Что такое PCS в СНЭ: что внутри контейнера PCS и чем он отличается от аккумуляторного

В системе накопления энергии (СНЭ) PCS (power conversion system) — двунаправленный преобразователь между аккумуляторными батареями и сетью. Вместе с повышающим трансформатором среднего напряжения его собирают в единый блок — PCS skid, а размещённый в корпусе контейнерного типа такой блок называют контейнером PCS. При разряде PCS преобразует постоянный ток батарей в переменный, трансформатор повышает напряжение до среднего, и энергия поступает во внутреннюю сеть среднего напряжения станции; при заряде она идёт в обратном направлении.

Примеры ниже взяты с Richborough Energy Park в графстве Кент (Великобритания): для этой станции ETENZ изготовила по заказу NR Electric 20 контейнеров PCS — восемнадцать 40-⁠футовых контейнеров high cube и два 20-⁠футовых. Проект подробно описан в кейсе «Контейнеры PCS для СНЭ в Великобритании».

Что внутри контейнера PCS

Основное оборудование — PCS и повышающий трансформатор. PCS — двунаправленный инвертор СНЭ: при разряде он преобразует постоянный ток батарей в переменный, при заряде — переменный ток сети обратно в постоянный. В таких блоках PCS выдаёт переменный ток низкого напряжения, а трансформатор повышает его до среднего. Комплектацию определяет поставщик оборудования; в некоторых контейнерах PCS также стоят низковольтный щит и моноблок RMU среднего напряжения.

Расположение дверей определяют охлаждение и доступ для обслуживания. На Richborough у каждого 40-⁠футового контейнера в середине длинной стороны четыре сетчатые вентиляционные двери ведут в трансформаторный отсек: в работе через них отсек проветривается, а при обслуживании они открываются полностью. Остальные двери глухие.

Чем контейнер PCS отличается от аккумуляторного контейнера

Аккумуляторный контейнер вмещает батарейные стеллажи и систему управления батареями (BMS) и подбирается по ёмкости в МВт·ч — например, 143 корпуса СНЭ по 5 МВт·ч для проекта в Чжунвэе (Нинся). В контейнере PCS батарей нет, его подбирают по мощности в МВт: каждый 40-⁠футовый контейнер на Richborough вмещает комплект преобразовательного и повышающего оборудования на 5,5 МВт.

Охлаждаются они по-разному. Батареи чувствительны к температуре, поэтому аккумуляторный контейнер герметичен, а жидкостное охлаждение или кондиционеры держат батареи в узком диапазоне температур; требования к самому корпусу собраны в статье «Требования к контейнеру для СНЭ». В контейнере PCS тепло выделяют преобразователь и трансформатор, а трансформаторный отсек проветривается через сетчатые двери или жалюзийные решётки. Для PCS с жидкостным охлаждением нужен ещё блок жидкостного охлаждения инвертора: его установку, проходки трубопроводов через стенку и вспомогательное питание проектируют вместе с корпусом.

С контейнером PCS часто сравнивают ещё два объекта: КТП и повышающую подстанцию. Корпус, в котором стоят только повышающий трансформатор и распределительные устройства ВН и НН, а PCS размещён отдельно, — это КТП для СНЭ; пример — 20-⁠футовый корпус КТП с отсеками ВН, трансформатора и НН. Повышающая подстанция стоит в точке присоединения станции к сети: контейнеры PCS по всей площадке повышают напряжение до среднего, а собранная мощность выдаётся через подстанцию в сеть высокого напряжения.

40 или 20 футов: какой контейнер под какую мощность

Типоразмер корпуса следует за оборудованием: мощность и компоновку задаёт поставщик PCS и трансформатора, а производитель корпусов работает по его техническим требованиям. Для контейнеров PCS на Richborough использованы два типоразмера high cube:

20-⁠футовый контейнер вмещает оборудование вдвое меньшей мощности, чем 40-⁠футовый, и примерно вдвое короче его. Ширина обоих — 2 438 мм, высота — 2 896 мм: сечение у них одинаковое, оба имеют стандартные угловые фитинги и номера контейнеров. Характеристики и объём поставки 40-⁠футового исполнения — на странице продукта контейнер PCS 40 футов.

Что делает производитель корпусов

Поставщик оборудования передаёт PCS, трансформатор и технические требования, а производитель корпусов изготавливает корпус и монтирует в нём вспомогательные системы. Для Richborough ETENZ выполнила на своём заводе по техническим требованиям NR Electric следующие работы:

• Корпус: несущие конструкции контейнеров high cube на 40 и 20 футов, сетчатые двери для вентиляции трансформаторного отсека, замки и уплотнения.
• Освещение: светодиодное освещение с маркировкой CE и 90-⁠минутное аварийное освещение.
• Обнаружение пожара и эвакуация: дымовые извещатели и указатели эвакуационных путей.
• Микроклимат и электропитание: обогреватели, регуляторы температуры и влажности с англоязычным интерфейсом, розетки британского стандарта.
• Окраска: контейнеры окрашены в фирменные цвета проекта и прибыли на площадку в едином для всей станции облике.

PCS и трансформаторы поставила NR Electric. Производители PCS и трансформаторов, а также интеграторы СНЭ могут поручить ETENZ изготовление корпусов и монтаж вспомогательных систем под своё оборудование и свой бренд — подробнее на странице «Изготовление оболочек для СНЭ».

PCS skid, MV skid или контейнер PCS

PCS — сокращение от power conversion system, то есть система преобразования энергии. Skid — стальная рама-основание, на которой оборудование заранее собирают и перевозят единым блоком, поэтому PCS skid — это PCS и повышающий трансформатор, собранные в один блок. В корпусе контейнерного типа тот же комплект называют контейнером PCS; этот термин использует ETENZ.

Поставщики употребляют эти названия по-разному: один MV skid включает PCS, другой — только трансформатор и распределительное устройство среднего напряжения. Что входит в конкретный блок, надёжнее показывает перечень оборудования, чем название.

Richborough Energy Park: 20 контейнеров PCS

Richborough Energy Park в графстве Кент (Великобритания) — аккумуляторная система накопления энергии на 100 МВт / 100 МВт·ч. Она присоединена к магистральной сети через подстанцию National Grid 400 кВ Richborough. ETENZ изготовила для NR Electric 20 контейнеров PCS этой станции: восемнадцать 40-⁠футовых high cube, в каждом из которых стоит комплект преобразовательного и повышающего оборудования на 5,5 МВт, и два 20-⁠футовых high cube по 2,75 МВт.

Контейнеры поставлены в июле 2022 года, на площадку они прибыли в октябре того же года. Станция подключена к сети в декабре 2023 года и находится в коммерческой эксплуатации. Подробности поставки и конструкции корпусов — в кейсе Richborough.

Частые вопросы

Чем контейнер PCS отличается от аккумуляторного контейнера?

Контейнер PCS вмещает PCS и повышающий трансформатор, батарей в нём нет: его подбирают по мощности в МВт, а трансформаторный отсек вентилируют. Аккумуляторный контейнер вмещает батарейные стеллажи и BMS, его подбирают по ёмкости в МВт·ч, а внутри поддерживают заданные температуру и влажность.

Что такое PCS в СНЭ?

PCS в СНЭ — система преобразования энергии (power conversion system), то есть двунаправленный преобразователь между батареями и сетью. Контейнер PCS — корпус, в котором PCS стоит вместе с повышающим трансформатором.

Контейнер PCS — это то же самое, что КТП?

Нет. В КТП для СНЭ стоят только повышающий трансформатор и распределительные устройства ВН и НН, а PCS размещают отдельно. В контейнере PCS установлен ещё и сам PCS.

Какие размеры у контейнера PCS?

Размер зависит от оборудования. На Richborough Energy Park каждый 40-⁠футовый контейнер PCS high cube (12 192 × 2 438 × 2 896 мм) вмещает комплект преобразовательного и повышающего оборудования на 5,5 МВт, а каждый 20-⁠футовый (6 058 × 2 438 × 2 896 мм) — на 2,75 МВт.

PCS skid и MV skid — это одно и то же?

Зависит от поставщика. Одни MV skid включают PCS, другие — только трансформатор и распределительное устройство среднего напряжения, а PCS стоит отдельно. Точный состав показывает перечень оборудования.

Чтобы заказать корпус под ваши PCS и трансформатор, отправьте ETENZ компоновку оборудования и технические требования через запрос КП.