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プロジェクトケーススタディ |10 kV |5 MW / 10.3 MWh |マイニングエネルギー貯蔵
安全な炭鉱操業には、信頼できる電力が不可欠です。換気、排水、揚帆、安全監視システムはすべて安定した電源に依存しています。二重回路のグリッド接続を備えた鉱山であっても、上流のグリッド障害で両方の電源が同時に遮断されると、重大な運用リスクに直面する可能性があります。
非常用電力供給を強化するため、FGI(WindSun Science & Technology Co., Ltd.)は中国・山西省淮仁市の志風山炭鉱に10 kV、5 MW / 10.3 MWhの高電圧カスケード式バッテリー蓄電システムを導入しました。
このプロジェクトは、重要な鉱山負荷に対して追加の電力供給保護層を確立しつつ、同じエネルギー貯蔵システムで10MWpの分散型太陽光発電設備を支えることを可能にします。運用戦略はシンプルで、最優先の緊急電力供給と、運用条件が許す場合にはエネルギーコストの節約が追加の価値を提供します。
高電圧電力変換、バッテリー貯蔵、インテリジェント監視を組み合わせることで、鉱山エネルギー貯蔵システムが電力供給の強靭性を強化しつつ、より効率的なエネルギー管理を支援できることを示しています。
応用:炭鉱の非常用電源
所在地:中国山西省淮仁市の志峰山炭鉱
システム電圧:10 kV
定格出力:5MW
バッテリーのエネルギー容量:10.3MWh
バッテリー技術:リン酸鉄リチウム(LFP)
再生可能エネルギーの統合:10MWpの分散型太陽光発電
コア技術:高電圧カスケード電力変換
追加機能:ピークシェービングとエネルギーコストの最適化、緊急予備要件の条件付き
地下鉱山での停電は複数の重要な安全システムに同時に影響を及ぼす可能性があります。メイン換気ファン、排水ポンプ、揚げ装置、安全監視システムは、必要な緊急対応時間内に稼働可能または復旧しなければなりません。
デュアル回路電源は重要なレベルの保護を提供します。しかし、上流のグリッド障害によって両方の外部電源が同時に失われることは深刻な緊急事態を引き起こす可能性があります。
直風山炭鉱にとっての目的は、外部の完全な停電時に重要な安全負荷を支えられる追加の電力源を確立することでした。
FGIは、鉱山の実際の荷重要件、機器の起動特性、緊急運転状況に基づいてシステムを設計しました。エネルギー貯蔵を従来のピーク削減装置として扱うのではなく、このプロジェクトは緊急電力の利用可能性をシステム設計の中心に据えています。
FGIは鉱山の臨界負荷プロファイルと緊急電力連続性の要件に基づいてシステムを開発しました。
プロジェクトの荷重評価に基づき、鉱山の指定重要安全荷重の合計はおおよそ2,686 kW安全監視、非常照明、主換気、排水システムをカバーしています。このシステムは停電後少なくとも2時間はこれらの負荷を支えるよう設計されていました。
このシステムは、5MWの高電圧カスケード電力変換システム(PCS)と10.3MWhのリン酸鉄リチウムバッテリーシステムを組み合わせています。
電力定格は重要機器の起動需要に対応する容量を提供し、バッテリーのエネルギー容量は変換損失と計画された放電深度を考慮した後の緊急運転期間を維持できるよう設計されています。
システムは高電圧スイッチギアを介して鉱山の10 kVバスに直接接続されており、PCSと鉱山バス間に追加の昇圧トランスを不要にします。これにより、変換段階や関連する機器の要件が削減されます。
その結果、高電圧電力変換、バッテリー貯蔵、保護、監視を統合し、緊急電源ソリューションとして統合されました。
このシステムはカスケード型Hブリッジ電力変換トポロジーを採用し、エネルギー貯蔵システムを10kVネットワークに直接接続しています。
別途パワー・周波数のステップアップトランスを省くことで、中間変換段を減らし、よりコンパクトなシステムアーキテクチャをサポートします。これは特に、設置スペース、電気統合、保守アクセスを一体的に考慮しなければならない産業施設で価値があります。
エネルギー貯蔵システムは、停電時に迅速に対応し、適切なシステム条件下でのブラックスタート運転をサポートするよう設計されています。
従来のバックアップ発電機が機械的な始動と安定化を必要とするのに対し、バッテリーのエネルギー貯蔵は電力電子変換によって迅速に応答できます。適切な制御、スイッチング配置、負荷シーケンスにより、指定された重要な負荷に対して独立した電源を確立できます。
炭鉱においては、外部停電時の重要な設備の復旧や重要な安全機能の維持支援に役立ちます。
システムはオフグリッド運転をサポートし、設定された制御戦略やシステム運用条件に応じて接続された負荷に対して電圧および周波数調整を提供できます。
この機能は外部電力網が利用できない場合に重要で、鉱山が指定された機器に独立した電源を供給しなければならない場合に重要です。
モジュール式設計により、電力変換ユニットやバッテリークラスターをプロジェクト要件に応じて構成できます。
鉱山の生産能力や電力負荷の変化により、システムアーキテクチャは設備の定格や全体の電気設計に基づき、将来の容量計画や拡張を支えることができます。
統合された監視および保護機能により、運用データ収集、機器の状態監視、故障診断、状態警報が行われます。
オペレーターは中央制御の場所からシステムのパフォーマンスを監視し、異常な状況により効率的に対応できます。リモートモニタリングはストレージシステムの日常管理も支援し、定期的な現場点検の必要性を減らすのに役立ちます。
このプロジェクトは、緊急電力保護と追加のエネルギー管理機能を組み合わせています。
主な緊急用電源の役割に加え、10.3 MWhのバッテリーシステムは10MWp分散型太陽光発電設備地元で発電された電力の使用を改善すること。
承認された自家消費体制の下では、太陽光発電は日中の現場消費に優先されます。余剰電力は10 kV蓄電接続を通じてバッテリーシステム内に蓄えられ、ピーク時の電力網消費を削減するために適切なタイミングで放電されます。
この協調された運用戦略は鉱山の以下の支援に役立ちます:
現地での太陽光発電消費の増加
特定のピーク期間中の電力購入を削減しましょう
分散型PV発電の利用率向上
適用される料金体系および運用条件に従い、全体の電気料金を削減します
緊急待機期間を超えて設置されたエネルギー貯蔵資産をより有効活用しましょう
緊急用エネルギー貯蔵システムの経済的な運用は、その主要な安全機能を損なってはなりません。
このプロジェクトでは、緊急予備の必要性が通常のエネルギー最適化よりも優先されます。充電・放電・電力スケジューリングは、必要な充電状態、利用可能なバッテリー容量、緊急対応の手配、動作制限と調整されなければなりません。
このアプローチにより、システムは緊急時電力保護の追加層としての役割を維持しつつ、潜在的なエネルギーコスト削減を実現できます。
このシステムは、鉱山の既存の二回路供給システムにエネルギー貯蔵型の緊急電源を追加します。これは、深刻な外部停電時に重要な負荷を支えるよう設計されており、運用の耐久性と緊急対応能力の向上に寄与します。
バッテリー蓄電と分散型太陽光発電や使用時間別電力料金を調整することで、蓄えられたエネルギーをより戦略的に活用できます。これにより、電力コストを削減しつつ再生可能エネルギーの利用を向上させる機会が生まれます。
実際の節約は、料金条件、システムの利用可能性、運用スケジュール、緊急時のために確保すべき容量に依存します。
このプロジェクトは、高電圧カスケード型バッテリーエネルギー貯蔵が安全性に重要な用途とより広範なエネルギー管理戦略の両方に貢献できることを示しています。
緊急電力のアップグレードを検討している鉱山にとって、クリティカルロードバックアップと再生可能エネルギー統合の組み合わせは、運用の強靭性とエネルギー効率の両方に対応する貯蔵システムを評価するための実用的な参考となります。
FGIはパワーエレクトロニクスおよび産業用電力変換において30年以上の経験を持っています。高電圧カスケード型エネルギー貯蔵技術は、6kV、10kV、35kVの用途をカバーしています。
FGIのエネルギー貯蔵緊急電力ソリューションは、中国の興竜荘、南屯、廷南、万福など他の炭鉱にも導入されています。これらの用途は、採掘電力システムの厳しい要求に高電圧エネルギー貯蔵技術を適応させる経験を提供します。
直風山プロジェクトは、緊急電力供給と太陽光発電管理を組み合わせた10 kV、5 MW / 10.3 MWhの構成を通じて、この応用経験を拡張しています。
直風山炭鉱プロジェクトは、高電圧カスケード式バッテリーエネルギー貯蔵による緊急電力供給の実用的なアプローチを示しています。
5MWの電力変換システム、10.3MWhのLFPバッテリー容量、10kV鉱山バスへの直接接続、10MWpの分散型太陽光発電との連携運転により、この施設は2つの重要な目標に取り組んでいます。外部停電時の重要な鉱山負荷を保護し、通常運転中のエネルギー使用効率を高める機会を創出します。
非常用電力保護を強化しつつ、エネルギー効率と再生可能エネルギー利用を推進したい炭鉱に対し、FGIは産業運用要件に合わせた応用志向のパワーエレクトロニクスおよびエネルギー貯蔵ソリューションを提供します。
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