الربط البيني لشبكة BESS: دليل IEEE 1547 وUL 9540

يعد توصيل نظام تخزين طاقة البطارية (BESS) بالشبكة الكهربائية أكثر تعقيدًا من توصيل عاكس شمسي تقليدي. تعمل أنظمة BESS على حد سواء لاستيراد وتصدير الطاقة، في أوضاع متعددة (الشحن والتفريغ والاستعداد)، وتتفاعل مع تردد الشبكة والجهد وتنسيق الحماية بطرق تتطلب هندسة دقيقة. يغطي هذا الدليل المعايير الأساسية ومتطلبات الحماية وخطوات عملية التوصيل البيني التي يجب على مهندسي EPC ومطوري المشاريع التنقل فيها لمشروعات BESS الأمريكية والأوروبية والدولية.

1. المعايير المطبقة على الربط البيني لشبكة BESS

يعتمد التوصيل البيني BESS على مجموعة طبقات من المعدات والسلامة ومعايير كود الشبكة:

قياسي	النطاق	المنطقة	المتطلبات الرئيسية
إيي 1547-2018	ربط DER بأنظمة الطاقة الكهربائية	الولايات المتحدة الأمريكية	مرور الجهد/التردد، الطاقة التفاعلية، مقاومة العزلة، إعادة الاتصال
يو ال 9540	أنظمة تخزين الطاقة وسلامة المعدات	الولايات المتحدة الأمريكية / الدولية	السلامة على مستوى النظام، واحتواء الأخطاء، والسلامة من الحرائق، واختبارات التشغيل
يو ال 9540 أ	اختبار انتشار الحريق لـ BESS	الولايات المتحدة الأمريكية / الدولية	منع الانتشار الحراري الجامح بين الخلايا والوحدات والخزائن
يو ال 1741 سا	وظائف العاكس المتقدمة لدعم الشبكة	الولايات المتحدة الأمريكية (قاعدة كاليفورنيا رقم 21)	فولت-فار، فولت-وات، استجابة التردد-واط، الركوب
إيك 62933-5-2	متطلبات سلامة EES القائمة على الكهروكيميائية	دولي	السلامة الكهربائية والميكانيكية والسلامة من الحرائق على مستوى الموقع لتركيبات BESS
إن 50549 / فد أر ن 4105	متطلبات الربط البيني DER	أوروبا	الامتثال لرمز الشبكة للاتصال بالجهد المنخفض/المتوسط، والقيادة، والطاقة التفاعلية
NFPA 855	تركيب أنظمة تخزين الطاقة الثابتة	الولايات المتحدة الأمريكية (تبنتها AHJ)	التركيب الداخلي/الخارجي، التباعد، إخماد الحرائق، الخروج

2. IEEE 1547-2018: المتطلبات الأساسية لـ BESS

يحدد IEEE 1547-2018 (وتعديله IEEE 1547a-2020) كيف يجب أن تتصرف موارد الطاقة الموزعة (DER)، بما في ذلك BESS، عند توصيلها بنظام الطاقة الكهربائية (EPS). المتطلبات الأساسية ذات الصلة بـ BESS:

الجهد والتردد من خلال ركوب: يجب أن تظل أنظمة BESS متصلة وعاملة من خلال اضطرابات الجهد والتردد المحددة بدلاً من التعثر في وضع عدم الاتصال (متطلبات IEEE 1547-2003 القديمة). الفئة الثالثة (الأكثر صرامة، والمطلوبة عادةً لأنظمة BESS الأكبر حجمًا):

التشغيل المستمر: 0.88-1.10 جهد pu، 59.5-60.5 هرتز (الولايات المتحدة، نظام 60 هرتز)
التوقف اللحظي: 0.50–0.88 pu لمدة تصل إلى 0.16 ثانية، ثم العودة
التشغيل المسموح به: 0.00-0.50 pu لمدة تصل إلى 1.0 ثانية
التردد: توقف خلال 0.16 ثانية للأحداث التي تقل عن 57.0 هرتز أو أعلى من 62.0 هرتز

قدرة الطاقة التفاعلية: يجب أن تدعم محولات BESS التحكم في عامل الطاقة من 0.85 مما يؤدي إلى تأخر 0.85 (أنظمة الفئة B، ≥500 كيلووات). يتيح ذلك لـ BESS توفير دعم volt-VAR للشبكة بشكل مستقل عن حالة الشحن/التفريغ الخاصة بها.

مكافحة الجزر: يجب أن يكتشف BESS ويفصل خلال ثانيتين عند فقدان مصدر المرافق، مما يمنع BESS من تنشيط "جزيرة" الحمل المنفصلة عن الشبكة الأوسع. تتضمن طرق الكشف انحراف التردد، وتحول الجهد، وخوارزميات نشطة مضادة للجزيرة. يجب أن تقوم وحدات DER المتعددة في نفس نقطة التوصيل البيني بتنسيق اكتشافها المضاد للجزيرة.

3. UL 9540 و UL 9540A: شهادة السلامة

يعد UL 9540 معيار الأمان على مستوى النظام لأنظمة تخزين الطاقة في الولايات المتحدة وهو مطلوب بشكل متزايد عالميًا. ويغطي:

السلامة الكهربائية: مقاومة العزل، تحمل العزل الكهربائي، الاستمرارية الأرضية
السلامة الميكانيكية: تصنيف IP للأغلفة (الحد الأدنى IP54 للتركيبات الخارجية)، مقاومة الزلازل (المنطقة 4 لمشاريع كاليفورنيا)
اختبار نظام الإدارة الحرارية: أداء التبريد تحت درجة حرارة محيطة تبلغ 45 درجة مئوية، وسيناريوهات الأعطال
اختبار نظام إدارة البطارية (BMS): الشحن الزائد، الإفراط في التفريغ، ماس كهربائى، الحماية من الحرارة الزائدة
السلامة من الحرائق: الكشف عن الدخان، وتكامل إخماد الحرائق، وأحكام قطع الاتصال في حالات الطوارئ

UL 9540A هو اختبار حريق تكميلي يقوم بتقييم الانتشار الحراري الجامح. يتم إجراؤه على مستويات الخلية والوحدة والوحدة (الرف/الخزانة) والتركيب. تتطلب العديد من الولايات القضائية الأمريكية (كاليفورنيا ونيويورك وماساتشوستس) نتائج اختبار UL 9540A قبل الموافقة على تركيبات BESS. تحمل بطاريات CATL وBYD وPylontech المستخدمة في BESS التي توفرها Econo Solar بيانات اختبار UL 9540A لكيمياء الخلايا ذات الصلة وتكوين الوحدة.

4. إعدادات ترحيل الحماية عند نقطة الربط البيني

يجب حماية BESS بواسطة مرحل حماية التوصيل البيني المخصص عند نقطة التوصيل البيني (POI). إعدادات وظيفة الترحيل النموذجية للتوصيل البيني للمرافق الأمريكية لشبكة BESS التجارية:

وظيفة التتابع	كود أنسي	نطاق الإعداد النموذجي	وقت الرحلة
الجهد الزائد (المرحلة)	27/59	>1.10 pu (لحظي)، >1.06 pu (موقوت)	0.16 ثانية / 2 ثانية
انخفاض الجهد (المرحلة)	27	<0.88 pu (موقوت)، <0.50 pu (لحظي)	2 ثانية / 0.16 ثانية
التردد الزائد	81س	> 60.5 هرتز	0.16 ثانية
قلة التردد	81 يو	<59.5 هرتز (موقوت)، <57.0 هرتز (مثبت)	2 ثانية / 0.16 ثانية
التيار الزائد الاتجاهي	67	تم تعيينه بواسطة دراسة حماية المرافق	لكل تنسيق DOCR
مكافحة الجزر (السلبي)	81R (روكوف)	> 1.0 هرتز/ثانية معدل التغيير	0.2 ثانية
التيار الزائد لخطأ الأرض	50 جرام/51 جرام	تعيين بواسطة الأداة المساعدة	حسب التنسيق

يجب تأكيد إعدادات الترحيل الدقيقة من خلال دراسة تنسيق حماية المرافق. لا تستخدم أبدًا الإعدادات العامة من الحزمة القياسية لمورد BESS - تتطلب الأدوات المساعدة حسابات إعداد الترحيل الخاصة بالمشروع موقعة من قبل مهندس كهربائي مرخص.

5. عملية ربط المرافق

تتبع عملية طلب التوصيل البيني في الولايات المتحدة (أمر FERC رقم 2222، عمليات PUC بالولاية) عادةً المراحل التالية:

ما قبل التطبيق: الفحص غير الرسمي باستخدام الأداة المساعدة لتأكيد الجدوى الأولية ومستوى الجهد الكهربي للنقاط المهمة والسعة المتاحة. تقدم بعض الأدوات المساعدة خدمة طلب بيانات ما قبل التطبيق.
تقديم الطلب: قم بإرسال طلب الربط البيني، وخطة الموقع، والرسم التخطيطي من سطر واحد، ومواصفات المعدات (جهاز الكمبيوتر/العاكس، والبطارية، ونظام إدارة المباني)، ورسوم الطلب (1000 - 10000 دولار أمريكي +).
اجتماع تحديد النطاق: تؤكد الأداة المساعدة موضع قائمة انتظار الدراسة ومتطلبات بيانات المشروع.
دراسة الجدوى (أو المراجعة السريعة للأنظمة الصغيرة <5 ميجاوات): شاشات المرافق للتأثيرات الحرارية والجهد وماس كهربائى. الرسوم: 3000 دولار - 25000 دولار. الجدول الزمني: 45-90 يوما.
دراسة تأثير النظام (SIS): تدفق الطاقة الكامل وتحليل ماس كهربائى. مطلوب للمشاريع الكبيرة أو تلك التي تفشل في الفحص السريع. الرسوم: 25,000 دولار – 100,000 دولار+. الجدول الزمني: 90-180 يومًا.
دراسة المرافق: تحديد الترقيات المملوكة للمرافق (المحولات، ومعدات الحماية، وإعادة توصيل الخطوط) المطلوبة وتخصيص التكاليف. الجدول الزمني: 90-180 يومًا.
تنفيذ اتفاقية الربط البيني: اتفاقية قانونية بين مطور المشروع والمرافق العامة تغطي إجراءات التشغيل والقياس والمسؤولية والتزامات دعم الشبكة.
البناء والتكليف: تثبيت BESS لكل تصميم معتمد. أكمل اختبار مرحل الحماية المعتمد على المرافق والتحقق من قياس SCADA/AMI قبل التنشيط.

6. الربط البيني BESS في الأسواق الأوروبية والعالمية

خارج الولايات المتحدة، تختلف متطلبات الربط البيني BESS حسب البلد ولكنها تتبع مبادئ مماثلة:

أوروبا (معايير IEC / CENELEC): EN 50549-1/2 (اتصال LV/MV)، ورموز الشبكة الوطنية (رموز الشبكة ENTSO-E)، والقواعد الفنية الخاصة بالمرافق التي تحكم اتصال BESS. VDE AR N 4105 هو المعيار الألماني الرئيسي. يجب أن تحمل جميع أجهزة الكمبيوتر/العاكسات BESS علامة CE وفقًا لتوجيهات الجهد المنخفض (2014/35/EU).
أستراليا: AS 4777.2 (اتصال الشبكة لأنظمة الطاقة العاكسة)، ومعايير أداء مولدات AEMO (GPS) لنظام BESS المسجل في السوق. تنطبق متطلبات القياس والحماية على مستوى الدولة.
الهند: المعايير الفنية لـ CEA للاتصال (تعديلات 2022)، ولوائح تخزين CERC، ومتطلبات التوصيل البيني DISCOM/SLDC. يتطلب كود الشبكة الهندي إمكانية الاستجابة للترددات لجميع أنظمة BESS التي تزيد عن 1 ميجاوات.
الشرق الأوسط / دول مجلس التعاون الخليجي: المتطلبات الفنية لهيئة كهرباء ومياه دبي، وهيئة كهرباء ومياه الشارقة، وشركة ترانسكو (الإمارات العربية المتحدة)؛ معيار الربط البيني للشركة السعودية للكهرباء (المملكة العربية السعودية). كلاهما يتوافق على نطاق واسع مع معايير اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) مع التعديلات المحلية للتشغيل في درجات الحرارة العالية (حتى 50 درجة مئوية).

تقوم شركة Econo Solar بتزويد أنظمة BESS الجاهزة للشبكة من CATL وBYD وPylontech مع وثائق الامتثال الخاصة بالمشروع لمتطلبات الربط البيني في الولايات المتحدة وأوروبا وأستراليا ودول مجلس التعاون الخليجي. يمكن لفريقنا الفني توفير حزم المعدات التي تم تكوينها مسبقًا وفقًا لمتطلبات دراسة التوصيل البيني لمرافقك. اتصل بنا للحصول على استشارة شراء BESS.

الأسئلة المتداولة

ما هو الفرق بين UL 9540 و UL 9540A؟

UL 9540 هو معيار السلامة على مستوى النظام لنظام تخزين الطاقة الكامل - وهو يغطي السلامة الكهربائية والسلامة الميكانيكية ووظائف BMS والإدارة الحرارية. UL 9540A هو اختبار حريق تكميلي يقيّم على وجه التحديد الانتشار الحراري الجامح - أي ما إذا كان الحريق الذي يبدأ في خلية بطارية واحدة سينتشر إلى الخلايا أو الوحدات أو الخزانات المجاورة. يتم إجراء اختبار UL 9540A على أربعة مستويات: الخلية، والوحدة، والوحدة، والتركيب. تتطلب العديد من الولايات القضائية الأمريكية نتائج اختبار UL 9540A كجزء من طلبات تصريح البناء لتركيبات BESS، خاصة للأنظمة التي تزيد عن 20 كيلووات في الساعة في المباني التجارية.

ما المدة التي تستغرقها عملية ربط المرافق لمشروع تجاري BESS؟

بالنسبة لأنظمة BESS التجارية الصغيرة (أقل من 5 ميجاوات، المؤهلة للمعالجة السريعة)، يكون الجدول الزمني للتوصيل البيني عادةً من 6 إلى 12 شهرًا من التطبيق إلى التنشيط، على افتراض عدم الحاجة إلى ترقيات كبيرة للشبكة. بالنسبة للمشاريع الأكبر حجمًا (5-50 ميجاوات) التي تتطلب دراسة كاملة لتأثير النظام ودراسة المرافق، فإن 18-36 شهرًا أمر شائع في طوابير المرافق المزدحمة. يمكن أن تواجه المشاريع في المرافق ذات قوائم الانتظار الطويلة للاتصال البيني (PG&E، وCon Edison، وComEd) تأخيرات تتراوح بين 36 إلى 48 شهرًا. يعد تحميل التطبيق ببيانات هندسية مفصلة ودقيقة الطريقة الأكثر فعالية لتقليل وقت دورة الدراسة.

هل يحتاج BESS إلى حماية ضد العزلة إذا كان خلف العداد؟

نعم. يتطلب IEEE 1547-2018 حماية ضد العزل لأي جهاز BESS (أو جهاز DER آخر) متصل بنظام التوزيع، بغض النظر عما إذا كان خلف العداد أو أمامه. تمنع تقنية مكافحة الجزيرة BESS من تنشيط موصلات المرافق التي قد يفترض العاملون الميدانيون أنها قد تم إلغاء تنشيطها أثناء انقطاع الشبكة - وهو شرط أساسي للسلامة. يجب أن تستخدم أنظمة BESS الموجودة خلف العداد والتي تشتمل على قدرة الشبكة الصغيرة/الجزيرة (الجزيرة المتعمدة للطاقة الاحتياطية) محولات النقل وأنظمة الحماية التي تلبي متطلبات IEEE 1547.4 الخاصة بالجزيرة المتعمدة، والتي تختلف عن متطلبات مكافحة الجزيرة القياسية.

احصل على معدات الطاقة الشمسية بأسعار المصنع

توفر شركة Econo Solar أنظمة BESS المعتمدة من UL 9540 وIEC من CATL وBYD وPylontech - كاملة مع وثائق الامتثال للاتصال البيني في نطاق اختصاص مشروعك.

احصل على عرض أسعار خلال 24 ساعة →

متطلبات الربط البيني لشبكة BESS: دليل IEEE 1547 وUL 9540