Микросеть «солнце — дизель — накопитель» для металлургического завода в Конго

Металлургический завод в городе Колвези провинции Луалаба в Центральной Африке стремился повысить энергоэффективность, перейдя от энергосистемы на дизельной генерации к интегрированной микросети «СЭС — дизель — накопитель энергии». Цель проекта — создать надёжную основу распределения электроэнергии, раскрыть потенциал возобновляемой энергетики, повысить непрерывность электроснабжения и снизить общие затраты на энергию.

• Нестабильное электроснабжение — Из-за ненадёжного подключения к сети и ограниченной входящей мощности на заводе работают 20 дизель-генераторов по 1,8 МВт. В общественной сети часто происходили отключения — более десяти в день продолжительностью от 10 до 30 минут каждое.

• Низкое качество электроэнергии и низкая надёжность системы — Генераторы на тяжёлом топливе, работавшие в качестве основного источника, давали электроэнергию низкого качества и часто вызывали понижение или повышение частоты, что приводило к отключениям системы, перерывам в электроснабжении и длительному восстановлению. Если нагрузка завода превышала мощность генераторов, отключалось всё оборудование, подключённое к шинам, что ещё больше увеличивало время восстановления.

• Высокие затраты на дизельную генерацию — Постоянная зависимость от дизельной генерации довела расходы на электроэнергию до неприемлемого уровня и значительно ухудшила экономические показатели завода.

Для решения этих задач Sieyuan Electric поставила комплексное решение микросети, включающее сетеобразующую систему накопления энергии (GFM-BESS) 6,68 МВт / 13,36 МВт·ч, систему управления энергией микросети (EMS), координирующий контроллер микросети (MGCC) и услуги системного моделирования.

Система поддерживает несколько режимов управления, включая виртуальный синхронный генератор (VSG), регулирование напряжения/частоты (VF), мощности (PQ) и отслеживание точки максимальной мощности (MPPT). Оптимизированная стратегия диспетчеризации энергии сокращает годовое потребление дизельного топлива и существенно снижает приведённую стоимость электроэнергии (LCOE). При проектировании системы учтены местное распределение солнечных ресурсов и характер колебаний нагрузки, что обеспечивает непрерывное и стабильное электроснабжение в соответствии с растущими производственными потребностями завода.

Sieyuan применила ряд индивидуальных конструктивных решений и передовых технологий для адаптации к местным условиям и высоким требованиям проекта, включая адаптацию к сети и внешним условиям, надёжность оборудования, пожарную безопасность и безопасность эксплуатации.

• Планирование и моделирование «из одних рук» — На раннем этапе проекта Sieyuan провела моделирование на основе профиля нагрузки, чтобы определить мощность СЭС и BESS, настроить стратегии управления и выполнить анализ устойчивости системы, обеспечив безопасную, стабильную и эффективную работу микросети во всех режимах.

• Полная линейка собственных ключевых продуктов — В проекте применены собственные продукты Sieyuan — EMS, MGCC, GFM-BESS, а также устройства РЗА и BCU, — что обеспечило согласованные сроки поставки и качество продукции.

• Собственное ПО прогнозирования генерации и нагрузки — Высокоточное прогнозирование выработки СЭС и изменений нагрузки позволяет заблаговременно выявлять тенденции генерации и потребления и применять оптимальные стратегии регулирования, снижающие затраты на электроэнергию и повышающие экономический эффект.

• Стабильная автономная работа благодаря сетеобразующей технологии — Имитируя динамику ротора и характеристики возбуждения синхронных генераторов, GFM-BESS формирует и поддерживает стабильное напряжение системы с мгновенной инерционной поддержкой и поддержкой реактивной мощностью. Благодаря первичному регулированию частоты и активному регулированию напряжения система обеспечивает плавные переходы между работой в составе сети и автономным режимом и способна самостоятельно формировать и поддерживать стабильное напряжение в автономном режиме.