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pg电子娱乐平台-万亿储能新赛道!这一风电安全问题不容忽视

发布时间:2023-10-04

北极星风力发电网讯:最近几年来,储能行业,特别是锂离子电池储能行业在全球和中国国内高速成长。按照中国能源研究会储能专委会/中关村储能财产手艺同盟(CNESA)全球储能项目库的不完全统计,截至2022年末,全球已投运电力储能项目累计装机范围237.2GW,年增加率15%。新型储能累计装机范围达45.7GW,是2021年同期的近2倍,年增加率80%,新型储能中,锂离子电池仍占有绝对主导地位,年增加率跨越85%,其在新型储能中的累计装机占比与2021年同期比拟上升3.5个百分点。

按照CNESA的不完全统计,2022年,中国新增投运电力储能项目装机范围初次冲破15GW,到达16.5GW,此中,新型储能新增范围创汗青新高,到达7.3GW/15.9GWh,功率范围同比增加200%,能量范围同比增加280%;锂离子电池储能系统也占有绝对主导地位,比重高达97%。

但储能财产在这短短几年内获得高速成长的同时,也遗留下一系列问题还需引发足够正视。据统计最近几年来储能电站全生命周期内年夜型平安变乱频发,按照CNESA不完全统计,近十年全球储能平安变乱产生60余起。2021年全球储能市场爆发,年夜范围储能项目愈来愈多,单个储能项目范围愈来愈年夜,储能平安隐患也随之增年夜。截至2022年8月 ,2021 -2022 年全球共产生18起储能项目变乱。此中,有两个存眷点:1)平安变乱多发在锂离子电池,一旦产生,凡是变乱品级高,损掉惨痛。2)多变乱产生在电站投运多年后,储能全生命周期的平安问题必需激发足够正视。

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在储能系统特别是电池储能系统集成的各平安环节中,储能系统的防雷庇护即是此中最凸起的隐患之一,若何进行平安、高效、靠得住的防雷已成为行业亟待解决的问题。假如这个问题不克不及妥帖解决,因为锂电池系统的特征,产生雷电引发的次生灾难影响将是十分庞大的。

来自狂风雨的风险

世界上每一年会稀有十亿次雷电产生。按照统计仅在德国,每一年记实到的雷电事务就跨越200万次,跟着最近几年来极端气候现象产生频率的年夜幅提高,这一趋向还在快速上升。按照统计,假如在建筑物和根本举措措施四周产生雷电攻击,将会致使建筑物和根本举措措施的破坏:雷击会引发火警或电涌破坏电气装备和电气系统。雷击致使的感应电流可能会引发方圆2千米规模内的电气装备和电气系统的破坏。电池储能系统或电网中变压器的开关操作也可能会致使开关过电压从而造成电气装备和电气系统的破坏。跟着电气装备和电气系统智能化程度的年夜幅晋升,装备和系统内电气元件和电子装备的利用率年夜幅晋升,而这些元件和装备对电涌都十分敏感,凡是只需要很是小的电涌便可能破坏这些电子元件和装备。

电池储能系统的雷电和电涌破坏

电力储能系统是能源革命的要害手艺之一,由于它可以在现场存储当地出产的电力。集装箱电池储能系统可以年夜范围存储可再生能源系统,例如光伏系统和风力发机电组发生的电力,并按照需要传输给电网。因为散布式存储,它们加强了电网的不变性,而且可以被电网运营商用来为电网供给平衡的电力。跟着可再生能源比例的不竭增添,对并网型储能系统的需求也在不竭增添,集装箱电池储能系统的年夜范围安插也在不竭加强。

为了给安插在集装箱中的高端电子产物供给庇护,人们需要一个周全的雷电和电涌防护系统。更主要的是,因为集装箱的移动性质,其可能活着界各地进行安装利用,安装地址和操作前提可能会有庞大的差别。电池储能系统最年夜的危险之一就是雷击放电。由此发生的过电压远远跨越储能系统中各电子、电气元件的介电强度。另外,电网内部发生的相干的过电压,例如,来自开关操作或接地和短路等故障致使的过电压也都必需被视为电池储能系统的潜伏要挟。其也可能会致使电子元器件的破坏,例如,信息和通讯系统的破坏和逆变器或电池单位的破坏。在蒙受直击雷的环境下,集装箱的金属屋顶也可能鄙人雨时穿孔,致使储能系统的水浸破坏。

若何实现电池储能系统的延续可用性也是一个很要害的问题。因为雷电破坏会致使严重的经济损掉和昂扬的保护和维修费用,是以为集装箱储能系统制订靠得住的整体防雷解决方案十分主要。

关在储能系统整体防雷设计的相干尺度要求

IEC 60364系列尺度包括整体防雷系统的安装尺度,合用在移动式建筑和固定式建筑。是以,移动式集装箱储能系统,散布式储能系统,和永远布线,非移动式的电池储能系统都属在IEC 60364的合用规模。

IEC 60364-4-44触及在经由过程供电收集传输的因为雷电等造成瞬态过电压的环境下,对电气系统的庇护,包罗供电线路中传输的直雷击和由开关操作引发的瞬态过电压。

该尺度供给了系统各部位是不是需要采纳电涌庇护办法的结论,评估了地点地址的风险,界说了电涌庇护的种别和响应要求的装备额定耐冲击电压程度,并界说了是不是需要额外的电涌庇护装配。它还斟酌了系统防雷需求的可和性。

按照IEC 62305-2进行风险阐发,以肯定需要采纳哪些外部防雷办法,例如,在计划和实行防雷办法时需要斟酌哪一种级此外LPS(雷电防护系统)。

按照IEC 62305-3进行外部防雷系统的设计,以肯定需要采纳甚么样的外部防雷办法,例如,在计划和实行防雷办法时需要斟酌哪一种方案的的ELPS(外部雷电防护系统)。

根据IEC 62305-4在并网设计中应对雷电和电涌庇护办法作出设计。假如实行合适IEC 60364-4-44和IEC 62305的雷电和电涌庇护办法,应依照IEC 60364-5-53进行安装。

风电储能系统(集装箱式储能系统)的防雷设计

DEHN团体深耕防雷范畴100余年,可觉得风电、光伏和储能财产供给周全的专业防雷解决方案,从而有用破解储能行业防雷困难。

今朝,DEHN团体与国内浩繁储能系统集成商,储能系统配套厂家,设计院和业主都有深切和持久的合作关系,是国内储能系统电涌庇护器(SPD)的首要供给商之一。

下面先以配备了电池储能系统的风力发电场为例,介绍一下风电储能系统的防雷设计,按照尺度要求需要对储能系统的电子装备、电池和变流器进行防电涌庇护。

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图1:风电储能系统防雷设计

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图1显示了一个风电储能系统(集装箱式),储能系统升压变压器或汇流升压一体机的35kV交换高压侧需要进行防雷庇护,可以采取DEHN团体的DMI系列中压避雷器,该系列产物可配备DIC 10主动离开单位和IZ100雷击和泄漏pg电子游戏app电流监测装配,可以靠得住离开系统中的故障避雷器,避免可能的接地故障,确保系统的无故障运行。储能变流器(PCS)或汇流升压一体机的交换侧可以选用DEHN团体DG SE 系列产物进行庇护,以确保储能变流柜(PCS)延续靠得住的运行。对储能变流器(PCS)或汇流升压一体机的直流侧,直流汇流箱,保举利用DEHNcombo系列1+2级复合式电涌庇护器产物,合用在高达1500V的直流系统的pg娱乐手机版防雷庇护。储能系统汇流箱与电池系统之间的直留连接线也需要进行防雷庇护,一样保举利用1+2级复合式电涌庇护器DEHNcombo系列产物。

DEHN团体信息系统电涌庇护器BLITZDUCTOR Connect系列,合用在储能系统有线数据接口,如RS485接口,摹拟量,数字量,总线旌旗灯号的电涌庇护。其他的信息和通讯接口如以太网接口可以由DEHNpatch系列产物靠得住地庇护。

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对隔离变压器230/400V和400/690V供电线路的庇护我们建议利用DEHNguard系列电涌庇护装配。

光伏储能系统(集装箱式储能系统)的防雷设计

下面再以配备了电池储能系统的光伏电站为例介绍一下光伏储能系统的防雷设计,按照尺度要求也需要对该储能系统的电子装备、电池和变流器进行防电涌庇护。

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图2:光伏储能系统防雷设计

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图2显示了一个光伏储能系统(集装箱式),凡是设计中它经由过程集装箱的金属外壳将直击雷泄放到泥土中,可是这里存在一个风险,通俗货柜集装箱顶板和侧板的钢材厚度通常是2.0和1.6mm这个厚度不克不及包管在承接雷电流时不被融化击穿(引自GB50057-2010,条则申明5.7,已证实,铁板遭雷击时,当其厚度小在4mm时在与闪击通道接触处有可能因为融化而烧穿)。为了避免直击雷在金属屋顶发生融化孔,可以在集装箱的四个角安装自力接闪针作为设计的接闪器,并利用DEHN团体专利产物HVI引下线即耐高压绝缘引下线来解决集装箱式储能系统面临的直击雷和其发生的雷击电磁脉冲风险。图中所示的接地系统由30 x 3.5 mm的扁钢或直径为14mm的圆钢构成。

对230/400V供电线路的防雷庇护,我们建议利用DEHN团体的DEHNguard系列电涌庇护装配,可以靠得住地庇护终端装备。DEHN团体信息系统电涌庇护器BLITZDUCTOR Connect系列,合用在储能系统有线数据接口,如RS485接口,摹拟量,数字量,总线旌旗灯号的电涌庇护。其他的信息和通讯接口如以太网可以由DEHN团体的DEHNpatch系列产物靠得住地庇护,同轴天线接口可以由DEHNgate系列产物靠得住地庇护。电池与变流器直流输出侧之间的毗连线保举利用DEHNcombo系列1+2级复合式电涌庇护器产物,合用在高达1500V的直流系统的防雷庇护。

DEHNpatch系列产物可觉得户外监控单位供给庇护,好比带有PoE接线的摄像机。另外,假如太阳能电站利用LED照明,也应当利用DEHN团体的DEHNcord系列产物庇护其免受电涌和开关操作的影响。尺度中要求的等电位毗连可以经由过程DEHN团体K12等电位毗连排实现。这些接地排颠末专门测试,合用在按照IEC 60364-4-41/ 60364-5 - 54进行庇护和功能等电位毗连的利用场景,需要按照IEC 62305-3进行雷电等电位毗连。

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中国许诺2030年前实现碳达峰,尽力争夺2060年前实现碳中和,这是中国鞭策落实应对天气转变《巴黎协议》所迈出的主要一步,在此布景下,跟着可再生能源产物的年夜成长,储能行业也迎来了爆发式的增加。而一个财产要想健康可延续成长,其条件前提是行业尺度的完美和规范。最近几年来DEHN积极投身在国内的国度、行业和集体尺度的制订中,前后介入了GB/T 18802.11, GB/T 18802.21,GB/T33588.8等尺度的编制,也与各个认证机构和相干组织进行紧密亲密合作,制订了一系列的进步前辈手艺利用规范。

将来,DEHN团体还将不竭扩年夜产物国产化的力度,扩年夜在中国的产能,延续向客户推行防雷咨询和办事营业,以客户需求为导向,不竭增强在国内的手艺研发力度,为客户供给高质量、高效力的防雷办事,助力储能财产降本增效,为中国“碳达峰·碳中和”方针进献一份气力。

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