Transformateur QDTB®
All figures are configurator-generated feasibility-level estimates; drawings are schematic deliverables pending refinement by a licensed design institute, not construction documents.
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Poste de stockage de longue durée de 2000 kW : transformateur principal N+1 + 8 h/16 MWh, lecture approfondie du code de réseau et de la capacité

PCS de 2000 kW · LDES de 8 h/16 MWh · transformateur principal 2×S13-M-2000/35 (N+1) · alimentation 35 kV · 83 clusters

1 · TL;DR Conclusion

Conclusion : cette sous-station de stockage de longue durée de 2000 kW utilise un PCS de 2000 kW + une batterie de 16063 kWh/8 h (83 clusters · 768 V CC) + 2 grands transformateurs principaux S13-M-2000/35 (N+1) sur un réseau de 35 kV. nMinus1 passe (84 % de charge après la mise hors service d'un transformateur) ; l'écrêtement des pointes (écart de 0,13 $/kWh) permet d'économiser ≈379 600 $/an ; équipement ≈ 2 314 905 $, EPC ≈ 2 900 000 $ (niveau de faisabilité).

  • •LDES 2000 kW / 16063 kWh = 8 h, DOD 0,9 (17848 kWh nominaux), 83 clusters × 215 kWh, 768 V CC
  • •Grand transformateur principal 2×S13-M-2000/35 (N+1) ; nMinus1 passe — 84 % de charge après la mise hors service d'une unité
  • •Écrêtage : 2000 kW × 4 h × 0,13 $/kWh = ≈379 600 $/an (base V24)
  • •Alimentation 35 kV ; court-circuit BT 36,54 kA, coupure 50 kA (1,4×) · MT 25 kA (3×)
  • •Pertes 4 510 068 kWh/an (541 208 $/an) ; l'amélioration vers SH15 amorphe est amortie en seulement 2,4 ans

2 · Solution Overview

Le stockage d'énergie de longue durée (LDES) offre une charge/décharge de plus de 4 heures, voire de plusieurs jours, pour l'écrêtement des pointes sur plusieurs jours, la régulation de fréquence et la réserve, généralement via des batteries à flux, l'hydroélectricité pompée ou l'air comprimé. Il s'agit d'une station de 2000 kW d'une durée de 8 h/16 MWh, sur un réseau de 35 kV, avec 2 transformateurs principaux de 2000 kVA (N+1).

2×2000 kVA (S13-M-2000/35, N+1)
Transformateur principal
2000 kW
PCS
16063 kWh / 8 h
Énergie de stockage
83 × 215 kWh
Grappes de batteries
768 V DC
Tension CC
35 kV
Tension du réseau
Raccordé au réseau
Mode
Réussi (84% après une sortie)
nMinus1
SourceRoleShare kWShare
Grid 35 kVbase0 kW0%
BESS 2000 kW / 16000 kWhvariable1600 kW100%

3 · Design Process & Rationale

1. Identification des besoins

Une station de longue durée est centrée sur la durée et la capacité (2000 kW · 8 h) ; les points décisifs sont le grand transformateur principal et la base du code de réseau — ciblant l'écrêtement de pointe sur plusieurs jours, la régulation de fréquence et la réserve.

2. Dimensionnement de la durée

2000 kW PCS × 8 h = 16063 kWh utiles (DOD 0,9 → 17848 kWh nominaux), 83 clusters × 215 kWh à 768 V DC ; 8 h est un palier typique de longue durée (pompage / air comprimé / flux).

3. Grand transformateur principal

2000 kW / 0,95 ≈ 2105 kVA → 2×2000 kVA (N+1, une unité supporte 84%), S13-M-2000/35 — répondant au raccordement de grande capacité et à la fiabilité.

4. Conception de redondance

N+1 fait passer nMinus1 : après la mise hors service d'un transformateur, les 2000 kVA restants couvrent 84% de la charge (sdKva 1684), assurant une alimentation continue.

5. Protection et coordination

Coordination de surintensité 50/51 ; court-circuit BT selon IEC 60909 de 36,54 kA, coupure BT de 50 kA (marge de 1,4×) et MT de 25 kA (3×), V19 passe.

6. Qualité de l'énergie

Harmoniques du redresseur PCS haute puissance THDi 20% → réacteur désaccordé + APF/SVG ; la compensation réactive maintient PF ≥ 0,95.

7. Pertes et économie

Le grand transformateur perd 4 510 068 kWh/an (541 208 $/an), une part significative ; la mise à niveau amorphe SH15 économise 6 920 kWh/an et s'amortit en seulement 2,4 ans.

8. Code de réseau

Le comptage côté haute tension 35 kV nécessite CT 0.2S / PT 0.2 (V12) ; le raccordement LDES doit être confirmé par rapport au code de réseau local (rampe / fréquence primaire / LVRT).

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Les raccordements de grande capacité exigent une fiabilité/redondance élevée du transformateur

Solution

2 transformateurs principaux de 2000 kVA en N+1, nMinus1 réussi

Evidence

verdict nMinus1=réussi · sdKva 1684 · 84 % de charge après une sortie

Pain

La batterie de longue durée de 8 h est énorme et très capitalistique

Solution

2000 kW × 8 h = 16 MWh (83 clusters · 768 V CC)

Evidence

capacitySummary storageHours=8 ; storageBattery 83 clusters

Pain

Les pertes du grand transformateur augmentent les factures à long terme

Solution

Le transformateur principal amorphe SH15 économise 6 920 kWh/an

Evidence

transformerTco.upgrade : retour sur investissement 2,4 ans · 830 $/an

Pain

Exigences du code de réseau (ramp / fréquence / LVRT) peu claires

Solution

Comptage côté haute tension 35 kV + conformité IEC + confirmation du code de réseau

Evidence

Exigence de comptage V12 ; toConfirm gridCodeNote en attente

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Transformateur principal2×2000 kVA (S13-M-2000/35)2000 kW / 0,95 ≈ 2105 kVA → N+1 double 2000 kVACharge de 84% après un déclenchement, nMinus1 passe
Durée plus longue / puissance plus élevée nécessite un palier de 2500/3150 kVA
Puissance du PCS2000 kWCharge/décharge haute puissance suiveuse de réseauCapacité d'écrêtage et de fréquence
Le PCS doit correspondre aux ordres de dispatch du réseau
Énergie de stockage16063 kWh utiles / 17848 kWh nominaux2000 kW × 8 h ; DOD 0,98 h de longue durée pour l'écrêtage sur plusieurs jours
La technologie flow / pompage / air comprimé limite la durée
Grappes de batteries83 × 215 kWh768 V CC · 240 en série · cellule 3,2 V · 280 AhMise en parallèle de grappes à grande échelle
La cohérence entre grappes / l'équilibrage du BMS est le point focal de l'exploitation et maintenance
Niveau de court-circuitBT 36,54 kA · 50 kA de coupureIEC 60909 · hypothèse Ssc 500 MVACoupure BT 1,4× · MT 3×
Ssc réelle à confirmer avec le gestionnaire de réseau
Pertes4 510 068 kWh/an · 541 208 $/anÀ vide 1,12 kW + charge 17,4 kW · 84% de chargeLes pertes des grands transformateurs sont importantes
SH15 amorphe rentabilisé en 2,4 ans

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/29Schéma unifilaire — Réseau 35 kV + PCS bidirectionnel 2000 kW → batterie 16 MWh → 2 transformateurs principaux 2000 kVA (N+1) → jeu de barres 35 kV
Why: Le schéma unifilaire répond à la question de la connexion du LDES à grande capacité : un PCS de 2000 kW + batterie de 16 MWh est élevé à 35 kV via 2 transformateurs de 2000 kVA, avec N+1 maintenant la continuité d'alimentation si une unité déclenche.
Dwg 4/29Topologie du système — Réseau 35 kV (base) · BESS 2000 kW (variable, 100%) → 2 transformateurs principaux (N+1) → jeu de barres 35 kV
Why: La topologie dessine la hiérarchie énergétique et la redondance : stockage comme variable à 100% de part, transformateurs doubles N+1 comme cœur de fiabilité — le locus de grande capacité du LDES de 8 h.
Dwg 20/29Raccordé au réseau / anti-îlotage — PCC · anti-îlotage · anti-retour
Why: La connexion LDES à grande échelle doit respecter le code de réseau : l'ouverture du PCC et la protection anti-îlotage sont configurées selon les règles locales — répondant au problème du "code de réseau (rampe / fréquence / LVRT)".
Dwg 25/29Unifilaire d'écrêtement des pointes — BESS 2000 kW/16 MWh via PCS au jeu de barres · écrêtement / fréquence
Why: Cela positionne le LDES de 8 h comme branche de dispatch : le PCS charge en vallée et décharge en pointe, 2000 kW × 4 h d'écrêtement ≈379 600 $/an — la source structurelle de l'économie.
Dwg 26/29Profil d'exploitation d'écrêtement des pointes — Profil 24 h · charge en vallée / décharge en pointe + support 8 h
Why: Cela transforme la caractéristique de 8 h en chronologie : une charge/décharge plus longue couvre des fenêtres pointe/vallée plus larges, soutenant l'écrêtement multi-jours et la réserve — la preuve opérationnelle.
Dwg 8/29Calcul de court-circuit — Défaut BT 36,54 kA · vérification de coupure 50 kA
Why: Une grande station a un niveau de défaut élevé (BT 36,54 kA) ; cela vérifie la coupure du disjoncteur (50 kA) et la stabilité thermique du câble afin que la branche de 2000 kW déclenche de manière fiable.

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

Dwg 1 · Base de conception électriqueDwg 14 · Configuration de protectionDwg 15 · Courbe de coordination TCCDwg 19 · Compensation réactive et harmoniqueDwg 12 · Évaluation de la qualité de l'énergieDwg 13 · Architecture SCADADwg 16 · Système de mise à la terreDwg 17 · Protection contre la foudre et les surtensionsDwg 18 · Plan d'implantation des équipementsDwg 24 · Système d'alimentation auxiliaire CCDwg 27 · Architecture de communication du BMSDwg 28 · Extinction d'incendie et zonage thermiqueDwg 29 · Machine à états de contrôle de l'EMSDwg 9 · Codes et normes applicablesDwg 10 · Données techniques des équipements principaux

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Flux énergétique

En heures creuses, le réseau 35 kV charge la batterie de 16 MWh via le transformateur principal et la rectification du PCS ; en heures pleines, la batterie se décharge par inversion du PCS → transformateur principal → bus 35 kV (2000 kW), avec un support de 8 h couvrant des fenêtres creuses/pleines plus larges.

Fonctionnement 24h

Courbe d'une journée type : la charge/décharge de longue durée couvre des fenêtres plus larges, écrêtant 2000 kW × 4 h avec 8 h soutenant l'écrêtement et la réserve sur plusieurs jours — illustrant l'effet d'ordre temporel du LDES.

Économie

2000 kW × 4 h × 0,13 $/kWh = ≈379 600 $/an ; équipement 2 314 905 $, EPC 2 900 000 $ ; le LDES ajoute une valeur d'écrêtement multi-jours / fréquence / réserve en plus.

LCC (coût du cycle de vie)

À 6 % d'actualisation, S13 → SH15 amorphe économise 6 920 kWh/an (≈830 $), retour sur investissement en 2,4 ans — la mise à niveau du grand transformateur offre le meilleur rapport coût-bénéfice.

Other views (shown): Qualité de l'énergie et harmoniques · Profil de tension · Caractéristiques du schéma · Déclassement environnemental

7 · Economics & Payback

Équipement total ≈ 2 314 905 $, EPC ≈ 2 900 000 $ (y compris BESS/transformateurs principaux/distribution). L'écrêtement de pointe de 2000 kW × 4 h × 0,13 $/kWh permet d'économiser ≈379 600 $/an ; les pertes coûtent 541 208 $/an (transformateur de grande taille fortement chargé), SH15 amorphe économise 6 920 kWh/an (830 $/an, retour sur investissement de 2,4 ans). Le principal modèle économique du moteur est centré sur le PV ; utilisez la base d'écrêtement + fréquence/réserve pour la valeur du LDES (niveau de faisabilité).

$2,314,905
Total des équipements
$2,900,000
Investissement EPC
$379,600/an
Économies sur l'écrêtement
$541,208
Pertes annuelles
$830/an (retour sur investissement en 2,4 ans)
Mise à niveau SH15
8 h (16 MWh)
Durée de stockage
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

Quel transformateur principal pour le stockage de longue durée ?
2×2000 kVA (S13-M-2000/35, N+1) ; 2000 kW / 0.95 ≈ 2105 kVA → double 2000 kVA, 84 % de charge après la sortie d'une unité (nMinus1 passe).
Comment est configurée la batterie de 8 h ?
2000 kW × 8 h = 16063 kWh utiles (DOD 0.9 → 17848 kWh nominaux), 83 clusters × 215 kWh, 768 V DC.
Stockage longue durée vs courte durée ?
Longue durée (≥4 h ; 8 h ici) fait de l'écrêtement multi-jours / fréquence / réserve ; courte (2 h) fait de l'arbitrage pointe-creux. Les technologies incluent le flow, l'hydroélectrique pompée et l'air comprimé.
Combien cela permet-il d'économiser ?
2000 kW × 4 h × $0.13/kWh d'écart = ≈$379,600/an (base de vérification V24), plus la valeur fréquence / réserve.
Pourquoi utiliser la redondance N+1 ?
Une connexion de grande capacité exige une haute fiabilité ; N+1 fait passer nMinus1 — les 2000 kVA restants couvrent 84 % de la charge après la sortie d'une unité.
Qu'en est-il des pertes élevées du grand transformateur ?
Les pertes sont de 4,510,068 kWh/an ($541,208/an) ; l'amélioration amorphe SH15 économise 6,920 kWh/an et s'amortit en seulement 2.4 ans.
La capacité de court-circuit de 35 kV est-elle suffisante ?
Défaut BT 36.54 kA, coupure BT 50 kA (marge 1.4×) et HT 25 kA (3×), V19 passe.
Quels points du code de réseau surveiller ?
Confirmer le taux de rampe, la réponse de fréquence primaire et le LVRT selon le code de réseau local ; CT de comptage côté HT 0.2S / PT 0.2.
Quand est-ce rentabilisé ?
EPC $2,900,000 avec $379,600/an d'écrêtement plus revenus fréquence/réserve ; le modèle principal du moteur est centré sur le PV, donc le retour sur investissement simple indicatif est ≈7.6 ans (à confirmer avec les tarifs réels / prix des services auxiliaires).
Comment sont gérés les harmoniques ?
Le THDi du redresseur PCS de 2000 kW est de 20 %, dépasse la limite — réacteur désaccordé + filtrage actif APF/SVG (V6).

Special Considerations

  • La connexion LDES doit confirmer le taux de rampe, la réponse de fréquence primaire et la LVRT par rapport au code de réseau local (toConfirm gridCodeNote).
  • Les pertes du grand transformateur sont élevées ($541,208/an) ; la mise à niveau amorphe SH15 a le meilleur rapport coût-bénéfice (retour sur investissement de 2.4 ans).
  • 83 clusters en parallèle — la cohérence inter-clusters et l'équilibrage du BMS sont au cœur de l'O&M (idem pour la seconde vie / la technologie de flux de longue durée).
  • N+1 nMinus1 passe, mais confirmez le Ssc réel avec la compagnie d'électricité (36.54 kA est basé sur l'hypothèse de 500 MVA).
  • Estimations au niveau de faisabilité ; les dessins sont schématiques, en attente de raffinement par l'institut de conception.

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