sẵn sàng đấu thầu: khóa giá trong 30 ngày đối với các bảng khối lượng (BOQ); mẫu kỹ thuật miễn phí để phê duyệt đặc tả

 
Từ các trang trại năng lượng mặt trời quy mô nhà máy ở Trung Đông, đến các trạm biến áp gió ngoài khơi ở Bắc Âu và các cơ sở lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện (BESS) ở Bắc Mỹ, các thành phần phân phối điện hạ thế (LV) do nhà máy chúng tôi trực tiếp sản xuất đáp ứng đầy đủ yêu cầu về độ bền, chứng nhận và chuyên môn ứng dụng dành riêng cho cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo.