.jpg?imageView2/1/format/webp)
Nghiên cứu tình huống dự án | 10 kV | 5 MW / 10,3 MWh | Lưu trữ năng lượng khai thác mỏ
Điện đáng tin cậy là yếu tố thiết yếu cho hoạt động mỏ than an toàn. Hệ thống thông gió, thoát nước, nâng và giám sát an toàn đều phụ thuộc vào nguồn điện ổn định. Ngay cả các mỏ được trang bị kết nối lưới điện hai mạch cũng có thể đối mặt với rủi ro vận hành đáng kể nếu sự cố lưới phía thượng nguồn làm gián đoạn cả hai nguồn điện cùng lúc.
Để tăng cường nguồn cung cấp điện khẩn cấp, FGI (Công ty TNHH Khoa học & Công nghệ WindSun) đã triển khai hệ thống lưu trữ năng lượng pin cao thế cao 10 kV, 5 MW / 10,3 MWh tại Mỏ than Zhifengshan ở Huairen, Shanxi, Trung Quốc.
Dự án thiết lập một lớp bảo vệ nguồn điện bổ sung cho các tải trọng trọng của mỏ, đồng thời cho phép cùng hệ thống lưu trữ năng lượng hỗ trợ lắp đặt hệ thống điện mặt trời phân tán 10 MWp. Chiến lược vận hành của công ty rất đơn giản: cung cấp điện khẩn cấp là ưu tiên hàng đầu, trong khi tiết kiệm chi phí năng lượng mang lại giá trị bổ sung khi điều kiện vận hành cho phép.
Bằng cách kết hợp chuyển đổi điện áp cao, lưu trữ pin và giám sát thông minh, dự án chứng minh cách hệ thống lưu trữ năng lượng khai thác mỏ có thể tăng cường khả năng phục hồi nguồn điện đồng thời hỗ trợ quản lý năng lượng hiệu quả hơn.
Ứng dụng:Nguồn điện khẩn cấp cho mỏ than
Vị trí:Mỏ than Zhifengshan, Huairen, Shanxi, Trung Quốc
Điện áp hệ thống:10 kV
Công suất định mức:5 MW
Dung lượng năng lượng pin:10,3 MWh
Công nghệ pin:Lithium sắt photphat (LFP)
Tích hợp năng lượng tái tạo:Pin mặt trời phân tán 10 MWp
Công nghệ cốt lõi:Chuyển đổi nguồn dây chuyền điện áp cao
Chức năng bổ sung:Tối ưu hóa đỉnh và tối ưu hóa chi phí năng lượng, tùy theo yêu cầu dự trữ khẩn cấp
Một sự cố mất điện tại mỏ ngầm có thể ảnh hưởng đồng thời đến nhiều hệ thống an toàn quan trọng. Quạt thông gió chính, bơm thoát nước, thiết bị nâng và hệ thống giám sát an toàn phải luôn sẵn sàng hoặc được phục hồi trong thời gian phản ứng khẩn cấp yêu cầu.
Nguồn điện hai mạch cung cấp một mức độ bảo vệ quan trọng. Tuy nhiên, việc mất đồng thời cả nguồn cung bên ngoài do sự cố lưới điện thượng nguồn vẫn có thể tạo ra tình trạng khẩn cấp nghiêm trọng.
Đối với Mỏ Than Zhifengshan, mục tiêu là thiết lập một nguồn điện bổ sung có khả năng hỗ trợ các tải an toàn quan trọng trong trường hợp mất điện hoàn toàn bên ngoài.
FGI thiết kế hệ thống dựa trên yêu cầu tải trọng thực tế của mỏ, đặc tính khởi động thiết bị và điều kiện vận hành khẩn cấp. Thay vì xem lưu trữ năng lượng như một hệ thống giảm đỉnh thông thường, dự án đặt nguồn điện khẩn cấp làm trung tâm của thiết kế hệ thống.
FGI đã phát triển hệ thống dựa trên hồ sơ tải trọng quan trọng của mỏ và các yêu cầu về liên tục nguồn điện khẩn cấp.
Dựa trên đánh giá tải trọng của dự án, tổng số tải trọng an toàn quan trọng được chỉ định của mỏ khoảng2.686 kW, bao gồm giám sát an toàn và chiếu sáng khẩn cấp, hệ thống thông gió chính và thoát nước. Hệ thống được thiết kế để hỗ trợ các tải này ít nhất hai giờ sau khi mất điện.
Hệ thống kết hợp hệ thống chuyển đổi điện cao thế (PCS) 5 MW với hệ thống pin lithium iron phosphate công suất 10,3 MWh.
Công suất này cung cấp công suất để đáp ứng các yêu cầu khởi đầu của thiết bị quan trọng, trong khi công suất năng lượng pin được thiết kế để duy trì thời gian vận hành khẩn cấp cần thiết sau khi tính đến tổn thất chuyển đổi và độ sâu xả dự kiến.
Hệ thống kết nối trực tiếp với bus 10 kV của mỏ thông qua thiết bị đóng cắt điện áp cao, loại bỏ nhu cầu sử dụng thêm một biến áp tăng áp giữa PCS và bus mỏ. Điều này giúp giảm các giai đoạn chuyển đổi và yêu cầu thiết bị liên quan.
Cấu hình kết quả tích hợp chuyển đổi điện áp cao, lưu trữ pin, bảo vệ và giám sát thành một giải pháp cấp điện khẩn cấp phối hợp.
Hệ thống sử dụng cấu trúc chuyển đổi điện H-bridge nối tầng để kết nối hệ thống lưu trữ năng lượng trực tiếp với mạng 10 kV.
Bằng cách tránh một máy biến áp tăng tần số công suất riêng biệt, cấu hình này giảm số giai đoạn chuyển đổi trung gian và hỗ trợ kiến trúc hệ thống nhỏ gọn hơn. Điều này đặc biệt có giá trị trong các cơ sở công nghiệp, nơi không gian lắp đặt, tích hợp điện và truy cập bảo trì phải được xem xét cùng nhau.
Hệ thống lưu trữ năng lượng được thiết kế để phản ứng nhanh với sự gián đoạn nguồn điện và hỗ trợ vận hành khởi động đen trong điều kiện hệ thống phù hợp.
Khác với các máy phát điện dự phòng truyền thống cần khởi động và ổn định cơ học, lưu trữ năng lượng pin có thể phản ứng nhanh chóng thông qua chuyển đổi điện tử công suất. Với các điều khiển phù hợp, sắp xếp chuyển mạch và trình tự tải, hệ thống có thể thiết lập nguồn điện độc lập cho các tải trọng được chỉ định.
Đối với một mỏ than, khả năng này giúp hỗ trợ phục hồi các thiết bị thiết yếu và bảo trì các chức năng an toàn quan trọng trong trường hợp mất điện bên ngoài.
Hệ thống hỗ trợ hoạt động ngoài lưới và có thể cung cấp điều chỉnh điện áp và tần số cho các tải kết nối, tùy thuộc vào chiến lược điều khiển và điều kiện vận hành hệ thống đã được cấu hình.
Khả năng này rất quan trọng khi lưới điện bên ngoài không có sẵn và mỏ phải dựa vào nguồn điện độc lập để cung cấp thiết bị được chỉ định.
Thiết kế mô-đun cho phép cấu hình các bộ chuyển đổi nguồn và cụm pin theo yêu cầu dự án.
Khi năng lực sản xuất hoặc tải điện của mỏ thay đổi, kiến trúc hệ thống có thể hỗ trợ kế hoạch và mở rộng công suất trong tương lai, tùy thuộc vào các chỉ số thiết bị và thiết kế điện tổng thể.
Các chức năng giám sát và bảo vệ tích hợp hỗ trợ thu thập dữ liệu vận hành, giám sát trạng thái thiết bị, chẩn đoán lỗi và cảnh báo tình trạng.
Người vận hành có thể giám sát hiệu suất hệ thống từ vị trí điều khiển trung tâm và phản ứng hiệu quả hơn với các điều kiện bất thường. Giám sát từ xa cũng hỗ trợ quản lý hệ thống lưu trữ hàng ngày và giúp giảm nhu cầu kiểm tra định kỳ tại chỗ.
Dự án kết hợp bảo vệ nguồn điện khẩn cấp với chức năng quản lý năng lượng bổ sung.
Bên cạnh vai trò cung cấp điện khẩn cấp chính, hệ thống pin 10,3 MWh còn hoạt động với mộtLắp đặt điện mặt trời PV phân tán công suất 10 MWpcải thiện việc sử dụng điện sản xuất tại địa phương.
Theo thỏa thuận tự tiêu thụ đã được phê duyệt, năng lượng mặt trời được ưu tiên sử dụng tại chỗ vào ban ngày. Điện dư thừa có thể được lưu trữ trong hệ thống pin thông qua kết nối lưu trữ 10 kV, với năng lượng lưu trữ được xả ra vào thời điểm thích hợp để giảm tiêu thụ điện trong thời gian cao điểm.
Chiến lược vận hành phối hợp này có thể giúp mỏ:
Tăng tiêu thụ điện mặt trời tại chỗ
Giảm mua điện trong các giai đoạn giá cao điểm được chọn
Cải thiện việc sử dụng nguồn phát điện mặt trời phân tán của mình
Giảm tổng chi phí điện, tùy thuộc vào cấu trúc biểu giá và điều kiện vận hành áp dụng
Sử dụng hiệu quả hơn tài sản lưu trữ năng lượng đã lắp đặt sau thời gian chờ khẩn cấp
Hoạt động kinh tế của hệ thống lưu trữ năng lượng khẩn cấp không được làm ảnh hưởng đến chức năng an toàn chính của nó.
Đối với dự án này, các yêu cầu về dự trữ khẩn cấp được ưu tiên hơn việc tối ưu hóa năng lượng thường xuyên. Việc sạc, xả điện và lên lịch nguồn điện phải được phối hợp với trạng thái sạc cần thiết, dung lượng pin hiện có, các biện pháp ứng phó khẩn cấp và giới hạn hoạt động.
Cách tiếp cận này cho phép hệ thống mang lại tiềm năng tiết kiệm chi phí năng lượng đồng thời vẫn giữ vai trò là một lớp bảo vệ nguồn điện khẩn cấp bổ sung.
Hệ thống bổ sung nguồn điện khẩn cấp dựa trên lưu trữ năng lượng vào hệ thống cung cấp hai mạch hiện có của mỏ. Nó được thiết kế để hỗ trợ các tải trọng quan trọng trong các đợt ngắt điện bên ngoài nghiêm trọng, giúp cải thiện khả năng phục hồi vận hành và khả năng ứng phó khẩn cấp.
Bằng cách phối hợp lưu trữ pin với phát điện mặt trời PV phân tán và biểu giá điện theo thời gian sử dụng, mỏ có thể sử dụng năng lượng lưu trữ một cách chiến lược hơn. Điều này tạo cơ hội giảm chi phí điện đồng thời cải thiện việc sử dụng năng lượng tái tạo.
Việc tiết kiệm thực tế phụ thuộc vào điều kiện giá cước, khả năng sẵn sàng của hệ thống, lịch trình vận hành và dung lượng cần được giữ lại cho các trường hợp khẩn cấp.
Dự án chứng minh cách lưu trữ năng lượng pin cao áp có thể phục vụ cả ứng dụng an toàn quan trọng và chiến lược quản lý năng lượng rộng hơn.
Đối với các mỏ đang cân nhắc nâng cấp điện khẩn cấp, sự kết hợp giữa dự phòng tải trọng quan trọng và tích hợp năng lượng tái tạo cung cấp một tham chiếu thực tiễn để đánh giá các hệ thống lưu trữ vừa đảm bảo khả năng phục hồi vận hành vừa hiệu quả năng lượng.
FGI có hơn ba thập kỷ kinh nghiệm trong lĩnh vực điện tử công suất và chuyển đổi công suất. Công nghệ lưu trữ năng lượng cao áp của công ty bao phủ các ứng dụng 6 kV, 10 kV và 35 kV.
Các giải pháp dự trữ năng lượng khẩn cấp của FGI cũng đã được triển khai tại các mỏ than khác ở Trung Quốc, bao gồm Xinglongzhuang, Nantun, Tingnam và Wanfu. Những ứng dụng này cung cấp kinh nghiệm trong việc ứng dụng công nghệ lưu trữ năng lượng điện áp cao để đáp ứng các yêu cầu khắt khe của hệ thống điện khai thác mỏ.
Dự án Zhifengshan mở rộng trải nghiệm ứng dụng này thông qua cấu hình 10 kV, 5 MW / 10,3 MWh, kết hợp cung cấp điện khẩn cấp với quản lý năng lượng mặt trời PV.
Dự án Mỏ Than Zhifengshan minh họa một cách tiếp cận thực tiễn để cải thiện nguồn cung cấp điện khẩn cấp thông qua lưu trữ năng lượng pin cao áp theo chuỗi liên tục.
Với hệ thống chuyển đổi điện 5 MW, pin LFP 10,3 MWh, kết nối trực tiếp với xe buýt mỏ 10 kV và vận hành phối hợp với 10 MWp điện mặt trời phân tán, hệ thống này hướng tới hai mục tiêu quan trọng:bảo vệ các tải trọng trọng của mỏ trong các trường hợp mất điện bên ngoài và tạo cơ hội sử dụng năng lượng hiệu quả hơn trong quá trình vận hành bình thường.
Đối với các mỏ than muốn tăng cường bảo vệ nguồn điện khẩn cấp đồng thời nâng cao hiệu quả năng lượng và sử dụng năng lượng tái tạo, FGI cung cấp các giải pháp điện tử công suất và lưu trữ năng lượng hướng ứng dụng phù hợp với yêu cầu vận hành công nghiệp.
Bạn đang tìm kiếm hệ thống lưu trữ năng lượng cao áp để cung cấp điện khẩn cấp cho khai thác mỏ? Liên hệ với FGI để thảo luận về tải trọng quan trọng, điều kiện lưới điện và yêu cầu dự án của mỏ bạn.
