कठोर नॉर्डिक परिस्थितियों में ग्रिड स्थिरता के लिए कंटेनरीकृत बीईएसएस का उपयोग

कठोर नॉर्डिक परिस्थितियों में ग्रिड स्थिरता के लिए कंटेनरीकृत BESS का परिनियोजन

परियोजना: पवन फार्म आवृत्ति विनियमन और ऊर्जा स्थानांतरण

स्थान: उत्तरी स्वीडन

कमीशनिंग तिथि: 15 नवंबर, 2024

परिचालन प्रारंभ तिथि: 1 दिसंबर, 2024

परियोजना अवधि: जारी है

मुख्य हितधारक:

• परियोजना प्रमुख: डॉ. एलिन एंडरसन (क्षेत्रीय ग्रिड स्थिरता निदेशक, स्कैंडिनेवियाई ऊर्जा प्राधिकरण)
• तकनीकी प्रमुख: इंग्वार बर्गस्ट्रॉम (वरिष्ठ ग्रिड एकीकरण इंजीनियर)
• साइट संचालन प्रबंधक: कारी निल्सन

पृष्ठभूमि: उत्तरी स्वीडन में पवन ऊर्जा उत्पादन के तेजी से विस्तार ने क्षेत्रीय ग्रिड ऑपरेटर के लिए महत्वपूर्ण चुनौतियां पैदा कीं। पवन उत्पादन में उतार-चढ़ाव से आवृत्ति अस्थिरता आई, जिसके लिए प्राथमिक आवृत्ति प्रतिक्रिया (PFR) क्षमताओं को बढ़ाने की आवश्यकता थी। इसके अतिरिक्त, चरम उत्पादन अवधि के दौरान ट्रांसमिशन बाधाओं के लिए स्थानीय ऊर्जा स्थानांतरण की आवश्यकता थी। पारंपरिक समाधानों को तैनात करने में बहुत धीमा और क्षेत्र की अत्यधिक सर्दियों (तापमान नियमित रूप से -25 डिग्री सेल्सियस से नीचे) के लिए अपर्याप्त रूप से लचीला माना जाता था।

समाधान चयन और उद्देश्य: प्रतिक्रिया समय, ठंडे मौसम के प्रदर्शन, सुरक्षा प्रमाणपत्रों और भविष्य के विस्तार के लिए मॉड्यूलरिटी पर ध्यान केंद्रित करते हुए एक कठोर तकनीकी मूल्यांकन के बाद, तीसरी पीढ़ी के कंटेनरीकृत बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणाली (BESS) का चयन किया गया। मुख्य उद्देश्यों में शामिल थे:

1. ग्रिड को स्थिर करने के लिए 200ms से कम प्राथमिक आवृत्ति प्रतिक्रिया प्रदान करें।
2. कम मांग के दौरान अतिरिक्त पवन उत्पादन और चरम अवधि/स्थानांतरण के दौरान बिजली इंजेक्ट करें।
3. -30 डिग्री सेल्सियस तक के परिवेश के तापमान में विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करें।
4. एक ही निर्माण मौसम के भीतर तेजी से तैनाती प्राप्त करें।
5. कठोर नॉर्डिक अग्नि सुरक्षा और ग्रिड इंटरकनेक्शन मानकों को पूरा करें।

तैनाती और सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन:

• तैनाती मॉडल: एकल मानकीकृत 20-फुट हाई क्यूब कंटेनर जिसमें संपूर्ण BESS समाधान था, 50MW पवन फार्म सबस्टेशन के बगल में तैनात किया गया था।
• सिस्टम विनिर्देश (प्रति कंटेनर यूनिट):
  • बैटरी क्षमता (BOL): 1182 kWh
  • बैटरी रसायन विज्ञान: लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO₄), 280Ah सेल।
  • सिस्टम आर्किटेक्चर: मॉड्यूलर डिज़ाइन जिसमें 6 बैटरी स्ट्रिंग (प्रति स्ट्रिंग 1P220S कॉन्फ़िगरेशन, जिसमें प्रत्येक में 11 मॉड्यूल शामिल हैं)।
  • पावर रूपांतरण: 1000kW रेटेड AC आउटपुट (400V, 3-फेज, 50Hz)।
  • वोल्टेज रेंज: 616V - 792V (DC)।
  • पर्यावरण सहनशीलता: परिचालन तापमान रेंज: -30 डिग्री सेल्सियस से +55 डिग्री सेल्सियस (स्वचालित पावर डीरेटिंग के साथ -30 डिग्री सेल्सियस से नीचे और +55 डिग्री सेल्सियस से ऊपर), IP55 (बैटरी कैबिनेट) / IP54 (विद्युत डिब्बे) सुरक्षा, C3 एंटी-संक्षारण रेटिंग।
  • शीतलन: बैटरी कैबिनेट के लिए औद्योगिक एयर कंडीशनिंग, विद्युत डिब्बे के लिए मजबूर एयर कूलिंग।
  • सुरक्षा: एकीकृत अग्नि पहचान और हेप्टाफ्लुओरोप्रोपेन दमन प्रणाली। लौ प्रसार को रोकने के लिए पेटेंटेड इंटर-क्लस्टर आइसोलेशन तकनीक।
  • पदचिह्न: 6058mm (L) x 2438mm (W) x 2896mm (H)।
• स्थापना: "वन-स्टॉप" कंटेनरीकृत समाधान ने मानक माल के माध्यम से डिलीवरी को सक्षम किया और इसके लिए केवल नींव की तैयारी, ग्रिड कनेक्शन और साइट पर कमीशनिंग की आवश्यकता थी। कंटेनर के आने के 10 दिनों के भीतर पूर्ण तैनाती और कमीशनिंग पूरी हो गई, जिससे सिविल कार्यों और परियोजना लागत में काफी कमी आई।
• ग्रिड एकीकरण: 400V सबस्टेशन बस से निर्बाध कनेक्शन। SCADA एकीकरण और ग्रिड ऑपरेटर प्रेषण संकेतों के लिए Modbus TCP/IP और Modbus-RTU प्रोटोकॉल का उपयोग करके ईथरनेट और RS485 के माध्यम से संचार।

प्रदर्शन हाइलाइट्स (Q1 2025 परिचालन डेटा):

1. आवृत्ति विनियमन: लगातार PFR सक्रियण प्राप्त किया 180 मिलीसेकंड ±0.2Hz से परे आवृत्ति विचलन का पता लगाने पर, <200ms लक्ष्य से अधिक। कई पवन रैंप घटनाओं के दौरान महत्वपूर्ण डंपिंग प्रदान की।
2. ऊर्जा स्थानांतरण: सफलतापूर्वक औसतन 850 kWh दैनिक रूप से ऑफ-पीक से पीक अवधि में स्थानांतरित किया गया, जिससे स्थानीय भीड़भाड़ कम हुई और पवन फार्म राजस्व का अनुकूलन हुआ।
3. चरम मौसम लचीलापन: कठोर नॉर्डिक सर्दियों के माध्यम से लगातार संचालित, >98% उपलब्धता बनाए रखना। स्वचालित डीरेटिंग ने -25 डिग्री सेल्सियस से नीचे लगातार अवधि के दौरान प्रदर्शन को प्रभावी ढंग से प्रबंधित किया। औद्योगिक एयर कंडीशनिंग के माध्यम से केबिन तापमान नियंत्रण विश्वसनीय साबित हुआ।
4. सुरक्षा और विश्वसनीयता: कोई सुरक्षा घटना या थर्मल घटना दर्ज नहीं की गई। विभाजन वाले डिज़ाइन ने पूरे सिस्टम को ऑफ़लाइन किए बिना 4 घंटे के भीतर एक मामूली मॉड्यूल प्रतिस्थापन की सुविधा प्रदान की, जो उच्च उपलब्धता का प्रदर्शन करता है।
5. अनुपालन: सभी आवश्यक ग्रिड इंटरकनेक्शन मानकों (EN50549-1/2, G99, IEEE 1547, आदि के लिए प्रमाणित) और सुरक्षा प्रमाणपत्रों (UL 9540A, UL 1973, IEC 62619 सहित) को पूरी तरह से पूरा किया।

परियोजना परिणाम और लाभ:

• बढ़ी हुई ग्रिड स्थिरता: स्थानीय आवृत्ति गुणवत्ता में महत्वपूर्ण सुधार, कताई भंडार पर निर्भरता कम करना।
• घटा हुआ पवन कटौती: पहली तिमाही के दौरान अनुमानित 5% तक उत्पन्न