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

Промышленное и коммерческое накопление энергии 500 кВт: питание 10 кВ + 4 ч/2 МВт·ч, пиково-валлейный арбитраж и снижение спроса — глубокое чтение

PCS 500 кВт · 10 кВ/0,4 кВ · BESS 2 МВт·ч/4 ч · арбитраж + снижение нагрузки · 11 кластеров

1 · TL;DR Conclusion

Заключение: данная система накопления энергии C&I мощностью 500 кВт за счетчиком использует PCS 500 кВт + батарею 2129 кВт·ч/4 ч (11 кластеров · 768 В пост. тока) + трансформатор S13-M-500/10 на фидере 10 кВ. Арбитраж пик-долина ($0.13/кВт·ч × 4 ч) экономит ≈$94,900/год плюс снижение спроса на 80 кВт; оборудование ≈ $341,495, EPC ≈ $425,000 (уровень технико-экономического обоснования).

  • •За прибором учёта (подключение к сети): питание 10 кВ + зона 0,4 кВ, BESS подключается к шине низкого напряжения через PCS
  • •BESS 500 кВт / 2129 кВт·ч = 4 ч, DOD 0,9 (2365 кВт·ч номинально), 11 кластеров × 215 кВт·ч, 768 В пост. тока
  • •Арбитраж: 500 кВт × 4 ч × 0,13 $/кВт·ч = ≈94 900 $/год; снижение спроса на 80 кВт (базис V24)
  • •Трансформатор S13-M-500/10 при загрузке 84%; модернизация до аморфного SH15 окупается за 3,4 года
  • •Ток короткого замыкания на низкой стороне 17,6 кА (более строгие требования на стороне 10 кВ), отключающая способность 25 кА (запас 1,4×)

2 · Solution Overview

Накопитель C&I за счетчиком заряжается в часы минимума и разряжается в часы пика через PCS, снижая стоимость электроэнергии в пиковый период и сокращая плату за мощность (максимальную мощность). Эта заводская зона мощностью 500 кВт использует питание 10 кВ с распределением низкого напряжения 0,4 кВ; BESS подключается к шине низкого напряжения для арбитража и управления спросом.

1×500 kVA (S13-M-500/10)
Трансформатор
500 kW
PCS
2129 kWh / 4 ч
Энергия накопления
11 × 215 kWh
Кластеры батарей
768 V DC
Напряжение постоянного тока
10 kV
Напряжение питания
Подключение к сети
Режим
400 kW мощности + 80 kW освещения
Нагрузка
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase0 kW0%
BESS 500 kW / 2000 kWhvariable400 kW100%

3 · Design Process & Rationale

1. Определение требований

Накопители за счетчиком для C&I ориентированы на нагрузку завода плюс оптимизацию накопления: сначала фиксируется масштаб участка (500 кВт) и напряжение питания (10 кВ), с целью снижения стоимости энергии в пиковые часы и платы за мощность.

2. Режим сети

Накопители C&I обычно подключены к сети — без островного режима и черного старта — поэтому PCS работает в режиме grid-following и только планирует заряд/разряд, избегая сложностей защиты от островного режима и автоматического переключения.

3. Подбор мощности накопителя

PCS 500 кВт × 4 ч = 2129 кВт·ч полезной емкости (DOD 0,9 → 2365 кВт·ч номинальной), 11 кластеров × 215 кВт·ч при 768 В пост. тока; 4 ч покрывают два цикла заряд/разряд для арбитража.

4. Выбор трансформатора

500 кВт / 0,95 ≈ 526 кВА → типоразмер 500 кВА (S13-M-500/10) при загрузке 84 %; двигатель 55 кВт запускается плавно без проблемы просадки напряжения.

5. Защита и селективность

Ступенчатая токовая защита 50/51; ток КЗ на низкой стороне по IEC 60909 17,6 кА (жестче на стороне 10 кВ), отключающая способность выключателя 25 кА (запас 1,4×), V19 пройден.

6. Потребление и качество электроэнергии

Накопитель срезает 80 кВт потребления (maxDemand 400 → 320 после); гармоники PCS THDi 20 % → защитный реактор + APF/SVG.

7. Надежность

nMinus1 отказывает на единственном трансформаторе — приемлемо для участка C&I; в сетевом режиме длительность работы накопителя соответствует требованию (V8 пройден).

8. Учет и подключение к сети

Учет на высокой стороне требует ТТ 0,2S / ТН 0,2 (V12); потери трансформатора несет пользователь (V29); точка подключения требует согласования с сетевой организацией.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Плата за энергию и мощность в часы пик продолжает расти

Solution

Арбитраж пик-долина + снижение мощности: заряд в долину, разряд в пик, срез 80 кВт максимальной мощности

Evidence

V24: 500 кВт × 4 ч × $0,13/кВт·ч = ≈$94 900/год; economic.demand.peakShaveKw=80

Pain

Неясно, какой должна быть мощность BESS и когда она окупится

Solution

PCS 500 кВт + 4 ч / 2129 кВт·ч (11 кластеров · 768 В пост. тока)

Evidence

capacitySummary storageHours=4; storageBattery 11 кластеров

Pain

Беспокойство из-за гармоник / штрафов за превышение мощности

Solution

Расстроенный реактор + APF/SVG; управление мощностью срезает пик

Evidence

V6 флаг превышения THDi; compliance.pass=true

Pain

Неясны согласование сети 10 кВ и база учёта

Solution

Учёт на стороне высокого напряжения ТТ 0,2S / ТН 0,2, потери несёт пользователь

Evidence

V12 / V29; toConfirm gridCodeNote в ожидании

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Мощность трансформатора500 кВА ×1 (S13-M-500/10)500 кВт / 0,95 ≈ 526 кВА → ступень 500 кВАЗагрузка 84%
Расширение или рост нагрузки требует 630 кВА
Мощность PCS500 кВтGrid-following, двунаправленный заряд/разрядАрбитраж + снижение потребления
PCS = мощность заряда/разряда, ограничена пропускной способностью точки подключения
Энергия накопления2129 кВт·ч полезной / 2365 кВт·ч номинальной500 кВт × 4 ч; DOD 0,94 ч, два цикла в день
Окно тарифов пик-полупик определяет экономически обоснованную длительность
Снижение потребления80 кВтmaxDemand 400 кВт → 320 кВт после срезаСнижает плату за мощность
Уточнить тариф на мощность с местным двухставочным тарифом
Уровень короткого замыканияНН 17,6 кА · 25 кА отключенияIEC 60909 · допущение Ssc 500 МВАЗапас отключения 1,4× (напряжённый)
Фактическое Ssc уточнить у сетевой компании
Потери378 547 кВт·ч/год · $45 426/годХолостой ход 0,39 кВт + нагрузка 5,15 кВт · загрузка 84%Долгосрочные эксплуатационные затраты
Аморфный SH15 окупается за 3,4 года

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/29Однолинейная схема — Питание 10 кВ + двунаправленный PCS 500 кВт → батарея 2 МВт·ч → трансформатор 500 кВА → шина 0,4 кВ → нагрузка
Why: Однолинейная схема отвечает на вопрос, как BESS интегрируется в зону: он подключается к низковольтной шине 0,4 кВ через двунаправленный PCS, параллельно с питанием 10 кВ и трансформатором — и арбитраж, и снижение спроса происходят на этой шине.
Dwg 4/29Топология системы — Сеть 10 кВ (база) · BESS 500 кВт (переменная, 100%) → трансформатор → шина 0,4 кВ → нагрузка
Why: Топология отображает энергетическую иерархию: сеть как база, накопитель как переменная, заводская нагрузка на шине 0,4 кВ — накопитель заполняет пиковый разрыв при разряде и заряжается в часы минимума.
Dwg 20/29Сетевое подключение / защита от обратного потока — PCC · защита от обратного потока · защита от островного режима
Why: Накопитель за счётчиком должен предотвращать обратный поток — разряд не должен возвращать энергию в сеть. Этот чертёж детализирует PCC и защиту от обратного потока/островного режима — технический ответ на проблему «согласования 10 кВ».
Dwg 25/29Однолинейная схема срезания пиков — BESS 500 кВт/2 МВт·ч через PCS к низковольтной шине · арбитраж/спрос
Why: Это представляет BESS как ветвь диспетчеризации: PCS заряжается в часы минимума и разряжается в пик, срезая 80 кВт максимального спроса — структурный источник ценности арбитража + снижения спроса.
Dwg 26/29Профиль работы срезания пиков — Профиль 24 ч · заряд в минимум / разряд в пик + срезание спроса
Why: Это превращает арбитраж и управление спросом в 24-часовую временную шкалу — заряд в минимум, разряд в пик, срезанный пик спроса — операционное доказательство экономии.
Dwg 8/29Расчёт короткого замыкания — КЗ на низкой стороне 17,6 кА · проверка отключения 25 кА
Why: Сторона 10 кВ более строгая (низкая сторона 17,6 кА); это проверяет отключающую способность выключателя и термическую стойкость кабеля, чтобы ветвь накопителя надёжно отключалась.

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

Dwg 1 · Основа электрического проектированияDwg 14 · Конфигурация релейной защитыDwg 15 · Кривая селективности TCCDwg 19 · Компенсация реактивной мощности и гармоникDwg 12 · Оценка качества электроэнергииDwg 13 · Архитектура SCADADwg 16 · Система заземленияDwg 17 · Молниезащита и защита от импульсных перенапряженийDwg 18 · План компоновки оборудованияDwg 24 · Система оперативного постоянного токаDwg 27 · Архитектура связи BMSDwg 28 · Пожаротушение и термическое зонированиеDwg 29 · Конечный автомат управления EMSDwg 9 · Применимые нормы и стандартыDwg 10 · Технические данные основного оборудования

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Поток энергии

В часы минимума питание 10 кВ заряжает батарею через трансформатор и выпрямление PCS; в часы пика батарея разряжается через инвертирование PCS на шину 0,4 кВ, обслуживающую завод (500 кВт), а сеть покрывает любой дефицит — реализуя заряд в минимум/разряд в пик + снижение потребления.

Работа 24 ч

Кривая типичного дня: заряд в минимум, разряд в пик, срезая 80 кВт максимального потребления (400 → 320 кВт) — показывая двухцикловый арбитраж и управление спросом во временном порядке.

Экономика

500 кВт × 4 ч × $0,13/кВт·ч = ≈$94 900/год; оборудование $341 495, EPC $425 000; снижение потребления добавляет дополнительную экономию по счетам.

LCC (стоимость жизненного цикла)

При ставке дисконтирования 6% S13 → SH15 аморфный экономит 2 366 кВт·ч/год (≈$284), окупаемость 3,4 года.

Other views (shown): Качество электроэнергии и гармоники · Профиль напряжения · Особенности схемы · Экологическое снижение мощности

7 · Economics & Payback

Оборудование всего ≈ $341,495, EPC ≈ $425,000 (включая BESS/распределение). Арбитраж пик-долина 500 кВт × 4 ч × $0,13/кВт·ч экономит ≈$94,900/год, плюс снижение спроса на 80 кВт по плате за спрос; потери стоят $45,426/год, аморфный SH15 экономит еще $284/год (окупаемость 3,4 года). Основная экономическая модель двигателя ориентирована на PV; используйте основу арбитража + спроса для стоимости BESS (уровень технико-экономического обоснования).

$341,495
Общая стоимость оборудования
$425,000
Инвестиции в EPC
$94,900/год
Экономия на арбитраже
80 kW
Снижение спроса
$284/год (окупаемость 3.4 года)
Модернизация до SH15
4 ч (2 МВт·ч)
Длительность хранения
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

Какой трансформатор для системы накопления C&I?
S13-M-500/10 (500 кВА); 500 кВт / 0,95 ≈ 526 кВА → уровень 500 кВА при 84% загрузки.
Сколько экономит пиково-долинный арбитраж?
500 кВт × 4 ч × $0,13/кВт·ч спреда = ≈$94 900/год (основа проверки V24).
Как снижается плата за мощность?
Накопитель разряжается в пик, срезая 80 кВт максимальной мощности (400 → 320 кВт), снижая плату за мощность в двухставочном тарифе.
Какую длительность выбрать?
Арбитраж C&I обычно 4 ч (здесь 2129 кВт·ч), покрывая два цикла/день; длительность следует за окном пиково-долинных цен.
Почему предотвращать обратный переток?
Накопитель за счётчиком не должен отдавать энергию в сеть, иначе требуется разрешение уровня генерации; настройте защиту от обратного перетока + от островного режима в точке подключения.
Как настроены кластеры батарей?
11 кластеров × 215 кВт·ч, 768 В DC · 240 последовательно · ячейка 3,2 В · 280 А·ч, DOD 0,9 (2365 кВт·ч номинал).
Достаточна ли мощность КЗ 10 кВ?
КЗ на НН 17,6 кА, отключающая способность автомата 25 кА (запас 1,4×, tight) — уточните фактическую Ssc у сетевой компании.
Как обрабатываются гармоники?
THDi выпрямителя PCS 20% превышает лимит — реактор расстройки + активная фильтрация APF/SVG (V6).
Когда окупается?
EPC $425 000 при $94 900/год арбитража плюс экономия на мощности; основная модель движка ориентирована на PV, поэтому ориентировочная простая окупаемость в пределах ≈4 лет (уточните по реальным тарифам).
Почему использовать питание 10 кВ?
Площадка 500 кВт достаточно велика, чтобы оправдать ввод 10 кВ + понижающий трансформатор до 0,4 кВ для нагрузки, с BESS на шине НН.

Special Considerations

  • Точка подключения должна предотвращать обратный поток — сброс не должен подавать энергию в сеть; настройте защиту от островного режима в соответствии с местными правилами сети (toConfirm gridCodeNote).
  • Сторона 10 кВ более строгая (НН 17,6 кА), и запас отключения 1,4× мал — подтвердите фактическое Ssc с энергоснабжающей организацией.
  • Подтвердите тариф на мощность в рамках местного двухставочного тарифа (economic.demand.demandChargePerKw=0 — это значение по умолчанию; введите реальную цену мощности).
  • nMinus1 не проходит на одном трансформаторе; используйте N+1 для зон с высокой доступностью.
  • Оценки на уровне технико-экономического обоснования; чертежи схематичны и требуют уточнения проектным институтом.

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 →

Комплексная поставка оборудования для традиционной и солнечной энергетики

От проектирования систем распределения электроэнергии до солнечной энергии — трансформаторы, распределительные устройства, подстанции и солнечное оборудование, размеры и цены в одном месте. Воспользуйтесь нашими калькуляторами, чтобы получить полную спецификацию материалов и цену FOB.