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프로젝트 사례 연구 | 10 kV | 5 MW / 10.3 MWh | 채굴 에너지 저장
신뢰할 수 있는 전기는 안전한 탄광 운영에 필수적입니다. 환기, 배수, 인양, 안전 모니터링 시스템 모두 안정적인 전원 공급에 의존합니다. 이중 회로 그리드 연결이 설치된 광산조차도 상류 그리드 장애로 두 전원 공급원이 동시에 중단될 경우 상당한 운영 위험에 직면할 수 있습니다.
비상 전력 공급을 강화하기 위해 FGI(WindSun Science & Technology Co., Ltd.)는 중국 산시성 화이런에 위치한 즈펑산 탄광에 10 kV, 5 MW / 10.3 MWh 고전압 계쇄식 배터리 에너지 저장 시스템을 설치했습니다.
이 프로젝트는 중요한 광산 부하에 대한 추가 전력 공급 보호층을 구축하는 한편, 동일한 에너지 저장 시스템이 10MWp 분산형 태양광 설비를 지원할 수 있도록 합니다. 운영 전략은 간단합니다: 비상 전력 공급이 우선이며, 운영 조건이 허락할 때 에너지 비용 절감이 추가 가치를 제공합니다.
고전압 전력 변환, 배터리 저장, 지능형 모니터링을 결합함으로써, 이 프로젝트는 광산 에너지 저장 시스템이 전력 공급 회복력을 강화하고 보다 효율적인 에너지 관리를 지원할 수 있음을 보여줍니다.
적용 방법:탄광 비상 전원 공급
위치:즈펑산 탄광, 화이런, 산시, 중국
시스템 전압:10 kV
정격 출력:5 MW
배터리 에너지 용량:10.3 MWh
배터리 기술:인산철 리튬(LFP)
재생 에너지 통합:10 MWp 분산형 태양광 발전
핵심 기술:고전압 계단식 전력 변환
추가 기능:피크 쉐이빙 및 에너지 비용 최적화, 비상 예비 요건 준수
지하 광산에서의 전력 차단은 여러 중요한 안전 시스템에 동시에 영향을 줄 수 있습니다. 주 환기 팬, 배수 펌프, 인상 장비, 안전 모니터링 시스템은 필수 비상 대응 시간 내에 사용 가능하거나 복구되어야 합니다.
듀얼 회로 전원 공급 장치는 중요한 수준의 보호 기능을 제공합니다. 하지만 상류 그리드 고장으로 인해 두 외부 공급이 동시에 끊겨도 심각한 비상 상황이 발생할 수 있습니다.
즈펑산 탄광의 목표는 외부 전원 완전 정전 시 중요한 안전 부하를 지원할 수 있는 추가 전력원을 구축하는 것이었습니다.
FGI는 광산의 실제 하중 요구사항, 장비 시동 특성, 비상 작동 조건에 맞춰 시스템을 설계했습니다. 에너지 저장을 기존의 피크 셰이빙 설치로 다루는 대신, 이 프로젝트는 비상 전력 가용성을 시스템 설계의 중심에 둡니다.
FGI는 광산의 임계 부하 프로파일과 비상 전력 연속성 요구사항에 맞춰 시스템을 개발했습니다.
프로젝트의 하중 평가를 바탕으로 광산에 지정된 주요 안전 하중은 대략 합계됩니다2,686 kW안전 모니터링 및 비상 조명, 주 환기 및 배수 시스템을 포함합니다. 이 시스템은 정전 후 최소 2시간 동안 이러한 부하를 지원하도록 설계되었습니다.
이 시스템은 5MW 고전압 계단 전력 변환 시스템(PCS)과 10.3MWh 리튬 인산철 배터리 시스템을 결합합니다.
전력 등급은 중요 장비의 시작 수요를 수용할 용량을 제공하며, 배터리 에너지 용량은 변환 손실과 계획된 방전 깊이를 고려한 비상 운용 기간을 유지하도록 설계되었습니다.
시스템은 고전압 스위치기를 통해 광산의 10 kV 버스에 직접 연결되어, PCS와 광산 버스 사이에 추가적인 승압 변압기가 필요 없습니다. 이로 인해 변환 단계와 관련 장비 요구사항이 줄어듭니다.
결과적으로 구성된 구성은 고전압 전력 변환, 배터리 저장, 보호 및 모니터링을 통합하여 비상 전원 공급 솔루션으로 통합합니다.
이 시스템은 계쇄형 H-브리지 전력 변환 토폴로지를 사용하여 에너지 저장 시스템을 10 kV 네트워크에 직접 연결합니다.
별도의 전력 주파수 스텝업 변압기를 피함으로써, 이 구성은 중간 변환 단계를 줄이고 보다 컴팩트한 시스템 아키텍처를 지원합니다. 이는 설치 공간, 전기 통합, 유지보수 접근성을 함께 고려해야 하는 산업 시설에서 특히 유용합니다.
에너지 저장 시스템은 전력 차단에 신속히 대응하고 적절한 시스템 조건에서 블랙 스타트 작동을 지원하도록 설계되었습니다.
기계적 시동 및 안정화가 필요한 기존 백업 발전기와 달리, 배터리 에너지 저장은 전력 전자 변환을 통해 빠르게 반응할 수 있습니다. 적절한 제어장치, 스위칭 배치, 부하 순서를 통해 시스템은 지정된 중요 부하에 대해 독립적인 전원 공급 장치를 설정할 수 있습니다.
석탄 광산의 경우, 이 기능은 필수 장비의 복구와 외부 정전 시 중요한 안전 기능 유지를 지원하는 데 도움을 줍니다.
이 시스템은 오프그리드 운영을 지원하며, 설정된 제어 전략과 시스템 운영 조건에 따라 연결된 부하에 대한 전압 및 주파수 조절을 제공할 수 있습니다.
이 기능은 외부 전력망이 불가능할 때 광산이 지정된 장비에 독립적인 전력원을 공급해야 할 때 매우 중요합니다.
모듈식 설계는 프로젝트 요구에 따라 전력 변환 유닛과 배터리 클러스터를 구성할 수 있게 합니다.
광산의 생산 능력이나 전기 부하가 변할 때, 시스템 아키텍처는 장비 등급과 전체 전기 설계에 따라 미래 용량 계획 및 확장을 지원할 수 있습니다.
통합 모니터링 및 보호 기능은 운영 데이터 수집, 장비 상태 모니터링, 고장 진단 및 상태 경고를 지원합니다.
운영자는 중앙 제어 위치에서 시스템 성능을 모니터링하고 비정상적인 상황에 보다 효율적으로 대응할 수 있습니다. 원격 모니터링은 저장 시스템의 일상 관리를 지원하며, 정기적인 현장 점검 필요성을 줄이는 데 도움을 줍니다.
이 프로젝트는 비상 전력 보호와 추가적인 에너지 관리 기능을 결합하고 있습니다.
주요 비상 전력 역할과 더불어, 10.3 MWh 배터리 시스템은10MWp 분산형 태양광 설비 설치지역 생산된 전기의 사용을 개선하는 것입니다.
승인된 자가소비 체계에 따르면, 태양광 발전은 낮 시간 동안 현장 내 소비에 우선순위가 부여됩니다. 잉여 전기는 10 kV 저장 연결을 통해 배터리 시스템에 저장할 수 있으며, 저장된 에너지는 적절한 시간에 방전되어 피크 시간대 전력망 소비를 줄입니다.
이러한 조정된 운영 전략은 광산에 다음과 같은 도움을 줄 수 있습니다:
현장 태양광 전력 소비 증가
특정 피크 기간 동안 전기 구매를 줄이세요
분산형 태양광 발전의 활용도를 개선합니다
적용 요금 구조와 운영 조건에 따라 전체 전기 요금을 절감합니다
비상 대기 기간을 넘어서 설치된 에너지 저장 자산을 더 효율적으로 활용하세요
비상 에너지 저장 시스템의 경제적 운영은 그 주요 안전 기능을 훼손해서는 안 됩니다.
이 프로젝트에서는 비상 예비 요구량이 일상적인 에너지 최적화보다 우선합니다. 충전, 방전, 전력 스케줄링은 필요한 충전 상태, 사용 가능한 배터리 용량, 비상 대응 대책 및 운영 한계와 조율되어야 합니다.
이 접근법은 시스템이 비상 전력 보호의 추가 역할을 유지하면서 잠재적인 에너지 비용 절감을 제공할 수 있게 합니다.
이 시스템은 광산의 기존 이중 회로 공급 체계에 에너지 저장 기반 비상 전원 공급원을 추가합니다. 심각한 외부 정전 시 중요한 부하를 지원하도록 설계되어 운영 회복력과 비상 대응 능력을 향상시키는 데 도움을 줍니다.
배터리 저장과 분산형 태양광 발전 및 사용 시간 전기 요금을 조율함으로써 광산은 저장된 에너지를 보다 전략적으로 활용할 수 있습니다. 이로 인해 전기 요금을 절감하면서 재생 에너지 활용도를 높일 수 있는 기회가 생깁니다.
실제 절감 효과는 요금 조건, 시스템 가용성, 운영 일정, 그리고 비상 상황을 위해 예약해야 할 용량에 따라 달라집니다.
이 프로젝트는 고전압 계단식 배터리 에너지 저장이 안전에 중요한 응용과 더 넓은 에너지 관리 전략 모두에 기여할 수 있음을 보여줍니다.
비상 전력 업그레이드를 고려하는 광산에 대해, 중요 부하 백업과 재생 에너지 통합의 조합은 운영 회복력과 에너지 효율을 모두 고려하는 저장 시스템 평가에 실질적인 참고 자료가 됩니다.
FGI는 전력 전자공학과 산업용 전력 변환 분야에서 30년 이상의 경험을 보유하고 있습니다. 고전압 계단 에너지 저장 기술은 6 kV, 10 kV, 35 kV 응용 분야를 포괄합니다.
FGI의 에너지 저장 비상 전력 솔루션은 싱롱좡, 난툰, 팅난, 완푸 등 중국 내 다른 탄광에도 배치되었습니다. 이러한 응용 분야는 채굴 전력 시스템의 까다로운 요구에 맞게 고전압 에너지 저장 기술을 적용하는 경험을 제공합니다.
즈펑산 프로젝트는 비상 전력 공급과 태양광 에너지 관리를 결합한 10 kV, 5 MW / 10.3 MWh 구성을 통해 이러한 적용 경험을 확장합니다.
즈펑산 탄광 프로젝트는 고전압 계단식 배터리 에너지 저장을 통한 비상 전력 공급 개선의 실용적인 접근법을 보여줍니다.
5MW 전력 전환 시스템, 10.3MWh LFP 배터리 용량, 10kV 광산 버스 직접 연결, 분산형 태양광 10MWp와의 조정 운영을 통해 두 가지 중요한 목표를 달성합니다:외부 정전 시 중요한 광산 부하를 보호하고, 정상 운영 시 에너지 효율적 사용 기회를 창출합니다.
비상 전력 보호를 강화하고 에너지 효율과 재생 에너지 활용을 향상시키고자 하는 석탄 광산을 위해 FGI는 산업 운영 요구에 맞춘 응용 지향적 전력 전자 및 에너지 저장 솔루션을 제공합니다.
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