Система накопления энергии Merus (ESS)

Система накопления электроэнергии MerusPower (ESS) представляет собой устройство, обеспечивающее бесперебойное питание выделенной системы электроснабжения. Инновационные технологии, применяемые в этих устройствах, помимо основной функции позволяют поддерживать параметры качества электроэнергии на необходимом уровне.
Основными компонентами ESS являются: накопители электроэнергии, двусторонняя система преобразования электроэнергии, система управления и защиты, система адаптации к сети, вспомогательное оборудование, а так же статический переключатель, обеспечивающий бесперебойное питание выделенной системы электроснабжения.
Все вопросы, связанные с системами накопления электроэнергии, можно прояснить у менеджеров отдела продаж по телефонам +7 (495) 981-98-39, +7 (495) 642-58-82, +7 (498) 653-40-68 или направить заявку на sales@khomovelectro.ru
Принцип действия
В основе действия ESS лежит преобразование накопленной с помощью электрохимических накопителей электроэнергии в сетевую.
В моменты времени, когда нет необходимости в преобразовании и отдаче электроэнергии потребителям, система преобразования осуществляет заряд накопителей и поддержание уровня заряда на заданном уровне.
В случае нарушения питания, система отключает потребителя от общей сети и происходит преобразование и отдача электроэнергии от накопителей. При этом, работая в качестве резервного источника питания, ESS самостоятельно поддерживает уровень напряжения и частоту.
При нормализации параметров ESS синхронизирует микросеть с внешней сетью и производит подключения потребителя к ней.
Помимо этого система накопления электроэнергии являются универсальным устройством для поддержания качества электроэнергии на должном уровне. Это достигается за счёт широкого функционала, которым обладают эти устройства. К основным возможностям можно отнести: поддержание и регулирование частоты, сглаживание пиков нагрузки, ограничение потребляемой из сети мощности, симметрирование напряжения, активная фильтрация гармоник, регулирование напряжения, динамическая компенсация реактивной мощности, подавление фликера, ограничение скорости нарастания мощности нагрузки.
Электрохимический накопитель
Накопитель энергии состоит из последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторных батарей, что позволяет напрямую получить необходимое напряжение, обычно составляющее от 600 до 1500 В. Отдельные аккумуляторные сборки включаются параллельно друг другу для получения необходимой емкости.
Накопитель комплектуется системой управления и контроля состояния, обеспечивающей стабильную работу в течение длительного времени. Периодическое обслуживание сведено к минимуму за счет возможности мониторинга, позволяющего получить всю необходимую информацию, в том числе уровень заряда, техническое состояние, напряжение, ток и температура каждого элемента аккумулятора
Система преобразования энергии
Система двустороннего преобразования электроэнергии состоит из силовых модулей, в которых расположены ключи на основе полупроводниковых элементов. В модулях используется современная трехуровневая силовая схема, отличающаяся низкими потерями, высоким напряжением в звене постоянного тока и хорошими характеристиками благодаря повышенной (>20 кГц) частоте коммутации.
Благодаря высокой частоте ШИМ и использованию системы управления реального времени обеспечивается мгновенная реакция на изменения нагрузки. В режиме защиты питания система поддерживает напряжение и выдает необходимую мощность в пределах ограничения емкости накопителя.
Статический выключатель
Статический выключатель представляет собой сборку пар встречно-параллельно включенных тиристоров, снабберных цепей и управляющей электроники.
Конструкция выполнена максимально простой, для повышения надежности число компонентов сведено к минимуму. Тем не менее, в ней реализованы такие «продвинутые» возможности, как тепловая защита от перегрузки по току, защита от токов короткого замыкания и перенапряжений.
Статический выключатель защищен шунтирующим выключателем (механическим), который замыкается при обнаружении тока, превышающего допустимый для статического выключателя.
Система адаптации к сети
Постоянное напряжение накопителя электроэнергии обычно меньше 1500 В, из чего следует, что напряжение на стороне переменного тока ниже 1000 В. Такое напряжение редко подходит для непосредственного подключения к сети, поэтому используется согласующий трансформатор.

Режимы работы системы накопления электроэнергии

Режим диспетчерского управления: Система накопления отдает запасенную энергию при постоянстве мощности в течение заданного времени
Сглаживание пиков нагрузки: В режиме сглаживания пиков нагрузки система накопления обеспечивает снижение пиков мощности, потребляемой от внешней сети
Ограничение мощности: Система накопления разряжается с изменяющейся мощностью, пропорциональной фактической нагрузке. В этом случае график выходной мощности системы накопления повторяет форму нагрузки внешней сети.
Симметрирование нагрузки: Работа в режиме симметрирования нагрузки позволяет обеспечить симметричное потребление чисто активной мощности из трехфазной внешней сети даже в случае абсолютно несимметричной нагрузки, например, подключенной только к двум фазам
Активная фильтрация гармоник: Режим активной фильтрации позволяет добиться максимально синусоидальной формы тока, несмотря на искажения, вносимые нагрузкой. При этом потребление активной мощности от ESS отсутствует.
Регулирование напряжения: Система накопления электроэнергии может регулировать напряжение внешней сети, к которому она подключена. Поддержание напряжения осуществляется путем отдачи или потребления как активной, так и реактивной мощности
Динамическая компенсация реактивной мощности: Система обеспечивает статическую и динамическую компенсацию реактивной мощности. Компенсация реактивной мощности производится путем отдачи или потребления необходимой реактивной мощности
Подавление фликера: ESS может подавлять фликер путем отслеживания частых колебаний напряжения. Соответствующий фильтр настроен на частоту 8.8 Гц, к которой люди наиболее чувствительны, и которой характерно наиболее раздражающее «мерцание» ламп. Подавление фликера реализуется через генерацию или потребление реактивной мощности
Контроль скорости нарастания мощности нагрузки: В режиме контроля скорости нарастания система накопления электроэнергии выдает или потребляет мощность таким образом, чтобы скорость изменения мощности, потребляемой электроэнергии, была ограничена. Целью при этом является сглаживание сильных скачков мощности и сведение их к ее контролируемым увеличениям/уменьшениям.
Примечание: рассмотренные режимы могут быть одновременно использованы совместно друг с другом, кроме случая использования режима динамической компенсации реактивной мощности и режима регулирования напряжения, совместная работа данных режимов невозможна.

Пример использования системы накопления электроэнергии
Система накопления электроэнергии может использоваться в качестве центрального элемента автономной сети. Система содержит центральный контроллер, способный управлять работой автономной микросети, содержащей несколько типов генерирующих установок. Типичная автономная сеть может содержать солнечную электростанцию и автономный генератор, работа такой сети контролируется системой накопления электроэнергии (ESS). Управление микросетью обычно осуществляется исходя из оптимизации себестоимости электроэнергии. При этом приоритетом является минимизация времени работы автономного генератора, а соответственно – расхода топлива и затрат на ремонт и обслуживание. Еще одной задачей является максимальное использование дешевой солнечной энергии.