Системы хранения энергии для защиты от отключения электроэнергии: способны ли гибридные инверторы и системы хранения энергии обеспечить защиту от отключения электроэнергии?

Большинство инверторов не поддерживают запуск без подключения к электросети. В некоторых инверторах запуск без подключения к электросети возможен путем зарядки отдельной батареи перед включением инвертора. Однако это не всегда возможно и зависит от типа инвертора.

Новое поколение гибридных инверторов с возможностью запуска в аварийном режиме оснащено резервным переключателем питания, позволяющим выбранным нагрузкам продолжать получать аварийное питание во время отключения электроэнергии. Это резервное питание обеспечивает возможность запуска в аварийном режиме. Также поддерживается солнечная подзарядка, позволяющая аккумулятору продолжать заряжаться во время отключения электроэнергии для обеспечения питания нагрузок.

Серия гибридных инверторов Fronius Prim GEN24 Plus

Серия гибридных инверторов Fronius Prim GEN24 Plus способна осуществлять запуск без подключения к сети – Изображение: Xpert.Digital / Сергей Нивенс|Shutterstock.com

Серия гибридных инверторов Fronius Prim GEN24 Plus способна осуществлять запуск после отключения электроэнергии.

Инверторный гибридный кабель GoodWe 5-10 кВт серии ET Plus

Гибридный инвертор для дома и хранения энергии – от GoodWe – Изображение: Xpert.Digital / Сергей Нивенс|Shutterstock.com

Инверторная система GoodWe Hybrid Inverter серии ET Plus мощностью 5-10 кВт оснащена функцией резервного питания высокого напряжения (ИБП). В случае отключения электроэнергии переключение в течение 10 миллисекунд обеспечивает бесперебойное электропитание подключенных устройств.

Серия трехфазных гибридных инверторов GoodWe ET-Plus разработана для обеспечения стабильного электроснабжения подключенных нагрузок. Эти устройства имеют трехфазный аварийный выход с трехфазным током и диапазоном мощности 5 кВт, 6,5 кВт, 8 кВт и 10 кВт.

Широкий диапазон напряжения батареи от 180 В до 550 В обеспечивает гибкую совместимость с различными литиевыми аккумуляторными системами, представленными на рынке.

Выходная мощность фотоэлектрического генератора может превышать номинальную до 30%. Это обеспечивает более высокую выработку энергии как в жаркие, так и в очень холодные дни. Функция ИБП (источник бесперебойного питания) позволяет переключаться в течение 10 миллисекунд в случае отключения электроэнергии. Инвертор также имеет открытый интерфейс управления батареями, который соответствует требованиям некоторых поставщиков энергии.

Гибридный инвертор GoodWe оснащен высоковольтным аккумуляторным разъемом и двумя отдельными независимыми трекерами точки максимальной мощности (MPP), что обеспечивает комплексное решение. Обновление данных с устройства осуществляется через приложение GoodWe PV Master, а информация передается на бесплатный портал GoodWe SEMS через встроенный Wi-Fi-интерфейс.

Способны ли инверторы HUAWEI обеспечивать аварийное электропитание?

Нет, на данный момент у нас нет информации о том, будет ли и когда что-либо опубликовано по этому поводу.

Способна ли солнечная энергосистема Enphase с микроинвертором обеспечивать аварийное электроснабжение?

В отличие от струнного инвертора, который централизованно контролирует все подключенные солнечные модули, в децентрализованной солнечной системе каждый солнечный модуль объединен с микроинвертором Enphase.

Подробнее об этом здесь:

• Новое и инновационное: децентрализованная модульная солнечная система Plug & Play, отличающаяся от других.

Системный контроллер Enphase IQ пока недоступен в Германии, но ожидается, что он будет выпущен в этом году (2023). Он обнаруживает сбои в электросети и автоматически переключает дом с питания от сети на резервное питание.

Кроме того, благодаря новому микроинвертору Enphase IQ8, солнечная система способна обеспечивать аварийное электропитание в случае отключения электроэнергии без необходимости использования системы хранения энергии на основе аккумуляторов.

Микроинвертор доступен в четырех версиях: версия только для солнечной энергии без аварийного питания, версия Sunlight Backup, способная работать автономно без аккумуляторного хранилища, версия Home Essentials Backup с небольшим аккумуляторным хранилищем и версия Full Energy Independence с большим аккумуляторным хранилищем. Все три автономных решения требуют наличия системного контроллера Enphase для обеспечения дома солнечной энергией во время отключения электроэнергии.

«Черный запуск» — это восстановление работы электростанции или части энергосистемы после полного или частичного отключения без необходимости использования внешней сети электропередачи.

Для перезапуска электростанции необходима энергия, которая может поступать от резервного генератора, расположенного на территории объекта. В качестве альтернативы, если требуется большое количество электроэнергии, можно использовать линию электропередачи для подключения основной электростанции к другой. После ввода в эксплуатацию основных генерирующих установок можно восстановить электроснабжение и подачу электроэнергии.

Обеспечение бесперебойного запуска электроэнергии может быть обеспечено посредством соглашения, в соответствии с которым конкретному поставщику энергии выплачивается вознаграждение за предоставление бесперебойного запуска электроэнергии по мере необходимости. Не все электростанции подходят для обеспечения бесперебойного запуска электроэнергии в сеть.

Возможность запуска энергоблока без резерва особенно важна во время масштабных отключений электроэнергии для восстановления энергосистемы. Обычно энергия, необходимая для запуска энергоблока, берется из сети. Энергия от энергоблоков, способных к запуску без резерва, может быть использована для запуска энергоблоков, которые такой возможности не имеют.

В отличие от гидроэлектростанций, тепловым электростанциям требуется большой объем (электрической) энергии для собственных нужд, прежде чем они смогут обеспечить электрическую или тепловую мощность. Добавление к энергоблоку угольной или атомной электростанции энергоблока, способного к запуску после аварии, достаточной мощности, позволяет обеспечить возможность запуска после аварии для всей системы. Обычно это включает газовые турбины, запуск которых осуществляется с использованием энергии от батарей или дизель-генераторов во время запуска после аварии. Дизель-генераторы часто присутствуют на атомных электростанциях в любом случае по соображениям резервирования, поскольку остаточное тепло распада генерируется даже после аварийной остановки реактора (или даже во время планового останова), и оно должно рассеиваться теплоносителем. Отказ этой системы был одним из факторов, приведших к аварии на Фукусимской АЭС. Каждая энергосистема должна быть оснащена достаточным количеством энергоблоков, способных к запуску после аварии, чтобы обеспечить быстрый перезапуск сети после сбоя в энергосистеме.

Электростанция, способная обеспечить запуск после отключения электроэнергии, должна обладать особыми характеристиками:

• Она должна быть способна быстро запускаться: если запуск после отключения электроэнергии занимает много времени, то электростанция не сможет помочь перезапустить разрушенную сеть; другие электростанции уже могли бы помочь ей во время запуска – тогда ее способность к запуску после отключения электроэнергии становится бесполезной.
• Система должна быть способна работать независимо от внешних источников питания: не только сам процесс выработки электроэнергии, но и другие вспомогательные системы должны функционировать независимо от сети (центр управления, телефонные и коммуникационные системы с оператором сети и управлением, подстанция и т. д.). При необходимости возможна работа в автономном режиме с использованием подсети (обеспечение критически важных потребителей, таких как полиция, больница, пожарная служба, Федеральное агентство технической помощи).
• Кроме того, электростанция, способная к запуску в условиях полной аварийной ситуации, должна выдерживать высокий пусковой ток, если ее предварительное отключение от сети было невозможно.
• Оно должно обладать гибким поведением при запуске.

Примерами электростанций, используемых в Германии и способных к (прямому) запуску с нуля, являются:

• Гидроэлектростанции, включая русловые, гидроаккумулирующие, гидроаккумулирующие и
  газотурбинные электростанции, а также в сочетании с другими типами электростанций, такими как атомные или угольные электростанции.
  Согласно мониторингу, проводимому в соответствии со статьей 35 Закона Германии об энергетической промышленности (EnWG), по состоянию на 2020 год в Германии насчитывается 174 электростанции (энергетические установки или турбины), способные к запуску без остановки, каждая с номинальной мощностью не менее 10 МВт.
• В Австрии насчитывается в общей сложности 32 подтвержденные электростанции, способные к запуску после отключения электроэнергии, и неизвестное количество неподтвержденных электростанций, также способных к запуску после отключения электроэнергии. Однако для многих подтвержденных электростанций конкретные модели не разглашаются. Наиболее известными и крупными из них являются гидроаккумулирующие электростанции на Мальте и в Капруне мощностью 850 МВт и 813 МВт соответственно.

Не все электростанции подходят для запуска в режиме «черного старта». Ветряные турбины не всегда подходят для такого запуска, поскольку ветер может отсутствовать в нужный момент. Ветряные турбины, мини-гидроэлектростанции или микрогидроэлектростанции часто подключаются к асинхронным генераторам, которые не могут обеспечить электроэнергию для восстановления сети. Система «черного старта» также должна быть стабильной при работе с большой реактивной нагрузкой длинной линии электропередачи. Многие высоковольтные преобразовательные подстанции постоянного тока (ВНПД) также не могут подавать электроэнергию в «мертвую» сеть, поскольку им требуется коммутационная мощность от сети на стороне нагрузки. Система ВНПД на основе широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с преобразователем напряжения не имеет этого ограничения.

Одной из главных причин, почему тепловые электростанции редко способны к полному запуску без остановки, является сжатие и укорачивание вала турбины при его охлаждении от рабочей температуры до температуры окружающей среды. В результате он заклинивает в корпусе и не может быть ни повернут, ни извлечен; для перезапуска электростанции его необходимо сначала предварительно нагреть, чтобы он мог снова свободно вращаться, прежде чем горячий пар сможет проходить через него.

При остановке тепловой электростанции вал турбины своевременно нагревается, чтобы электростанцию ​​можно было перезапустить в запланированное время.