Tutoriel sur la construction d'un système d'énergie solaire

Chapitre 1 : Description de la conception générale du projet de système d'énergie solaire

En fonction des besoins réels des clients, le projet utilise la technologie de stockage de l'énergie sur le côté de la centrale photovoltaïque pour résoudre le problème de "l'abandon de la lumière" de la centrale, promouvoir l'absorption de l'énergie renouvelable et réaliser les fonctions de lissage des fluctuations de puissance, d'écrêtement des pointes et de lissage des vallées, de suivi de la charge, de régulation de la fréquence et de régulation de la tension, etc.

Le projet vise donc à concevoir un ensemble de systèmes de stockage d'énergie conteneurisés configurés du côté du courant continu de l'alimentation électrique.

Lorsque le système de stockage d'énergie du conteneur photovoltaïque côté courant continu atteint la limite de la production d'énergie lumineuse abandonnée, l'énergie excédentaire est stockée dans la batterie de stockage d'énergie. Lorsque la production d'énergie photovoltaïque est inférieure à la limite ou pendant la période de pointe, l'énergie contenue dans la batterie est transmise au réseau via le convertisseur de stockage d'énergie pour participer à la réduction de la charge de pointe et au remplissage de la vallée du réseau, et la différence de prix entre la pointe et la vallée est utilisée pour créer de meilleurs avantages économiques, de manière à améliorer l'efficacité de la régulation de la capacité du système.

Le système de stockage d'énergie photovoltaïque côté courant continu de ce projet, qui adopte le mode de fonctionnement en parallèle et hors réseau, est principalement composé d'un système d'énergie solaire, d'un système de stockage d'énergie et d'un système de distribution à basse tension, et fournit de l'électricité aux utilisateurs par le biais d'un système de distribution à basse tension. En tant qu'unité de système électrique contrôlable, le système peut lisser la production d'énergie, optimiser le flux d'énergie, réduire la perte d'alimentation, répondre aux besoins des utilisateurs et améliorer considérablement la fiabilité et la stabilité de l'alimentation électrique.

Chapitre 2 : Principes et bases de la conception d'un système d'énergie solaire

Voici quelques principes et bases que vous devez connaître avant de commencer à concevoir.

• Énergie solaire Principes de conception des systèmes

(1) fonctionnement sûr et stable ;

(2) l'efficacité énergétique la plus élevée du système ;

(3) La conception du système est conforme aux normes de conception nationales pertinentes ;

(4) le fonctionnement économique du système.

• Base de conception d'un système d'énergie solaire

(1) GB 21966-2008 Safety of primary and secondary lithium cells and batteries during transport (Sécurité des piles et batteries au lithium primaires et secondaires pendant le transport)

(2) GJB 4477-2002 Spécification générale pour les batteries Li-ion

(3) QC/T 743-2006 Batteries lithium-ion pour véhicules électriques

(4) GB/T 12325-2008 Qualité de l'énergie - Déviation de la tension d'alimentation

(5) GB/T 12326-2008 Qualité de l'énergie - Fluctuation de tension et papillotement

(6) GB/T 14549-1993 Qualité de l'approvisionnement en énergie électrique - Harmoniques dans le réseau public d'approvisionnement

(7) GB/T 15543-2008 Qualité de l'énergie - Déséquilibre de tension triphasé

(8) GB/T 2297-1989 Terminologie des systèmes d'énergie solaire photovoltaïque

(9) DL/T 527-2002 Conditions techniques pour l'alimentation électrique des équipements de protection de l'état statique

(10) GB/T 13384-2008 General specifications for packing of mechanical and electrical product (spécifications générales pour l'emballage des produits mécaniques et électriques)

(11) GB/T 14537-1993 Essais de chocs et de bosses sur les relais de mesure et les équipements de protection

(12) GB/T 14598.27-2008 Relais de mesure et équipements de protection - Partie 27 : Exigences en matière de sécurité des produits

(13) DL/T 478-2001 Spécifications générales pour les équipements de protection statique, de sécurité et automatiques

(14) GB/T 17626 -2006 Compatibilité électromagnétique - Techniques d'essai et de mesure

(15) GB 14048.1-2006 Appareillage à basse tension - Partie 1 : Règles générales

(16) GB 7947-2006 Principes de base et de sécurité pour l'interface homme-machine, le marquage et l'identification - Identification des conducteurs par des couleurs ou des chiffres

(17) GB 8702-88 Réglementation relative à la protection contre les rayonnements électromagnétiques

(18) DL/T 5429-2009 Code technique de conception du système d'alimentation électrique

(19) DL/T 5136-2001 Code technique pour la conception du câblage électrique secondaire dans les centrales et sous-stations électriques à combustibles fossiles

(20) DL/T 620-1997 Protection contre les surtensions et coordination de l'isolation pour les installations électriques à courant alternatif

(21) DL/T 621-1997 Mise à la terre des installations électriques à courant alternatif

(22) GB 50217-2007 Code de conception des câbles d'ingénierie électrique

(23) GB 2900.11-1988 Terminologie des piles ou batteries (secondaires)

(24) IEC 61427-2005 Éléments secondaires et batteries pour systèmes d'énergie photovoltaïque - Exigences générales et méthodes d'essai

(25) Q/GDW 564-2010 Directives techniques pour l'interconnexion des systèmes de stockage de l'énergie électrique au réseau de distribution

(26) QC/T 743-2006 Batteries lithium-ion pour véhicules routiers électriques

(27) GB/T 18479-2001 Terrestrial photovoltaic(PV) power generating systems - General and guide (Systèmes de production d'énergie photovoltaïque terrestre - Généralités et guide)

(28) GB/T 19939-2005 Technical requirements for grid connection of PV system (Exigences techniques pour la connexion au réseau d'un système photovoltaïque)

(29) GB/T 20046-2006 Photovoltaic(PV) systems - Characteristics of the utility interface (Systèmes photovoltaïques - Caractéristiques de l'interface avec le service public)

(30) GB 2894 Signes de sécurité（ neq ISO 3864 ：1984）

(31) GB 16179 Lignes directrices pour l'utilisation des signaux de sécurité

(32) GB/T 17883 Compteurs statiques de courant alternatif pour l'énergie active (classes 0.2S et 0.5S)

(33) DL/T 448 Code administratif technique pour le comptage de l'énergie électrique

(34) DL/T 614 Équipement multifonctionnel de mesure de l'électricité (C.A.)

(35) DL/T 645 Protocole de communication du compteur multifonctionnel de wattheures

(36) DL/T 5202 Code technique pour la conception de systèmes de mesure de l'énergie électrique

(37) SJ/T 11127 Protection contre les surtensions pour les systèmes de production d'énergie photovoltaïque (PV) - Guide

(38) IEC 61000-4-30 Compatibilité électromagnétique - Partie 4-30 : Techniques d'essai et de mesure - Méthodes de mesure de la qualité de l'énergie

(39) IEC 60364-7-712 Installations électriques à basse tension - Partie 7-712 : Règles pour les installations spéciales des sites - Systèmes d'alimentation en énergie solaire photovoltaïque (PV)

Chapitre 3 : Idées de conception d'un système d'énergie solaire

Globalement, le projet est conçu selon quatre systèmes :

(1) Système d'énergie solaire (comprenant le module PV, le convertisseur CC/CD) ;

(2) Système de stockage de l'énergie (y compris unité de stockage de l'énergie, convertisseur de stockage de l'énergie PCS) ;

(3) Système de distribution d'énergie intelligent (y compris l'armoire de distribution basse tension) ;

(4) Système de gestion de l'énergie (y compris la gestion de l'énergie EMS, la gestion de la batterie BMS, l'armoire de communication).

Je vous les présenterai un par un dans le chapitre 5-8 suivant, en particulier le système de stockage de l'énergie.

Chapitre 4 : Mode de fonctionnement du système d'énergie solaire

Le projet est un système de stockage d'énergie photovoltaïque (PV) de taille moyenne, qui est connecté à l'alimentation électrique et forme un ensemble de systèmes d'application complémentaires d'énergie.

Le mode de fonctionnement spécifique est le suivant :

(1) Lorsque l'alimentation électrique est normale, le système fonctionne en mode réseau.

Lorsque la lumière du soleil est suffisante pendant la journée, le générateur photovoltaïque convertit l'énergie solaire en énergie électrique et charge directement la batterie grâce au contrôleur de charge MPPT. Lorsque la consommation électrique est en période de pointe, elle est convertie en courant alternatif triphasé avec un niveau de tension de 0,4 kV par le biais de convertisseurs de stockage d'énergie PC afin d'alimenter la charge de l'utilisateur ;

À ce moment-là, la batterie dépend entièrement de la production d'énergie photovoltaïque du système, et la puissance du réseau ne peut pas charger la batterie.

(2) En cas de panne ou d'interruption de l'alimentation électrique, le système fonctionne en mode hors réseau.

Comme l'énergie photovoltaïque est faible au petit matin, le système photovoltaïque et le système de stockage d'énergie alimentent la charge de l'utilisateur en même temps ;

Le matin et à midi, la lumière devient plus forte, l'énergie du système photovoltaïque répond d'abord à la charge de l'utilisateur, puis l'énergie excédentaire est stockée dans le bloc-batterie ;

Après le coucher du soleil, l'énergie du système photovoltaïque disparaît, le stockage d'énergie se chargeant de fournir de l'électricité à la charge de l'utilisateur à ce moment-là.

Chapitre 5 : Conception du système d'alimentation photovoltaïque (PV)

Le projet est situé dans une usine bénéficiant d'un ensoleillement abondant. Il doit donc tenir compte de la consommation électrique quotidienne des utilisateurs, de l'efficacité de la conversion du système, de l'efficacité de l'onduleur et de la durée d'ensoleillement maximale.

Les ressources locales d'ensoleillement étant abondantes, la conception du système d'alimentation électrique photovoltaïque permet d'utiliser pleinement les ressources d'ensoleillement abondantes et de stocker l'énergie électrique excédentaire à l'aide d'un système de stockage de l'énergie.

Lorsque la production d'électricité photovoltaïque est inférieure à l'amplitude limite ou pendant la période de pointe de la consommation d'électricité, l'énergie contenue dans la batterie est transmise au réseau par l'intermédiaire du convertisseur de stockage d'énergie pour participer à l'écrêtement des pointes et au remplissage des vallées du réseau électrique, de manière à créer de meilleurs avantages économiques en utilisant la différence entre les prix des pointes et des vallées, contribuant ainsi à améliorer la capacité de régulation de l'ensemble du système lui-même.

Chapitre 6 : Conception du système de stockage d'énergie

Le système de stockage d'énergie, qui doit être basé sur la puissance totale de la charge et les caractéristiques de fonctionnement de la charge des utilisateurs, est principalement composé d'une batterie lithium-ion phosphate et d'un convertisseur de stockage d'énergie PCS.

Après un examen approfondi de ce système, le projet est basé sur la technologie de stockage de l'énergie des batteries lithium-fer-phosphate, qui doit tenir compte de la consommation d'énergie réelle et du système de stockage de l'énergie, ainsi que de l'efficacité globale du système de stockage de l'énergie, dans le but de faciliter le transport et l'installation et de réduire l'espace au sol.

Le système de stockage d'énergie est principalement composé d'une batterie au lithium fer phosphate, d'une unité de BUS CC, d'un système de gestion de la batterie (BMS), d'un convertisseur de stockage d'énergie (y compris un transformateur d'isolation) (PCS), d'un corps de conteneur (y compris la distribution d'énergie), d'un système de gestion de l'énergie (EMS), d'un système de surveillance, d'un système de contrôle automatique des incendies et d'un système de contrôle de température, etc.

Les fonctions spécifiques de chaque partie ci-dessus seront présentées dans le système de stockage d'énergie (), dont voici une brève introduction.

Chapitre 7 : Conception d'un système de distribution d'électricité intelligent

Le système de distribution intelligent est un ensemble de systèmes de gestion de l'énergie qui est développé en fonction des besoins des utilisateurs et qui suit les normes et les spécifications du système de distribution. Il présente les caractéristiques suivantes : forte spécialisation, automatisation poussée, facilité d'utilisation, performances élevées et grande fiabilité. Il est adapté aux systèmes de distribution à basse tension.

Grâce à la télémétrie et au contrôle à distance, la charge peut être raisonnablement répartie, le fonctionnement optimal peut être réalisé, l'énergie électrique peut être efficacement économisée, et il existe des enregistrements de la consommation d'énergie en période de pointe et en période creuse, fournissant ainsi les conditions nécessaires à la gestion de l'énergie.

Le système intelligent de distribution d'électricité du projet relie et contrôle principalement l'énergie distribuée, l'unité de stockage d'énergie, le grand réseau électrique et la charge de l'utilisateur, et comprend généralement un disjoncteur intelligent, un compteur intelligent, etc.

Chapitre 8 : Conception du système de gestion de l'énergie

Le système de gestion de l'énergie est principalement composé du système de gestion de l'énergie (EMS), de la ligne de communication, de l'armoire de communication, des modules de communication de chaque sous-système, de l'interface de contrôle des interrupteurs intelligents, etc.

Grâce à la collecte et à la lecture des paramètres de performance électrique tels que l'énergie distribuée (puissance, tension, courant), l'unité de stockage d'énergie (SOC de la batterie, tension, courant), la charge (tension de la charge, courant, puissance active, puissance réactive, puissance apparente), le réseau électrique (état de commutation du réseau, courant du réseau, tension, puissance active, puissance réactive, fréquence, facteur de puissance), et le contrôle du fonctionnement optimal de chaque sous-système selon le mode de travail prédéfini, afin d'atteindre une efficacité élevée de l'utilisation maximale de l'énergie nouvelle.

Sur la base des principes pertinents, je ne peux pas vous dire comment concevoir un système d'énergie solaire à l'aide de données spécifiques, mais j'espère montrer le professionnalisme de notre équipe à travers les idées de conception décrites dans cet article. Tant que vous avez des besoins et que vous nous contactez, je pense que nous pouvons vous donner un schéma de conception satisfaisant.