محول QDTB®
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
جميع الحلول

محطة فرعية لنظام تخزين طاقة البطاريات BESS بتشكيل الشبكة بقدرة 500 كيلوواط: محول PCS بقدرة 500 كيلوواط + رفع الجهد إلى 35 كيلوفولت + 4 ساعات/2 ميغاواط ساعة، بدء التشغيل الأسود والمراجحة — قراءة معمّقة

PCS ثنائي الاتجاه بقدرة 500 kW · رفع الجهد إلى 35 kV · BESS بسعة 2 MWh/4 h · بدء تشغيل أسود بتشكيل الشبكة · 11 مجموعة

1 · TL;DR Conclusion

الخلاصة: تستخدم محطة BESS المستقلة/المشتركة بقدرة 500 كيلوواط محول PCS ثنائي الاتجاه بقدرة 500 كيلوواط + بطارية 2129 كيلوواط ساعة/4 ساعات (11 مجموعة · 768 فولت تيار مستمر) + محول رفع S13-M-500/35 على شبكة 35 كيلو فولت، في وضع grid-forming؛ يتم التحقق من البدء الأسود عبر تخزين 500 كيلوواط. إجمالي معدات المُكوِّن ≈ 356,557 دولارًا، EPC ≈ 425,000 دولار، ومراجحة الذروة-الوادي (فرق 0.13 دولار/كيلوواط ساعة × 4 ساعات) توفر ≈94,900 دولار/سنويًا (مستوى الجدوى).

  • •تشكيل الشبكة: ربط الشبكة-الجزيرة + بدء التشغيل الأسود، PCS كمصدر جهد، تم التحقق من بدء التشغيل الأسود عبر تخزين 500 كيلوواط
  • •BESS 500 كيلوواط / 2129 كيلوواط ساعة = 4 ساعات، DOD 0.9 (2365 كيلوواط ساعة مقدرة)، 11 مجموعة × 215 كيلوواط ساعة، 768 فولت تيار مستمر
  • •تغذية 35 كيلوفولت: محول رفع S13-M-500/35 عند تحميل 84% (النطاق الاقتصادي 60–85%)
  • •المراجحة: 500 كيلوواط × 4 ساعات × 0.13 دولار/كيلوواط ساعة = ≈94,900 دولار/سنة (أساس التحقق V24)
  • •تحذيرات: تشكيل الشبكة/العزل يتطلب تخزين 8 ساعات (V8 يشير إلى 4 ساعات < 8 ساعات)؛ nMinus1 يفشل عند محول واحد

2 · Solution Overview

محطة BESS المستقلة/المشتركة تتصل مباشرة بالشبكة (ناقل 35 كيلوفولت هنا)، تشحن بتعريفة الوادي وتفرغ في وقت الذروة عبر PCS ثنائي الاتجاه لتقليص الذروة وتنظيم التردد؛ يمكن لـ PCS المكوّن للشبكة أيضًا أن يعمل كمصدر جهد لدعم الشبكة الصغيرة والبدء الأسود بعد فقدان الشبكة. هذه محطة بقدرة 500 كيلوواط ترفع الجهد إلى 35 كيلوفولت.

1×500 kVA (S13-M-500/35)
محول رفع الجهد
500 kW
PCS ثنائي الاتجاه
2129 kWh / 4 h
طاقة التخزين
11 × 215 kWh
مجموعات البطاريات
768 V DC
جهد التيار المستمر
35 kV
جهد الشبكة
تشكيل الشبكة (ربط الشبكة-الجزيرة)
الوضع
تم التحقق عبر تخزين 500 kW
بدء التشغيل الأسود
SourceRoleShare kWShare
Grid 35 kVbase0 kW0%
BESS 500 kW / 2000 kWhvariable400 kW100%

3 · Design Process & Rationale

1. تحديد المتطلبات

محطة تخزين مستقلة/مشتركة ليس لديها حمل تقليدي — البطارية هي الأصل. حدد أولاً قدرة PCS (500 كيلوواط) ومستوى جهد الشبكة (35 كيلوفولت)، ثم وضع التشغيل (تشكيل الشبكة يتطلب قدرة بدء التشغيل الأسود).

2. تشكيل الشبكة مقابل متابعة الشبكة

يعمل PCS المشكّل للشبكة كمصدر جهد، مما يتيح التشغيل الجزري والبدء الأسود؛ هنا نختار الربط بالشبكة-الجزيرة + البدء الأسود، تم التحقق منه عبر تخزين 500 كيلوواط (blackStartCheck تم التحقق)، ويغطي التشغيل المتصل بالشبكة وخارجها.

3. تحجيم التخزين

PCS 500 كيلوواط × 4 ساعات = 2129 كيلوواط ساعة قابلة للاستخدام (DOD 0.9 → 2365 كيلوواط ساعة مقدرة)، أي 11 مجموعة × 215 كيلوواط ساعة عند 768 فولت تيار مستمر؛ 4 ساعات تغطي المراجحة بين الذروة والحضيض.

4. اختيار محول الرفع

اتصال 35 كيلوفولت يحتاج وحدة رفع: 500 كيلوواط / 0.95 ≈ 526 كيلوفولت أمبير → فئة 500 كيلوفولت أمبير (S13-M-500/35) عند تحميل 84% (النطاق الاقتصادي 60–85%).

5. الحماية والتنسيق

تدرج التيار الزائد 50/51 عند 0.6/0.3/0.1 ثانية؛ مستوى خطأ الجهد المنخفض وفق IEC 60909 هو 9.5 كيلو أمبير، قدرة قطع القاطع 25 كيلو أمبير (هامش 2.6×) — كلها تنجح (V19).

6. جودة الطاقة

يقوم PCS بالتقويم وينتج توافقيات (THDi 20%)؛ بنك مفاعل منزوع الضبط بالإضافة إلى الترشيح النشط الموصى به APF/SVG يعالج ذلك (V6 يشير إلى تجاوز THDi للحد).

7. فحص الموثوقية

يفشل nMinus1 عند محول واحد (فجوة 400 كيلوواط) — مقبول لمحطة تخزين مشتركة ولكن يستحق الملاحظة؛ التشغيل خارج الشبكة طوال الليل يحتاج أيضاً إلى 8 ساعات تخزين (V8 يشير إلى 4 ساعات < 8 ساعات).

8. القياس والاتصال بالشبكة

يتطلب القياس على الجانب العالي 35 كيلوفولت محول تيار بدرجة تجارية 0.2S / محول جهد 0.2 (V12)؛ يحتاج الاتصال بالشبكة إلى موافقة وقانون الشبكة المحلي (مكافحة الجزيرة / مكافحة التغذية العكسية / معامل القدرة).

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

صعوبة الموافقة على توصيل الشبكة / حقن الطاقة، والخوف من الرفض

Solution

PCS لتشكيل الشبكة (ربط الشبكة-الجزيرة + بدء التشغيل الأسود) متوافق مع IEC؛ تم التحقق من بدء التشغيل الأسود عبر التخزين

Evidence

operatingMode.blackStartCheck تم التحقق (تخزين 500 كيلوواط)؛ toConfirm gridCodeNote معلق

Pain

كيفية تحديد قدرة ومدة PCS لمحطة تخزين مشتركة؟

Solution

PCS ثنائي الاتجاه 500 كيلوواط + 4 ساعات / 2129 كيلوواط ساعة (DOD 0.9 → 2365 كيلوواط ساعة مقدرة)

Evidence

capacitySummary storageHours=4؛ storageBattery 11 مجموعة × 215 كيلوواط ساعة · 768 فولت تيار مستمر

Pain

هل ستحقق أرباحًا فعلاً، ومتى؟

Solution

500 كيلوواط × 4 ساعات × فرق 0.13 دولار/كيلوواط ساعة = ≈94,900 دولار/سنة

Evidence

فحص V24 + economic.shaving.annualSaving=94900

Pain

مدة التشغيل الليلي خارج الشبكة / بدء التشغيل الأسود غير كافية

Solution

يتطلب التشغيل الجزيري بتشكيل الشبكة 8 ساعات؛ هذا المخطط لمدة 4 ساعات يغطي فقط المراجحة

Evidence

V8 "التخزين 4 ساعات < المطلوب 8 ساعات" يدفع إلى توسيع السعة

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
محول رفع الجهد500 kVA ×1 (S13-M-500/35)500 kW / 0.95 ≈ 526 kVA → فئة 500 kVAتحميل 84% (نطاق اقتصادي 60–85%)
التوسع أو ارتفاع معامل التزامن يتطلب 630/800 kVA
محول طاقة ثنائي الاتجاه PCS500 kWمصدر جهد مُشكِّل للشبكة، شحن/تفريغ ثنائي الاتجاهقدرة بدء التشغيل الأسود + التشغيل الجزري
قدرة PCS = تصنيف الشحن/التفريغ، يجب أن تتوافق مع إرسال الشبكة
طاقة التخزين2129 kWh قابلة للاستخدام / 2365 kWh مقدرة500 kW × 4 ساعات؛ DOD 0.94 ساعات تغطي المراجحة بين الذروة والوادي
خارج الشبكة طوال الليل يتطلب 8 ساعات (V8)
مجموعات البطاريات11 × 215 kWh768 V DC · 240 على التوالي · خلية 3.2 V · 280 Ahالمجموعات المتوازية ترفع الطاقة والتوافر
اتساق المجموعات يؤثر على موازنة SOC
جهد الشبكة35 kVالتخزين المشترك يتصل بقضيب محطة المحولات 35 kVمحول رفع الجهد يحمل التدفق ثنائي الاتجاه
قياس الجانب العالي CT 0.2S / PT 0.2 (V12)
مستوى القصرالجهد المنخفض 9.5 kA · 25 kA قدرة القطعIEC 60909 · افتراض Ssc 500 MVAهامش قطع 2.6×
Ssc الفعلي يجب تأكيده مع شركة الكهرباء (toConfirm)
الفواقد378,547 kWh/سنة · $45,426/سنةبدون حمل 0.39 kW + حمل 5.15 kW · تحميل 84%تكلفة التشغيل طويلة الأجل
SH15 الأمورفي يوفر 2,366 kWh/سنة

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/29مخطط أحادي الخط — شبكة 35 kV + PCS ثنائي الاتجاه 500 kW → بطارية 2 MWh → رفع → قضيب 35 kV
Why: يجيب المخطط الأحادي على كيفية اتصال المحطة ثنائي الاتجاه: البطارية عبر PCS ثنائي الاتجاه إلى محول الرفع، ثم إلى 35 kV — يمكن للطاقة أن تتدفق من الشبكة للشحن أو للخارج للتفريغ، الموقع الفيزيائي لـ grid-forming/following.
Dwg 4/29طوبولوجيا النظام — شبكة 35 kV (أساس) · BESS 500 kW (متغير، 100%) → رفع → قضيب 35 kV
Why: تضع الطوبولوجيا التسلسل الهرمي للطاقة: الشبكة كأساس، التخزين كمتغير (حصة 100%)، محول الرفع يحمل التدفق ثنائي الاتجاه — في وضع grid-forming يترقى التخزين من مصدر إلى مصدر جهد.
Dwg 20/29نقل مرتبط بالشبكة / الجزرية — PCC · مانع الجزرية 81U/81O+32R · 4 منطق نقل
Why: يوجد grid-forming في هذا الرسم: بعد فتح PCC، يعمل PCS كمصدر جهد للحفاظ على الجزيرة، ويعيد البدء الأسود بناء القضيب عبر التخزين — الإجابة التقنية لألم "موافقة الشبكة / مانع الجزرية".
Dwg 25/29أحادي خط تقليص الذروة — BESS 500 kW/2 MWh عبر PCS إلى القضيب · مراجحة/تقليص
Why: هذا يهبط BESS من مصدر إلى فرع إرسال: يشحن PCS في الوادي ويفرغ في الذروة، تقليص 500 kW × 4 h ≈$94,900/سنة — المصدر الهيكلي للاستنتاج الاقتصادي.
Dwg 26/29ملف تشغيل تقليص الذروة — ملف 24 ساعة · شحن في الوادي / تفريغ في الذروة للتقليص
Why: هذا يحول المراجحة إلى خط زمني 24 ساعة — شحن في الوادي، تفريغ في الذروة — يُظهر ذروة الطلب المقلصة والفاتورة الموفرة، الدليل التشغيلي للاقتصاد.
Dwg 8/29حساب الدائرة القصيرة — مستوى عطل الجهد المنخفض 9.5 kA · فحص القطع 25 kA
Why: يهيمن نظام الشبكة على مستوى العطل (افتراض 500 MVA)؛ يتحقق هذا من قدرة قطع القاطع والاستقرار الحراري للكابل حتى تنطلق أعطال فرع PCS بشكل موثوق.

The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):

Dwg 1 · أساس التصميم الكهربائيDwg 14 · تكوين الحمايةDwg 15 · منحنى التنسيق TCCDwg 19 · تعويض القدرة التفاعلية والتوافقياتDwg 12 · تقييم جودة الطاقةDwg 13 · معمارية SCADADwg 16 · نظام التأريضDwg 17 · الحماية من الصواعق وارتفاع الجهدDwg 18 · مخطط توزيع المعداتDwg 24 · نظام الطاقة المساعدة للتيار المستمرDwg 27 · معمارية اتصالات BMSDwg 28 · إخماد الحرائق والتقسيم الحراريDwg 29 · آلة حالة التحكم في EMSDwg 9 · الأكواد والمعايير المعمول بهاDwg 10 · البيانات الفنية للمعدات الرئيسية

6 · Operation Demo (Deep-Read)

تدفق الطاقة

في وقت الوادي، تشحن الشبكة البطارية عبر محول الرفع 35 kV وتقويم PCS (500 kW)؛ وفي وقت الذروة، تفرغ البطارية عبر عكس PCS → رفع → ناقل 35 kV. في وضع grid-forming، بعد فتح PCC يعمل PCS كمصدر جهد يحافظ على ناقل الجزيرة.

تشغيل 24 ساعة

منحنى يوم نموذجي: شحن في الوادي (مثل 0–6 س)، تفريغ في الذروة (مثل 18–22 س)، تقليص 500 kW × 4 س — يُظهر المراجحة بين الذروة والوادي ودعم التردد بترتيب زمني.

الاقتصاد

500 kW × 4 س × $0.13/kWh = ≈$94,900/سنة؛ المعدات $356,557، EPC $425,000؛ grid-forming / التشغيل الأسود يضيف خدمات جانب الشبكة (التردد / الاحتياطي) فوق ذلك.

LCC (تكلفة دورة الحياة)

بخصم 6%، S13 → SH15 غير المتبلور يوفر 2,366 kWh/سنة (≈$284)، فترة استرداد 4.6 سنة؛ فئة الكفاءة العالية تفوز في التكلفة على المدى الطويل.

Other views (shown): جودة الطاقة والتوافقيات · مخطط الجهد · ميزات المخطط · تخفيض القدرة البيئي

7 · Economics & Payback

إجمالي المعدات ≈ 356,557 دولارًا، EPC ≈ 425,000 دولارًا (بما في ذلك BESS/الرفع/التوزيع). يحقق المراجحة بين الذروة والوادي 500 كيلوواط × 4 ساعات × 0.13 دولار/كيلوواط ساعة توفيرًا ≈94,900 دولار/سنة؛ تكلف الخسائر 45,426 دولارًا/سنة، ويوفر ترقية SH15 غير المتبلور 284 دولارًا أخرى/سنة (فترة استرداد 4.6 سنة). ملاحظة: النموذج الاقتصادي الرئيسي للمحرك يتمحور حول PV (بدون PV → يظهر "لا استرداد خلال 25 سنة")؛ استخدم أساس المراجحة البالغ 94,900 دولار/سنة لقيمة BESS (مستوى الجدوى).

$356,557
إجمالي المعدات
$425,000
استثمار EPC
$94,900/سنة
توفير المراجحة
$45,426
الخسائر السنوية
$284/سنة (فترة استرداد 4.6 سنة)
ترقية SH15
4 ساعات (2 ميجاوات ساعة)
مدة التخزين
Key assumptions driving these numbers
$0.12/kWh
Electricity price
$0.06/kWh
Feed-in tariff
80%
Self-consumption
$0.13/kWh
Peak-valley spread

8 · FAQ

ما هو محول الرفع لمحطة تخزين بقدرة 500 kW؟
S13-M-500/35 (500 kVA)؛ 500 kW / 0,95 ≈ 526 kVA → فئة 500 kVA عند تحميل 84% (النطاق الاقتصادي 60–85%).
Grid-forming مقابل grid-following — ما الفرق؟
يعمل PCS من نوع grid-forming كمصدر جهد، مما يتيح التشغيل الجزري والبدء الأسود؛ بينما يتبع grid-following جهد الشبكة. يستخدم هذا المخطط grid-tie-island + البدء الأسود، وتم التحقق منه عبر تخزين 500 kW.
ما المدة اللازمة لمحطة تخزين مستقلة؟
4 ساعات لمراجحة الذروة-الوادي (2129 kWh هنا)؛ خارج الشبكة/البدء الأسود الليلي يحتاج 8 ساعات (V8 يشير إلى 4 س < 8 س).
كم يوفر؟
500 kW × 4 س × فرق $0,13/kWh = ≈$94,900/سنة (أساس فحص V24).
كيف يتم تكوين مجموعات البطاريات؟
11 مجموعة × 215 kWh، 768 V DC · 240 على التوالي · خلية 3,2 V · 280 Ah، DOD 0,9 (2365 kWh اسمي).
لماذا التوصيل عند 35 kV؟
يتصل التخزين المشترك مباشرة بقضيب محطة 35 kV عبر محول الرفع (ثنائي الاتجاه)؛ مطلوب محول تيار قياس 0,2S / محول جهد 0,2 على الجانب العالي.
هل سعة القصر / القطع كافية؟
عطل الجهد المنخفض 9,5 kA، سعة قطع القاطع 25 kA (هامش 2,6×)، V19 ينجح.
متى يتم الاسترداد؟
EPC $425,000؛ النموذج الاقتصادي الرئيسي للمحرك يركز على PV (لا يُظهر استردادًا بدون PV)، لذا استخدم قيمة المراجحة $94,900/سنة — فترة استرداد بسيطة إرشادية ≈4,5 سنة.
كيف يتم التعامل مع التوافقيات؟
THDi لمقوم PCS بنسبة 20% يتجاوز الحد — مفاعل منزوع الضبط + ترشيح نشط APF/SVG (V6).
كيف يعمل البدء الأسود؟
بعد فقدان الشبكة، يعمل التخزين عبر PCS من نوع grid-forming كمصدر جهد لإعادة بناء القضيب؛ blackStartCheck ينجح عبر تخزين 500 kW.

Special Considerations

  • تشكيل الشبكة/التشغيل الجزري طوال الليل يتطلب 8 ساعات تخزين — هذا المخطط لمدة 4 ساعات يغطي فقط المراجحة؛ قم بتوسيعه إلى 8 ساعات لدعم التشغيل الجزري/البدء الأسود المستمر (V8 يشير إلى 4 ساعات < 8 ساعات).
  • nMinus1 يفشل على المحول الواحد (فجوة 400 كيلوواط)؛ عادةً ما تقبل محطات التخزين المشتركة محولاً واحداً، انتقل إلى N+1 للتوافر العالي.
  • توافقيات مقوم PCS، THDi 20%، تتجاوز الحد — مطلوب مفاعل إزالة الضبط + ترشيح نشط APF/SVG (V6).
  • قياس 35 كيلوفولت على الجانب العالي يحتاج إلى محول تيار فئة الإيرادات 0.2S / محول جهد 0.2 (V12)؛ يتطلب الاتصال بالشبكة موافقة وقانون الشبكة المحلي.
  • تقديرات على مستوى الجدوى؛ الرسومات تخطيطية، في انتظار تنقيح معهد التصميم.

Turn this into your project

Open this exact scenario pre-loaded in the Power System Configurator, then generate the full design document or the operation & techno-economic assessment.

Open in Power System Configurator →

توريد شامل لمعدات الطاقة التقليدية والطاقة الشمسية

من تصميم نظام توزيع الطاقة إلى الطاقة الشمسية - المحولات، والمفاتيح الكهربائية، والمحطات الفرعية، ومعدات الطاقة الشمسية، بأحجامها وأسعارها في مكان واحد. استخدم الآلات الحاسبة لدينا للحصول على قائمة كاملة بالمواد وسعر FOB.