การเชื่อมต่อโครงข่าย BESS: คู่มือ IEEE 1547 และ UL 9540

การเชื่อมต่อระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) เข้ากับโครงข่ายไฟฟ้านั้นซับซ้อนกว่าการเชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไป ระบบ BESS ทั้งนำเข้าและส่งออกพลังงาน ทำงานในหลายโหมด (การชาร์จ การคายประจุ การสแตนด์บาย) และโต้ตอบกับความถี่ แรงดันไฟฟ้า และการประสานงานการป้องกันของกริดในลักษณะที่ต้องใช้วิศวกรรมอย่างระมัดระวัง คู่มือนี้ครอบคลุมถึงมาตรฐานที่สำคัญ ข้อกำหนดในการป้องกัน และขั้นตอนกระบวนการเชื่อมต่อโครงข่ายที่วิศวกร EPC และผู้พัฒนาโครงการต้องดำเนินการสำหรับโครงการ BESS ของสหรัฐอเมริกา ยุโรป และต่างประเทศ

1. มาตรฐานที่ใช้บังคับสำหรับการเชื่อมต่อโครงข่าย BESS Grid

การเชื่อมต่อโครงข่าย BESS ใช้มาตรฐานอุปกรณ์ ความปลอดภัย และรหัสตารางที่ซ้อนกันหลายชั้น:

มาตรฐาน	ขอบเขต	ภูมิภาค	ข้อกำหนดที่สำคัญ
อีอีอี 1547-2018	การเชื่อมต่อระหว่าง DER กับระบบไฟฟ้ากำลัง	สหรัฐอเมริกา	แรงดัน/ความถี่แบบ Ride-through, กำลังรีแอกทีฟ, ป้องกันการหลุดออก, การเชื่อมต่อใหม่
มาตรฐาน UL9540	ระบบกักเก็บพลังงานและความปลอดภัยของอุปกรณ์	สหรัฐอเมริกา/นานาชาติ	ความปลอดภัยระดับระบบ การควบคุมข้อผิดพลาด ความปลอดภัยจากอัคคีภัย การทดสอบการใช้งาน
UL9540A	การทดสอบการแพร่กระจายของไฟสำหรับ BESS	สหรัฐอเมริกา/นานาชาติ	การป้องกันการแพร่กระจายความร้อนระหว่างเซลล์ โมดูล ตู้
UL 1741 SA	ฟังก์ชั่นอินเวอร์เตอร์ขั้นสูงสำหรับการรองรับกริด	สหรัฐอเมริกา (แคลิฟอร์เนียกฎข้อ 21)	โวลต์-VAR, โวลต์-วัตต์, การตอบสนองความถี่-วัตต์, ไรด์ทรู
IEC 62933-5-2	ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย EES ที่ใช้เคมีไฟฟ้า	นานาชาติ	ความปลอดภัยด้านไฟฟ้า เครื่องกล และอัคคีภัยระดับไซต์งานสำหรับการติดตั้ง BESS
EN 50549 / VDE AR N 4105	ข้อกำหนดการเชื่อมต่อโครงข่าย DER	ยุโรป	การปฏิบัติตามรหัสกริดสำหรับการเชื่อมต่อ LV/MV, การส่งผ่าน, กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ
NFPA 855	การติดตั้งระบบกักเก็บพลังงานแบบอยู่กับที่	สหรัฐอเมริกา (นำมาใช้โดย AHJ)	การติดตั้งภายใน/ภายนอก ระยะห่าง การระงับอัคคีภัย ทางออก

2. IEEE 1547-2018: ข้อกำหนดหลักสำหรับ BESS

IEEE 1547-2018 (และการแก้ไข IEEE 1547a-2020) กำหนดวิธีการกระจายทรัพยากรพลังงาน (DER) รวมถึง BESS จะต้องทำงานเมื่อเชื่อมต่อกับระบบพลังงานไฟฟ้า (EPS) ข้อกำหนดสำคัญที่เกี่ยวข้องกับ BESS:

แรงดันไฟฟ้าและความถี่แบบ Ride-through: ระบบ BESS จะต้องเชื่อมต่อและทำงานผ่านแรงดันไฟฟ้าและความถี่รบกวนที่ระบุ แทนที่จะสะดุดออฟไลน์ (ข้อกำหนด IEEE 1547-2003 เก่า) ข้อบังคับหมวดที่ 3 (เข้มงวดที่สุด โดยทั่วไปจำเป็นสำหรับ BESS ที่ใหญ่กว่า) ข้อบังคับ:

การทำงานต่อเนื่อง: แรงดันไฟฟ้า 0.88–1.10 pu, 59.5–60.5 Hz (ระบบ US, 60 Hz)
การหยุดชั่วขณะ: 0.50–0.88 pu เป็นเวลาสูงสุด 0.16 วินาที จากนั้นกลับมา
การดำเนินการที่อนุญาต: 0.00–0.50 pu นานสูงสุด 1.0 วินาที
ความถี่: หยุดภายใน 0.16 วินาทีสำหรับเหตุการณ์ที่ต่ำกว่า 57.0 Hz หรือสูงกว่า 62.0 Hz

ความสามารถในการใช้พลังงานปฏิกิริยา: อินเวอร์เตอร์ BESS ต้องรองรับการควบคุมตัวประกอบกำลังตั้งแต่ 0.85 จนถึง 0.85 lagging (ระบบประเภท B, ≥500 kW) ซึ่งช่วยให้ BESS สามารถให้การสนับสนุนโวลต์-VAR ให้กับกริดโดยไม่ขึ้นอยู่กับสถานะประจุ/คายประจุ

ต่อต้านเกาะ: BESS จะต้องตรวจจับและตัดการเชื่อมต่อภายใน 2 วินาทีเมื่อแหล่งจ่ายไฟฟ้าหายไป เพื่อป้องกันไม่ให้ BESS จ่ายพลังงานให้กับ "เกาะ" ของโหลดที่ถูกตัดการเชื่อมต่อจากโครงข่ายที่กว้างขึ้น วิธีการตรวจจับประกอบด้วยการเคลื่อนตัวของความถี่ การเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า และอัลกอริธึมป้องกันการจ่ายกระแสสลับแบบแอ็คทีฟ DER หลายตัวที่จุดเชื่อมต่อเดียวกันจะต้องประสานการตรวจจับการต่อต้านการหลุดออก

3. UL 9540 และ UL 9540A: การรับรองความปลอดภัย

UL 9540 เป็นมาตรฐานความปลอดภัยระดับระบบสำหรับระบบกักเก็บพลังงานในสหรัฐอเมริกา และเป็นข้อกำหนดที่เพิ่มมากขึ้นทั่วโลก ครอบคลุมถึง:

ความปลอดภัยทางไฟฟ้า: ความต้านทานของฉนวน, ความทนทานต่ออิเล็กทริก, ความต่อเนื่องของกราวด์
ความปลอดภัยทางกล: ระดับ IP ของตัวเครื่อง (IP54 ขั้นต่ำสำหรับการติดตั้งภายนอกอาคาร), ความต้านทานแผ่นดินไหว (โซน 4 สำหรับโครงการในแคลิฟอร์เนีย)
การทดสอบระบบการจัดการความร้อน: ประสิทธิภาพการทำความเย็นภายใต้อุณหภูมิแวดล้อม 45°C, สถานการณ์ข้อผิดพลาด
การทดสอบระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS): การชาร์จไฟเกิน, การคายประจุเกิน, การลัดวงจร, การป้องกันความร้อนสูงเกินไป
ความปลอดภัยจากอัคคีภัย: การตรวจจับควัน, การบูรณาการระบบดับเพลิง, ข้อกำหนดการตัดการเชื่อมต่อฉุกเฉิน

UL 9540A เป็นการทดสอบการทนไฟเพิ่มเติมที่ประเมินการแพร่กระจายของความร้อน ดำเนินการในระดับเซลล์ โมดูล หน่วย (ชั้นวาง/ตู้) และระดับการติดตั้ง เขตอำนาจศาลหลายแห่งของสหรัฐอเมริกา (แคลิฟอร์เนีย นิวยอร์ก แมสซาชูเซตส์) ต้องการผลการทดสอบ UL 9540A ก่อนที่จะอนุมัติการติดตั้ง BESS แบตเตอรี่ CATL, BYD และ Pylontech ที่ใช้ใน BESS ที่จัดหาโดย Econo Solar มีข้อมูลการทดสอบ UL 9540A สำหรับเคมีของเซลล์ที่เกี่ยวข้องและการกำหนดค่าโมดูล

4. การตั้งค่ารีเลย์ป้องกันที่จุดเชื่อมต่อโครงข่าย

BESS จะต้องได้รับการปกป้องโดยรีเลย์ป้องกันการเชื่อมต่อโครงข่ายเฉพาะที่จุดเชื่อมต่อโครงข่าย (POI) การตั้งค่าฟังก์ชันรีเลย์ทั่วไปสำหรับการเชื่อมต่อโครงข่ายยูทิลิตี้ของ BESS เชิงพาณิชย์ในสหรัฐอเมริกา:

ฟังก์ชั่นรีเลย์	รหัส ANSI	ช่วงการตั้งค่าทั่วไป	เวลาเดินทาง
แรงดันไฟฟ้าเกิน (เฟส)	27/59	>1.10 pu (ทันที), >1.06 pu (หมดเวลา)	0.16 วินาที / 2 วินาที
แรงดันตก (เฟส)	27	<0.88 pu (หมดเวลา), <0.50 pu (ทันที)	2 วินาที / 0.16 วินาที
ความถี่มากเกินไป	81โอ	>60.5 เฮิรตซ์	0.16 วิ
ความถี่ต่ำเกินไป	81U	<59.5 Hz (หมดเวลา), <57.0 Hz (ทันที)	2 วินาที / 0.16 วินาที
กระแสเกินทิศทาง	67	กำหนดโดยการศึกษาการคุ้มครองสาธารณูปโภค	ต่อการประสานงาน DOCR
ต่อต้านการเกาะติด (พาสซีฟ)	81R (โรโคฟ)	อัตราการเปลี่ยนแปลง >1.0 Hz/s	0.2 วิ
กระแสไฟเกินกราวด์ฟอลต์	50G/51G	กำหนดโดยอรรถประโยชน์	ต่อการประสานงาน

การตั้งค่ารีเลย์ที่แน่นอนจะต้องได้รับการยืนยันโดยการศึกษาการประสานงานการป้องกันสาธารณูปโภค ห้ามใช้การตั้งค่าทั่วไปจากแพ็คเกจมาตรฐานของผู้จำหน่าย BESS - ยูทิลิตี้จำเป็นต้องมีการคำนวณการตั้งค่ารีเลย์เฉพาะโครงการที่ลงนามโดยวิศวกรไฟฟ้าที่มีใบอนุญาต

5. กระบวนการเชื่อมต่อโครงข่ายยูทิลิตี้

กระบวนการสมัครเชื่อมต่อโครงข่ายในสหรัฐอเมริกา (คำสั่ง FERC 2222 กระบวนการ PUC ของรัฐ) โดยทั่วไปจะเป็นไปตามขั้นตอนเหล่านี้:

สมัครล่วงหน้า: การคัดกรองอย่างไม่เป็นทางการกับยูทิลิตี้เพื่อยืนยันความเป็นไปได้เบื้องต้น ระดับแรงดันไฟฟ้าของ POI และกำลังการผลิตที่มีอยู่ ยูทิลิตี้บางตัวเสนอบริการขอข้อมูลก่อนการสมัคร
การส่งใบสมัคร: ส่งใบสมัครเชื่อมต่อโครงข่าย แผนผังไซต์ ไดอะแกรมบรรทัดเดียว ข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์ (PCS/อินเวอร์เตอร์ แบตเตอรี่ BMS) และค่าธรรมเนียมการสมัคร ($1,000–$10,000+)
การประชุมกำหนดขอบเขต: ยูทิลิตี้ยืนยันตำแหน่งคิวการศึกษาและข้อกำหนดข้อมูลโครงการ
การศึกษาความเป็นไปได้ (หรือการตรวจสอบอย่างรวดเร็วสำหรับระบบขนาดเล็ก <5 MW): หน้าจออรรถประโยชน์สำหรับผลกระทบจากความร้อน แรงดันไฟฟ้า และการลัดวงจร ค่าธรรมเนียม: 3,000–25,000 ดอลลาร์ ไทม์ไลน์: 45–90 วัน
การศึกษาผลกระทบต่อระบบ (SIS): การไหลของพลังงานเต็มรูปแบบและการวิเคราะห์การลัดวงจร จำเป็นสำหรับโครงการขนาดใหญ่หรือโครงการที่ไม่ผ่านการคัดกรองแบบเร่งด่วน ค่าธรรมเนียม: $25,000–$100,000+. ไทม์ไลน์: 90–180 วัน
การศึกษาสิ่งอำนวยความสะดวก: กำหนดการอัพเกรดที่หน่วยงานสาธารณูปโภคเป็นเจ้าของ (หม้อแปลง อุปกรณ์ป้องกัน การนำตัวนำไฟฟ้ากลับมาใช้ใหม่) ที่จำเป็น และจัดสรรต้นทุน ไทม์ไลน์: 90–180 วัน
การดำเนินการตามข้อตกลงการเชื่อมต่อโครงข่าย: ข้อตกลงทางกฎหมายระหว่างผู้พัฒนาโครงการและสาธารณูปโภคครอบคลุมถึงขั้นตอนการปฏิบัติงาน การวัดแสง ความรับผิด และภาระหน้าที่ในการสนับสนุนโครงข่ายไฟฟ้า
การก่อสร้างและการว่าจ้าง: ติดตั้ง BESS ตามการออกแบบที่ได้รับอนุมัติ ทำการทดสอบรีเลย์ป้องกันโดยผู้เห็นเหตุการณ์และการตรวจสอบการวัด SCADA/AMI ก่อนการจ่ายไฟ

6. การเชื่อมต่อโครงข่าย BESS ในตลาดยุโรปและต่างประเทศ

นอกสหรัฐอเมริกา ข้อกำหนดการเชื่อมต่อโครงข่าย BESS จะแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ แต่ปฏิบัติตามหลักการที่คล้ายกัน:

ยุโรป (มาตรฐาน IEC / CENELEC): EN 50549-1/2 (การเชื่อมต่อ LV/MV), รหัสกริดระดับประเทศ (รหัสเครือข่าย ENTSO-E) และกฎทางเทคนิคเฉพาะด้านยูทิลิตี้ควบคุมการเชื่อมต่อ BESS VDE AR N 4105 เป็นมาตรฐานหลักของเยอรมัน BESS PCS/อินเวอร์เตอร์ทั้งหมดจะต้องมีเครื่องหมาย CE ตามข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าต่ำ (2014/35/EU)
ออสเตรเลีย: AS 4777.2 (การเชื่อมต่อกริดสำหรับระบบพลังงานอินเวอร์เตอร์), AEMO Generator Performance Standards (GPS) สำหรับ BESS ที่จดทะเบียนในตลาด มีการใช้ข้อกำหนดการวัดแสงและการป้องกันระดับรัฐ
อินเดีย: มาตรฐานทางเทคนิคของ CEA สำหรับการเชื่อมต่อ (แก้ไขเพิ่มเติมปี 2022) ข้อบังคับการจัดเก็บข้อมูลของ CERC และข้อกำหนดการเชื่อมต่อโครงข่าย DISCOM/SLDC รหัสกริดของอินเดียต้องการความสามารถในการตอบสนองความถี่สำหรับ BESS ทั้งหมดที่สูงกว่า 1 MW
ตะวันออกกลาง / GCC: ข้อกำหนดทางเทคนิคของ DEWA, SEWA และ TRANSCO (UAE); มาตรฐานการเชื่อมต่อโครงข่ายของ SEC (ซาอุดีอาระเบีย) ทั้งสองอย่างสอดคล้องกับมาตรฐาน IEC อย่างกว้างขวางพร้อมการแก้ไขในท้องถิ่นสำหรับการทำงานที่อุณหภูมิสูง (สูงถึง 50°C โดยรอบ)

Econo Solar จัดหาระบบ BESS ที่พร้อมใช้งานกริดจาก CATL, BYD และ Pylontech พร้อมด้วยเอกสารการปฏิบัติตามข้อกำหนดเฉพาะโครงการสำหรับข้อกำหนดการเชื่อมต่อโครงข่ายของสหรัฐอเมริกา ยุโรป ออสเตรเลีย และ GCC ทีมงานด้านเทคนิคของเราสามารถจัดหาแพ็คเกจอุปกรณ์ที่ได้รับการกำหนดค่าไว้ล่วงหน้าตามข้อกำหนดการศึกษาการเชื่อมต่อโครงข่ายสาธารณูปโภคของคุณ ติดต่อเรา สำหรับการให้คำปรึกษาด้านการจัดซื้อ BESS

คำถามที่พบบ่อย

อะไรคือความแตกต่างระหว่าง UL 9540 และ UL 9540A?

UL 9540 เป็นมาตรฐานความปลอดภัยระดับระบบสำหรับระบบกักเก็บพลังงานที่สมบูรณ์ ซึ่งครอบคลุมถึงความปลอดภัยทางไฟฟ้า ความสมบูรณ์ทางกล การทำงานของ BMS และการจัดการความร้อน UL 9540A เป็นการทดสอบไฟเสริมที่ประเมินการแพร่กระจายของความร้อนโดยเฉพาะ กล่าวคือ ไม่ว่าไฟที่เริ่มต้นจากเซลล์แบตเตอรี่เดียวจะลุกลามไปยังเซลล์ โมดูล หรือตู้ที่อยู่ติดกันหรือไม่ การทดสอบ UL 9540A ดำเนินการในสี่ระดับ: เซลล์ โมดูล หน่วย และการติดตั้ง เขตอำนาจศาลหลายแห่งในสหรัฐฯ ต้องการผลการทดสอบ UL 9540A ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการยื่นขอใบอนุญาตก่อสร้างอาคารสำหรับการติดตั้ง BESS โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับระบบที่สูงกว่า 20 kWh ในอาคารพาณิชย์

กระบวนการเชื่อมต่อโครงข่ายสาธารณูปโภคใช้เวลานานเท่าใดสำหรับโครงการ BESS เชิงพาณิชย์

สำหรับ BESS เชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก (<5 MW ซึ่งมีคุณสมบัติสำหรับการประมวลผลแบบรวดเร็ว) โดยทั่วไประยะเวลาการเชื่อมต่อโครงข่ายจะอยู่ที่ 6–12 เดือนนับจากการใช้งานจนถึงการใช้พลังงาน โดยถือว่าไม่จำเป็นต้องอัปเกรดโครงข่ายที่มีนัยสำคัญ สำหรับโครงการขนาดใหญ่ (5–50 เมกะวัตต์) ที่ต้องการการศึกษาผลกระทบทั้งระบบและการศึกษาสิ่งอำนวยความสะดวก ระยะเวลา 18–36 เดือนเป็นเรื่องปกติสำหรับคิวสาธารณูปโภคที่แออัด โครงการสาธารณูปโภคที่มีคิวการเชื่อมต่อโครงข่ายยาว (PG&E, Con Edison, ComEd) อาจประสบความล่าช้าเป็นเวลา 36–48 เดือน การโหลดแอปพลิเคชันล่วงหน้าพร้อมข้อมูลทางวิศวกรรมที่ละเอียดและแม่นยำเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการลดรอบเวลาการศึกษา

BESS จำเป็นต้องมีการป้องกันการเกาะติดหรือไม่หากอยู่หลังมิเตอร์?

ใช่ IEEE 1547-2018 จำเป็นต้องมีการป้องกันการพลิกคว่ำสำหรับ BESS (หรือ DER อื่นๆ) ที่เชื่อมต่อกับระบบจำหน่าย ไม่ว่าจะอยู่ด้านหลังมิเตอร์หรือด้านหน้ามิเตอร์ก็ตาม การป้องกันการเคลื่อนตัวจะป้องกันไม่ให้ BESS จ่ายไฟให้กับตัวนำไฟฟ้าที่พนักงานภาคสนามอาจสันนิษฐานว่าไม่มีการเชื่อมต่อไฟฟ้าระหว่างที่กริดไฟฟ้าดับ ซึ่งเป็นข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่สำคัญ ระบบ BESS ด้านหลังมิเตอร์ที่มีความสามารถในการวางไมโครกริด/การวางแนว (การวางเกาะโดยเจตนาสำหรับพลังงานสำรอง) ต้องใช้สวิตช์ถ่ายโอนและแผนการป้องกันที่ตรงตามข้อกำหนด IEEE 1547.4 สำหรับการวางเกาะโดยเจตนา ซึ่งแตกต่างจากข้อกำหนดการป้องกันการจ่ายไฟแบบมาตรฐาน

แหล่งอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ในราคาโรงงาน

Econo Solar เป็นผู้จัดหาระบบ BESS ที่ได้รับการรับรอง UL 9540 และ IEC จาก CATL, BYD และ Pylontech พร้อมด้วยเอกสารการปฏิบัติตามข้อกำหนดการเชื่อมต่อโครงข่ายสำหรับเขตอำนาจศาลของโครงการของคุณ

รับใบเสนอราคาภายใน 24 ชั่วโมง →

ข้อกำหนดการเชื่อมต่อโครงข่าย BESS Grid: คู่มือ IEEE 1547 และ UL 9540