Podłączenie akumulatorowego systemu magazynowania energii (BESS) do sieci elektrycznej jest bardziej złożone niż podłączenie konwencjonalnego falownika słonecznego. Systemy BESS zarówno importują, jak i eksportują energię, działają w wielu trybach (ładowanie, rozładowywanie, czuwanie) i współdziałają z częstotliwością sieci, napięciem i koordynacją zabezpieczeń w sposób wymagający starannej inżynierii. W tym przewodniku opisano kluczowe standardy, wymagania dotyczące ochrony i etapy procesu wzajemnych połączeń, z którymi muszą się zapoznać inżynierowie EPC i twórcy projektów w przypadku amerykańskich, europejskich i międzynarodowych projektów BESS.
Połączenie wzajemne BESS opiera się na wielowarstwowym stosie standardów sprzętu, bezpieczeństwa i kodeksu sieci:
| Standardowe | Zakres | Region | Kluczowe wymagania |
|---|---|---|---|
| IEEE 1547-2018 | Wzajemne połączenie DER z systemami elektroenergetycznymi | USA | Przejście napięcia/częstotliwości, moc bierna, zabezpieczenie przed pracą wyspową, ponowne podłączenie |
| UL9540 | Systemy magazynowania energii i bezpieczeństwo urządzeń | USA/międzynarodowe | Bezpieczeństwo na poziomie systemu, usuwanie usterek, bezpieczeństwo przeciwpożarowe, testy uruchomieniowe |
| UL9540A | Badanie rozprzestrzeniania się ognia dla BESS | USA/międzynarodowe | Zapobieganie rozprzestrzenianiu się ciepła pomiędzy ogniwami, modułami i szafami |
| UL 1741 SA | Zaawansowane funkcje falownika do obsługi sieci | USA (CA Zasada 21) | Volt-VAR, Volt-Wat, charakterystyka częstotliwościowo-watowa, przejazd |
| IEC 62933-5-2 | Wymagania bezpieczeństwa EES oparte na elektrochemii | Międzynarodowy | Bezpieczeństwo elektryczne, mechaniczne i przeciwpożarowe instalacji BESS na poziomie obiektu |
| EN 50549 / VDE AR N 4105 | Wymagania dotyczące połączeń DER | Europa | Zgodność z przepisami sieciowymi dla połączeń NN/SN, przejazdu, mocy biernej |
| NFPA855 | Montaż stacjonarnych systemów magazynowania energii | USA (przyjęte przez AHJ) | Instalacja wewnątrz/na zewnątrz, odstępy, tłumienie pożaru, wyjście |
Norma IEEE 1547-2018 (i jej poprawka IEEE 1547a-2020) określa, jak rozproszone zasoby energii (DER), w tym BESS, muszą zachowywać się po podłączeniu do systemu elektroenergetycznego (EPS). Kluczowe wymagania istotne dla BESS:
Przejście napięcia i częstotliwości: Systemy BESS muszą pozostać podłączone i działać nawet w przypadku określonych zakłóceń napięcia i częstotliwości, a nie wyłączać się w trybie offline (stare wymagania IEEE 1547-2003). Kategoria III (najbardziej rygorystyczna, zwykle wymagana w przypadku większych mandatów BESS):
Moc bierna: Falowniki BESS muszą obsługiwać kontrolę współczynnika mocy od 0,85 wyprzedzającego do 0,85 opóźnionego (systemy kategorii B, ≥500 kW). Dzięki temu BESS może zapewnić wsparcie w zakresie VAR dla sieci niezależnie od jej stanu naładowania/rozładowania.
Zapobieganie wyspiarstwu: BESS musi wykryć i odłączyć w ciągu 2 sekund utratę zasilania, zapobiegając zasileniu przez BESS „wyspy” obciążenia odłączonego od szerszej sieci. Metody wykrywania obejmują dryft częstotliwości, przesunięcie napięcia i aktywne algorytmy zapobiegające wyspowaniu. Wiele DER w tym samym punkcie połączenia musi koordynować wykrywanie wyspowe.
UL 9540 to norma bezpieczeństwa na poziomie systemu dotycząca systemów magazynowania energii w USA, która jest coraz bardziej wymagana na całym świecie. Obejmuje:
UL 9540A to dodatkowy test ogniowy, który ocenia rozprzestrzenianie się ciepła. Jest przeprowadzane na poziomach ogniwa, modułu, jednostki (szafy/szafy) i instalacji. Wiele jurysdykcji w USA (Kalifornia, Nowy Jork, Massachusetts) wymaga wyników testów UL 9540A przed zatwierdzeniem instalacji BESS. Baterie CATL, BYD i Pylontech stosowane w BESS dostarczane przez Econo Solar posiadają dane testowe UL 9540A dotyczące odpowiedniego składu chemicznego ogniw i konfiguracji modułów.
BESS musi być chroniony przez dedykowany przekaźnik zabezpieczający połączenia wzajemne w punkcie połączenia wzajemnego (POI). Typowe ustawienia funkcji przekaźnika dla połączenia sieciowego komercyjnego systemu BESS w USA:
| Funkcja przekaźnika | Kod ANSI | Typowy zakres ustawień | Czas podróży |
|---|---|---|---|
| Przepięcie (faza) | 27/59 | >1,10 pu (chwilowe), >1,06 pu (czasowe) | 0,16 s / 2 s |
| Podnapięcie (faza) | 27 | <0,88 pu (czasowo), <0,50 pu (chwilowo) | 2 s / 0,16 s |
| Nadczęstotliwość | 81O | >60,5 Hz | 0,16 s |
| Podczęstotliwość | 81U | <59,5 Hz (czasowo), <57,0 Hz (natychmiastowo) | 2 s / 0,16 s |
| Kierunkowe nadprądowe | 67 | Ustalone na podstawie badania ochrony mediów | Według koordynacji DOCR |
| Anti-islanding (pasywny) | 81R (ROCOF) | Szybkość zmian >1,0 Hz/s | 0,2 sek |
| Nadprądowe zwarcie doziemne | 50G/51G | Ustawiane przez narzędzie | Za koordynację |
Dokładne ustawienia przekaźników muszą zostać potwierdzone badaniem koordynacji zabezpieczeń sieci energetycznej. Nigdy nie używaj ogólnych ustawień ze standardowego pakietu dostawcy BESS – zakłady użyteczności publicznej wymagają obliczeń ustawień przekaźników specyficznych dla projektu, podpisanych przez licencjonowanego inżyniera elektryka.
Proces ubiegania się o połączenie wzajemne w USA (rozporządzenie FERC 2222, stanowe procesy PUC) zazwyczaj przebiega według następujących etapów:
Poza Stanami Zjednoczonymi wymagania dotyczące połączeń wzajemnych BESS różnią się w zależności od kraju, ale podlegają podobnym zasadom:
Econo Solar dostarcza gotowe do pracy w sieci systemy BESS firm CATL, BYD i Pylontech wraz z dokumentacją zgodności dotyczącą konkretnego projektu dotyczącą wymagań dotyczących połączeń wzajemnych w USA, Europie, Australii i GCC. Nasz zespół techniczny może dostarczyć pakiety sprzętu wstępnie skonfigurowane zgodnie z wymaganiami analizy połączeń wzajemnych Twojego zakładu energetycznego. Skontaktuj się z nami na konsultacje dotyczące zamówień BESS.
UL 9540 to norma bezpieczeństwa na poziomie systemu dotycząca kompletnego systemu magazynowania energii — obejmuje bezpieczeństwo elektryczne, integralność mechaniczną, funkcjonalność BMS i zarządzanie temperaturą. UL 9540A to dodatkowy test ogniowy, który w szczególności ocenia rozprzestrzenianie się niekontrolowanej temperatury, tj. czy pożar powstający w jednym ogniwie akumulatora rozprzestrzeni się na sąsiednie ogniwa, moduły lub szafy. Testowanie UL 9540A przeprowadza się na czterech poziomach: ogniwa, modułu, jednostki i instalacji. W wielu jurysdykcjach w USA wymagane są wyniki testów UL 9540A jako część wniosków o pozwolenie na budowę dla instalacji BESS, szczególnie w przypadku systemów o mocy powyżej 20 kWh w budynkach komercyjnych.
W przypadku małego komercyjnego systemu BESS (<5 MW, kwalifikującego się do przyspieszonego przetwarzania) harmonogram połączeń wzajemnych wynosi zazwyczaj 6–12 miesięcy od zastosowania do zasilenia, przy założeniu, że nie są wymagane żadne znaczące modernizacje sieci. W przypadku większych projektów (5–50 MW) wymagających pełnego badania wpływu na system i badania obiektów, w zatłoczonych kolejkach do mediów powszechny jest okres 18–36 miesięcy. W projektach w zakładach użyteczności publicznej o długich kolejkach międzyoperatorskich (PG&E, Con Edison, ComEd) mogą wystąpić opóźnienia rzędu 36–48 miesięcy. Załadowanie aplikacji od początku szczegółowymi i dokładnymi danymi inżynierskimi to najskuteczniejszy sposób na skrócenie czasu cyklu badawczego.
Tak. IEEE 1547-2018 wymaga zabezpieczenia przed wyspą dla każdego BESS (lub innego DER) podłączonego do systemu dystrybucyjnego, niezależnie od tego, czy jest on za licznikiem, czy przed licznikiem. Funkcja zapobiegająca wyspowaniu zapobiega zasilaniu przez BESS przewodów użytkowych, co do których pracownicy terenowi mogą założyć, że są odłączone od zasilania podczas awarii sieci — jest to krytyczny wymóg bezpieczeństwa. Zaliczkowe systemy BESS, które obejmują możliwość mikrosieci/wyspy (zamierzone tworzenie wysp w celu zasilania rezerwowego), muszą wykorzystywać przełączniki zasilania i schematy zabezpieczeń spełniające wymagania IEEE 1547.4 dotyczące zamierzonego tworzenia wysp, które różnią się od standardowych wymagań dotyczących zapobiegania wyspom.
Econo Solar dostarcza systemy BESS z certyfikatami UL 9540 i IEC firm CATL, BYD i Pylontech – wraz z dokumentacją zgodności połączeń wzajemnych dla jurysdykcji Twojego projektu.
Otrzymaj wycenę w 24h →