가혹한 북유럽 환경에서 그리드 안정성을 위한 컨테이너화된 BESS 배포

혹독한 북유럽 조건에서 네트워크 안정성을 위한 컨테이너화된 BESS의 도입

프로젝트:풍력 발전소 주파수 규제 및 에너지 전환

위치:스웨덴 북부

시공 날짜:2024년 11월 15일

운영 시작 날짜:2024년 12월 1일

프로젝트 기간:진행 중

주요 이해관계자:

• 프로젝트 리더:엘린 안데르슨 박사 (스칸디나비아 에너지 당국 지역 네트워크 안정 책임자)
• 기술자:잉바르 베르그스트롬 (고위 네트워크 통합 엔지니어)
• 현장 운영 관리자:카리 닐센

배경:스웨덴 북부에서 풍력 발전의 급속한 확장은 지역 네트워크 운영자에게 중대한 과제를 초래했습니다. 풍력 생산량의 변동은 주파수 불안정성을 초래했습니다.증강된 1차 주파수 반응 (PFR) 기능을 필요로 하는또한, 최고 생산 기간 동안의 전송 곤경은 지역 에너지 전환이 필요했습니다.전통적인 솔루션의 도입이 너무 느리고 지역의 극한 겨울 (기온이 일반적으로 -25°C 이하) 에 대한 회복력이 충분하지 않다고 판단되었습니다..

솔루션 선택 및 목표:엄격한 기술 평가 후 반응 시간, 추운 날씨 성능, 안전 인증,3세대 컨테이너화된 배터리 에너지 저장 시스템 (BESS) 이 선택되었습니다.주요 목표는 다음과 같습니다.

1. 200ms 이하의 주파수 응답을 제공해 그리드를 안정화시켜
2. 낮은 수요의 경우 부피 풍력 생산 및 정점 기간/교환 기간 동안 전력 주입
3. -30°C 이하의 실내 온도에서 안정적인 작동을 보장합니다.
4. 단 한 번의 건설 기간 내에 빠른 배포를 달성합니다.
5. 엄격한 북유럽 화재 안전 및 네트워크 상호 연결 표준을 충족합니다.

배포 및 시스템 구성:

• 배포 모델:전체 BESS 솔루션을 수용하는 단일 표준화 된 20 피트 높은 큐브 컨테이너가 50MW 풍력 발전소 서브 스테이션 옆에 배치되었습니다.
• 시스템 사양 (컨테이너 단위당):
  • 배터리 용량 (BOL):1182kWh
  • 배터리 화학:리?? 철화수소 (LiFePO4), 280Ah 전지
  • 시스템 아키텍처6개의 배터리 문자열을 가진 모듈형 설계 (1P220S 문자열별 구성, 각각 11개의 모듈로 구성된다).
  • 전력 변환:1000kW 등급 AC 출력 (400V, 3단계, 50Hz)
  • 전압 범위:616V - 792V (DC)
  • 환경 용도:작동 온도 범위: -30°C ~ +55°C (자동 전력 -30°C 이하 및 +55°C 이상), IP55 (배터리 캐비닛) / IP54 (전기 상자) 보호, C3 항성화 등급.
  • 냉각:배터리 캐비닛에 대한 산업용 에어컨, 전기 상실에 대한 강제 공기 냉각.
  • 안전성:화염을 감지하고 헤프타플루로프로판을 차단하는 시스템
  • 발자국:6058mm (L) x 2438mm (W) x 2896mm (H)
• 설치:"원스톱" 컨테이너화 솔루션은 표준 화물 운송을 통해 배송을 가능하게했으며 기초 준비, 전력 연결 및 현장 시공만 필요했습니다.컨테이너가 도착한 후 10일 이내에 완전한 배포와 시공이 완료되었습니다, 공사 및 프로젝트 비용을 크게 줄입니다.
• 그리드 통합:400V 서브 스테이션 버스와 원활한 연결. SCADA 통합 및 네트워크 운영자 배포 신호를 위해 Modbus TCP/IP 및 Modbus-RTU 프로토콜을 사용하여 이더넷 및 RS485을 통해 통신.

성과 하이라이트 (Q1 2025 운영 데이터):

1. 주파수 조절:PFR 활성화를 지속적으로 달성합니다.180 밀리초±0.2Hz 이상의 주파수 오차가 감지되면 <200ms의 목표를 초과합니다. 여러 번의 풍력 램프 이벤트에서 결정적 완압을 제공합니다.
2. 에너지 전환:평균 850kWh의 풍력발전소 매출을 최고조에서 최고조로 전환하여 지역 혼잡을 완화하고 풍력발전소 매출을 최적화했습니다.
3. 극한 날씨에 저항력:극심한 북유럽 겨울 동안 지속적으로 작동하며> 98%의 가용성을 유지합니다. 자동 다운레이팅은 -25 °C 이하의 지속적인 기간 동안 효율적으로 수행됩니다.산업용 에어컨 을 통 한 객실 온도 조절 은 신뢰성 을 입증 하였다.
4. 안전성 및 신뢰성:안전 사고나 열 현상이 기록되지 않았습니다. 파티션 설계는 전체 시스템을 오프라인하지 않고 4 시간 이내에 중소 모듈 교체를 촉진하여 높은 가용성을 보여줍니다.
5. 준수:모든 요구되는 네트워크 상호 연결 표준 (EN50549-1/2, G99, IEEE 1547, 등에 따라 인증) 및 안전 인증 (UL 9540A, UL 1973, IEC 62619을 포함하여) 을 완전히 충족합니다.

프로젝트 결과와 혜택:

• 네트워크 안정성 향상:지역 주파수 품질의 상당한 개선, 회전 리저브에 대한 의존도를 줄입니다.
• 바람 감축:1분기 동안 생산된 풍력 발전의 사용량이 5% 증가했습니다.
• 비용 효율적 배치:컨테이너화 된 모듈 방식은 현장 작업을 최소화하고 프로젝트 타임 라인을 가속화하여 계획보다 앞서 ROI 예측을 달성했습니다.
• 확장 재단:모듈형 설계와 병렬 단위 운영을 지원하는 것은 풍력 발전이 증가함에 따라 미래의 용량 증대에 대한 명확한 길을 제공합니다.
• 검증된 열악한 환경 운영극심한 추운 기후에서 중요한 네트워크 애플리케이션에 대한 고급 BESS 기술의 실행 가능성을 입증했습니다.

프로젝트 리더인 안데르슨 박사가 확인한 주요 성공 요인:"결정적 인 요소는 시스템의특수한 반응 속도주파수 조절을 위해검증된 탄력성우리의 잔인한 겨울 조건에서 바로 컨테이너에서, 그리고

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