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

Микросеть 2000 кВт Источник-Сеть-Нагрузка-Накопление: PV 1000 кВтп + BESS 800 кВт/1742 кВт·ч + Автоматический перевод с глубоким чтением

PV 1000 kWp · BESS 800 кВт/1742 кВт·ч · Дизель 600 кВт резерв · 2×SCB13-2000/10 N+1 · в сети/автономно

1 · TL;DR Conclusion

Заключение: эта микросеть источник-сеть-нагрузка-накопление мощностью 2000 кВт объединяет 1000 кВтп фотоэлектрических панелей + 800 кВт/1742 кВт·ч BESS + 600 кВт дизельного генератора с автоматическим переключением + питание от сети 10 кВ с подключением к сети/островным режимом, на 2 трансформаторах SCB13-2000/10 (N+1) плюс переключатель конечной передачи 1-го класса (GATS) — итог конфигуратора ≈ $914 457, EPC ≈ $990 000, окупаемость 4 лет, IRR 24,80%, 609,1 т CO2/год предотвращено (на уровне технико-экономического обоснования).

  • •Мультиисточниковый микс: 1000 кВт·пик ФЭП (доля 63 %) + 800 кВт BESS (38 %) + 600 кВт дизель с автотрансфером, установленная мощность 4400 кВт
  • •Сетевое подключение/островной режим + черный старт (автозапуск дизеля 600 кВт, проверено); автотрансфер за 2 с
  • •Переключатель конечной передачи класса 1 на 800 кВт (GATS-630) + EPS 300 кВт, резервное покрытие 175 %
  • •собственное потребление ФЭП ≈261 482 $/год (вкл. сглаживание пиков BESS)
  • •Экономика: 990 000 $ EPC, окупаемость 4 лет, IRR 24,80 %, LCOE 0,1011 $/кВт·ч, избегается 609,1 т CO2/год

2 · Solution Overview

Микросеть «источник-сеть-нагрузка-накопление» объединяет источники (фотовольтаика/дизель/сеть), сеть, нагрузки и накопители под единой EMS — эталонная архитектура для безуглеродных промышленных парков и крупных кампусов. В этом проекте мощностью 2000 кВт предусмотрены фотовольтаика для базовой нагрузки, BESS для сглаживания+пикового среза+управления спросом, дизель для автоматического резервного переключения, сеть в качестве основного подключённого источника и переключатель конечной передачи 1-го класса, поддерживающий питание критических производственных линий.

2×2000 кВА (SCB13-2000/10)
Трансформатор
1000 кВт·пик
СЭС
800 кВт / 1742 кВт·ч
СНЭЭ
600 кВт резерв · автоматическое переключение
Дизель
10 кВ
Сеть
Сетевое/островное + черный старт + автоматическое переключение
Режим
800 кВт (конечное переключение GATS)
Нагрузка 1-й категории
Пройдено (2×2000 кВА)
N-1
SourceRoleShare kWShare
Grid 10 kVbase0 kW0%
Solar PV 1000 kWpvariable1000 kW63%
BESS 800 kW / 1600 kWhvariable600 kW38%
Diesel 600 kWbackup0 kW0%

3 · Design Process & Rationale

1. Определение требований

Промышленный парк с нулевым углеродным следом хочет одновременно высокую долю возобновляемых источников и бесперебойное критическое производство (нагрузка 1-й категории 800 кВт). Сначала фиксируются два жестких требования: диспетчеризация источник-сеть-нагрузка-накопитель и надежное автоматическое переключение — что требует BESS, дизеля и конечного ATS.

2. Классификация нагрузок

2000 кВт всего → 1742 кВт потребности; 800 кВт 1-й категории, 800 кВт 2-й категории, 200 кВт ответственных. Для 1-й категории нужен конечный переключатель (GATS-630) + EPS; 2-я категория покрывается сетью+BESS.

3. Состав источников

1000 кВтп PV (63%) + 800 кВт/1742 кВт·ч BESS (38%, 2 ч) + 600 кВт дизельный резерв (автопереключение) + сеть 10 кВ, управляемые одним EMS.

4. Выбор трансформатора

1742 кВт → 1684 кВА → уровень 2000 кВА + N+1 (2 сухих агрегата, закрытый парк). 84% загрузки после одного отключения (проходит N-1); нагрузка 1-й категории переводится на другой источник через конечный ATS.

5. Автопереключение и коммутация

Конечный GATS-630 1-й категории с автопереключением: при потере сети переключается на дизель/BESS за 2 с; gridMode=grid-tie-island + blackStart=yes, черный старт дизеля 600 кВт, резервное покрытие 175%.

6. Распределение и защита

Ввод СН → 2 сухих трансформатора → НН распределительное устройство MNS (с секционным выключателем) → фидеры + конечный ATS 1-й категории. КЗ на НН 58,91 кА против 80 кА отключения; селективность 24.56×, селективность соблюдена.

7. Качество электроэнергии

Ответственная нагрузка 200 кВт + гармоники (THDi 20%) получают реактивную компенсацию + реакторы расстройки; преобразователи накопителя/дизеля согласованы для предотвращения уравнительных токов.

8. Экономика

BESS срезает 800 кВт×4 ч, экономия ≈$151 840/год; PV вырабатывает 1 015 200 кВт·ч/год. Общая окупаемость 4 лет, IRR 24,80%, LCOE $0,1011/кВт·ч, 609,1 т CO2/год предотвращено.

Pain Points → Solution → Evidence

Pain

Критическое производство (800 кВт, 1-я категория) не может прерываться ни на секунду

Solution

Автоматический ввод резерва GATS-630 + EPS 300 кВт: переход на дизель/BESS за 2 с

Evidence

Прохождение N-1 (2×2000 кВА) + 175% резервного покрытия + GATS/EPS в спецификации

Pain

Высокая доля ВИЭ вызывает колебания сети и затрудняет регулирование пиков

Solution

Сглаживание BESS 800 кВт/1742 кВт·ч + срезание пиков + управление спросом, координация EMS источник-сеть-нагрузка-накопитель

Evidence

economic.shaving: 800 кВт×4 ч, экономия $151,840/год

Pain

Резерв только на дизеле стоит $327k/год — неприемлемо

Solution

Сначала PV+BESS, дизель только для аварийного автоматического ввода резерва

Evidence

Чистый дизель $327,040 против гибрида $232,400; ≈$151,840/год экономии

Pain

Когда окупится?

Solution

≈$990,000 EPC; PV+BESS экономят ≈$261,482/год

Evidence

economic: окупаемость 4 лет, IRR 24,80%, ROI 497% за 25 лет

4 · Key Parameter Deep-Read

ParameterValueBasisImpact & Boundary
Мощность трансформатора2×2000 кВА (сухой, N+1)1742 кВт → 1684 кВА → уровень 2000 кВА + один резервныйЗагрузка 84%; остаётся 84% после отключения (N-1 пройден)
Переход на 2500 кВА для роста
Мощность фотоэлектрики1000 кВтпДоля 63%; выработка 1 015 200 кВт·ч/годПокрывает базовую нагрузку днём, снижая работу дизеля и счета
Ограничена площадью участка и поглощением BESS
Мощность BESS800 кВт / 1742 кВт·ч (2 ч)Сглаживание + срезание пиков + спрос, длительность 2 чСрезает 800 кВт×4 ч, экономя $151 840/год
Длительное островное электроснабжение требует ≥8 ч плюс проверка чёрного старта
Мощность дизеля600 кВт резерв · автоматическое переключениеАварийное автоматическое переключение + чёрный старт (600 кВт подтверждено)Единственный аварийный источник для переключения нагрузки 1-й категории
резерв = аварийный класс, дешевле основного
Автоматическое переключениеGATS-630 переключение нагрузки, 2 сНагрузка 800 кВт 1-й категории должна быть бесперебойнойПереключение за 2 с; резервное покрытие 175%
Время переключения vs критичность нагрузки по IEC 60364
Режим сетисетевое-островное + чёрный стартПарки с нулевым углеродом должны работать в островном режиме и выполнять чёрный стартЗащита от островного режима предотвращает обратную подачу; ATS 2 с
Согласование с сетью по местному сетевому кодексу (gridCodeNote)
ЭкономикаIRR 24,80% · 4 лет$990 000 EPC + $261 482/год экономии + денежный поток за 25 летКлючевой показатель инвестиционной привлекательности
Тариф, инсоляция и коэффициент нагрузки — ключевые чувствительности

5 · Drawing Deep-Read

Dwg 3/31Однолинейная схема — Сеть 10 кВ + 1000 кВтп ФЭП + 800 кВт/1742 кВт·ч BESS + 600 кВт дизель → 2×2000 кВА сухого типа → шина НН + АВР конечного уровня класса 1
Why: Однолинейная схема показывает четыре элемента плюс автоматическое переключение на конце: четыре источника сходятся на шине, нагрузка класса 1 подключает двойные источники через конечное переключение GATS — физический локус проектирования источник-сеть-нагрузка-накопитель и автоматического переключения.
Dwg 20/31Переключение в сетевом/островном режиме — PCC · АВР 2 с · защита от островного режима 81U/81O+32R · логика автоматического переключения
Why: Это душа схемы: потеря сети → автоматическое переключение за 2 с → чёрный запуск дизеля → нагрузка класса 1 остаётся. Цепочка переключения (IEC 62898 / IEEE 1547) структурно устраняет боль «критическая линия не может упасть ни на секунду».
Dwg 4/31Топология системы — Источник (сеть/ФЭП/дизель) · сеть · нагрузка · накопитель → трансформатор → нагрузка
Why: Топология выстраивает энергетическую иерархию четырёх элементов: четыре источника → шина СН → 2 сухих трансформатора → шина НН → нагрузка, делая видимым диспетчеризацию EMS — ФЭП в приоритете при сетевом режиме, дизель+BESS в резерве при островном.
Dwg 14/31Конфигурация защиты — 50/51 максимальная токовая защита + блокировка автоматического переключения · селективность 24.56×
Why: Это задаёт уставки для ввода сети, трансформаторов, фидеров и конечного АВР класса 1; блокировка автоматического переключения предотвращает случайное параллельное включение двух источников — предпосылка безопасности для надёжного переключения.
Dwg 28/31Профиль работы по срезанию пиков — Профиль 24 ч · ФЭП днём / BESS пик-долина / автоматическое переключение дизеля
Why: Это превращает координацию источник-сеть-нагрузка-накопитель в 24-часовую временную шкалу: днём ФЭП покрывает базовую нагрузку, в пик разряд BESS срезает пик, ночью заряд в долину — показывая срезанный спрос и сэкономленный счёт (151 840 $/год).

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

Dwg 1 · Основа электрического проектированияDwg 5 · Система распределенияDwg 8 · Расчёт токов короткого замыканияDwg 15 · Кривая координации TCCDwg 19 · Компенсация реактивной мощности и гармоникDwg 16 · Система заземленияDwg 17 · Защита от молний и перенапряженийDwg 24 · Вспомогательное питание постоянного токаDwg 25 · Система дизельного топливаDwg 29 · Связь BMSDwg 30 · Пожарное и термическое зонированиеDwg 31 · Конечный автомат EMSDwg 13 · Архитектура SCADADwg 9 · Применимые стандарты

6 · Operation Demo (Deep-Read)

Поток энергии

При работе от сети: PV 1000 кВт сначала покрывает базовую нагрузку, избыток заряжает BESS; BESS разряжается на 800 кВт в пик и заряжается в долину; сеть покрывает дефицит. При потере сети: автоматическое переключение на дизель/BESS за 2 с, нагрузка 1-й категории остается подключенной.

Сбой сети / автоматическое переключение

Нажмите 'Сбой сети': GATS 1-й категории переключается на черный запуск дизеля 600 кВт + BESS в течение 2 с (резервное покрытие 175%); в случае N-1 один трансформатор отключается, а другой продолжает работу с загрузкой 84%.

Экономика

1 015 200 кВт·ч/год выработано, 0,8 собственного потребления + избыток на экспорт; собственное потребление PV ≈$261 482/год (вкл. сглаживание пиков BESS); инвестировано $990 000, окупаемость 4 лет, IRR 24,80%, LCOE $0,1011/кВт·ч.

Работа 24 ч

Кривая типичного дня: дневная PV совпадает с нагрузкой, разряд BESS в пиковое время срезает пик, ночная зарядка в долину, дизель только при автоматическом переключении/черном запуске — координация источник-сеть-нагрузка-накопитель во временном порядке.

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

7 · Economics & Payback

Оборудование всего ≈ $914 457, EPC ≈ $990 000 (вкл. PV/BESS/дизель/автопереключение/распределение/монтаж). Собственное потребление PV экономит ≈$261 482/год (вкл. сглаживание пиков BESS); в целом окупаемость 4 лет, IRR 24,80%, ROI 497% за 25 лет, LCOE $0,1011/кВт·ч, NPV $1 584 295, 609,1 т CO2 избегается/год.

$990,000
Инвестиции в EPC
4 лет
Срок окупаемости
24.80%
IRR
497%
ROI за 25 лет
$0.1011/кВт·ч
LCOE
609.1 т/год
Предотвращённые выбросы CO2
Key assumptions driving these numbers
$0.12/kWh
Electricity price
$0.06/kWh
Feed-in tariff
1015200 kWh
Annual generation (P50)
80%
Self-consumption
$0.13/kWh
Peak-valley spread

8 · FAQ

Как вы понимаете интеграцию источник-сеть-нагрузка-накопление?
Она объединяет источники (PV/дизель/сеть), сеть, нагрузки и накопление под единой EMS: PV покрывает базовую нагрузку, BESS сглаживает и срезает пики, дизель обеспечивает автоматическое переключение, сеть — основное подключённое питание.
Что такое автоматическое переключение и как быстро оно происходит?
GATS-630 класса 1 переключает в течение 2 с после потери сети на дизель/BESS, поддерживая питание критичного производства, с 175% резервным покрытием.
Какой размер BESS?
800 кВт / 1742 кВт·ч = 2 ч, для сглаживания, срезания пиков и управления спросом; срезание 800 кВт×4 ч экономит ≈$151 840/год.
Как реализован чёрный старт?
Потеря сети → автоматическое переключение за 2 с → автоматический запуск дизеля 600 кВт для чёрного старта (проверено) → нагрузка класса 1 остаётся подключённой.
Когда окупается?
≈$990 000 EPC; собственное потребление PV + срезание BESS экономят ≈$261 482/год; окупаемость ~4 лет, IRR 24,80%.
Чистый дизель против гибрида источник-сеть-нагрузка-накопление?
Чистый дизель ≈$327 040/год против гибрида ≈$232 400/год — экономия около $151 840/год (на основе срезания 800 кВт×4 ч).
Как нагрузка класса 1 800 кВт остаётся бесперебойной?
Автоматическое переключение GATS-630 + EPS 300 кВт + 2 трансформатора N+1 по 2000 кВА, загрузка 84% после отключения (N-1 пройден).
Сколько PV следует установить?
В этой схеме используется 1000 кВтп (доля 63%) для 1 015 200 кВт·ч/год. Больше PV требует больше накопления для поглощения, иначе ограничение или обратный переток.
Может ли автоматическое переключение случайно параллелить два источника?
Нет — блокировка автоматического переключения предотвращает случайное параллелирование; селективность 24.56× с соблюдением градации, и перед вводом в эксплуатацию требуется полное испытание переключения.
Какие документы для подключения к сети нужны?
Согласование с сетью + защита от островного режима/обратного перетока/PF (gridCodeNote); схемы on/off-grid и автоматического переключения должны быть утверждены согласно местному сетевому кодексу.

Special Considerations

  • Включены автоматический перевод конца 1-го класса 800 кВт (GATS-630) + EPS 300 кВт; время перевода в зависимости от критичности нагрузки должно быть подтверждено в соответствии с IEC 60364 проектной организацией.
  • Блокировка автоматического перевода предотвращает случайное параллельное включение двух источников; селективность 24.56×, ступенчатость соблюдена; перед вводом в эксплуатацию требуется полное испытание перевода.
  • Хранение 2 ч покрывает сглаживание/потребность; длительное островное режим требует ≥8 ч плюс проверку возможности черного старта.
  • 200 кВт чувствительной нагрузки + THDi 20% имеют реактивную компенсацию + расстроенные реакторы; добавить APF, если пределы превышены.
  • Оценка на уровне технико-экономического обоснования; чертежи ожидают доработки лицензированной проектной организацией.

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.