過酷な北欧環境下における、グリッド安定化のためのコンテナ化BESSの展開

厳しい北欧環境におけるネットワーク安定のためのコンテナ化されたBESSの導入

プロジェクト:風力発電所の周波数規制とエネルギーシフト

場所:スウェーデン北部

投入日:2024年11月15日

運用開始日:2024年12月1日

プロジェクト 期間:進行中

主要な関係者

• プロジェクトリーダー:エリン・アンダーソン博士 (スカンジナビアエネルギー局 地域ネットワーク安定局長)
• テクニカル・リードイングヴァー・ベルグストローム (シニア・グリッド統合技術者)
• サイト運営マネージャー:カリ・ニルセン

バックグラウンドスウェーデン北部における風力発電の急速な拡大は,地域のネットワーク運営者にとって大きな課題をもたらしました.風力発電の変動は周波数不安定をもたらしました.強化されたプライマリ周波数応答 (PFR) 能力を必要とするさらに,発電のピーク期間の送電のボトルネックにより,地方のエネルギーシフトが必要になりました.伝統的なソリューションの導入は遅すぎると考えられ,地域における極端な冬 (通常 -25°C以下) に対応するには十分な耐久性がないと考えられました..

解決策の選択と目標厳格な技術的な評価の後 応答時間 冷たい天候性能 安全認証 将来の拡張のためのモジュール化3代目のコンテナ化された電池エネルギー貯蔵システム (BESS) が選択されました主要な目標は以下の通りである.

1. ネットワークを安定させるため 200ms未満の 主要周波数応答を
2. 低需要の時に過剰な風力発電とピーク期/シフト期中に発電する.
3. -30°Cまでの環境温度の信頼性の高い動作を保証する.
4. 建設期間内に 迅速な展開を達成する
5. 厳格な北欧消防安全基準と ネットワーク接続基準を満たす

導入とシステム構成:

• 配備モデル:標準化された20フィートの高立方コンテナが50MWの風力発電所付近に設置され,BESSソリューションを搭載しました.
• システム仕様 (コンテナ単位ごとに):
  • バッテリー容量 (BOL):1182kWh
  • バッテリー化学:リチウム鉄リン酸塩 (LiFePO4) 280Ah電池
  • システムアーキテクチャ:6つのバッテリーストリングを搭載したモジュール式設計 (1P220Sのストリングごとに構成され,それぞれ11つのモジュールで構成される).
  • パワー変換:1000kWの名目交流出力 (400V,3相,50Hz)
  • 電圧範囲:616Vから792V (DC)
  • 環境許容度:動作温度範囲: -30°Cから+55°C (自動電源が -30°C以下から+55°C以上まで低下する場合),IP55 (バッテリーキャビネット) /IP54 (電気コンパクト) 防腐性C3.
  • 冷却:電池用キャビネット用の工業用エアコン 電池用キャビネット用の強制冷却
  • 安全性統合された火災検出とヘプタフロープロパン抑制システム 炎の拡散を防ぐための クラスター間の隔離技術
  • 足跡:6058mm (L) x 2438mm (W) x 2896mm (H)
• 装置:"ワンストップ"コンテナ化ソリューションは,標準貨物輸送による配送を可能にし,基礎の準備,グリッド接続,現場での稼働のみが必要でした.コンテナが到着してから10日以内に全面展開と運用が完了しました建設工事とプロジェクトコストを大幅に削減する.
• グリッド統合:400Vのサブステーションバスへのシームレス接続.SCADA統合とネットワークオペレーターの配送信号のためのModbus TCP/IPおよびModbus-RTUプロトコルを使用してEthernetおよびRS485経由での通信.

業績のハイライト (2025年第1四半期営業データ)

1. 周波数規制:PFR の活性化が180ミリ秒<200msの目標を超えた周波数偏差 ±0.2Hzを超えると検出される.複数の風景の発生時に重要なダミングが提供される.
2. エネルギーシフト:平均850kWhをピーク期からピーク期に移動し,地元の交通渋滞を緩和し,風力発電所の収入を最適化しました
3. 極端な天候に耐える力厳しい北欧冬を通して継続的に動作し, >98%の可用性を維持します.自動降低は, -25°C以下の持続的な期間で効率的にパフォーマンスを管理します.工業用空調による客室温度制御は信頼性が証明されました.
4. 安全性と信頼性:安全事故や熱発生は記録されていない.隔離設計により,システム全体をオフラインにすることなく4時間以内に小規模なモジュール交換が容易になり,高可用性を示した.
5. 準拠性要求されるすべてのグリッド相互接続規格 (EN50549-1/2,G99,IEEE 1547,その他に準拠) と安全認証 (UL 9540A,UL 1973,IEC 62619を含む) を完全に満たしている.

プロジェクトの成果と利益:

• 強化されたグリッド安定性:ローカル周波数品質の著しい改善,回転準備への依存を減らす.
• 降低された風圧:発電された風力発電の利用率は,第1四半期に推定5%増加した.
• 費用対効果の高い展開コンテナ化されたモジュール型アプローチにより 工事現場の作業を最小限に抑え プロジェクトのタイムラインを加速し 予定より早く ROI 予測を達成しました
• 拡大財団モジュール式設計と並行装置運用のサポートは,風力発電が拡大するにつれて将来の容量増加のための明確な道を提供します.
• 厳しい環境での操作が証明された極端な寒い気候における重要なグリッドアプリケーションのための高度なBESS技術の可行性を実証した.

プロジェクトリーダーであるアンダーソン博士が特定した主要な成功要因:決定的な要因は,システムの特殊応答速度周波数調節には,

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