140 kWのピークをカットできなかった500 kWhのバッテリー
ピークシェービングのために、PCSの電力は、サイトがグリッドメーターで提供しなければならない最大kW削減からサイズを決定し、バッテリー容量はその削減がどれくらいの時間持続する必要があるかからサイズを決定する必要があります。実用的な初期ルールはPCS power ≥ site peak − target demand limit、マージン、実際の負荷形状、充電電力、変圧器の制限、無効電力、温度/高度の減少、およびEMSの応答をチェックすることです。
その区別は基本的なものに思えます。それでも高価なミスを引き起こします。
NRELメーター背後のストレージ分析でインバータ電力とバッテリーエネルギーを別々の変数として扱い、需要料金のパフォーマンスが施設の負荷プロファイルと料金構造に大きく依存する理由を示します。
誰かが私に送るとき:
"500 kWhのピークシェービングバッテリーが必要です。PCSの見積もりをお願いします。"
私は通常、1つの質問を返します:
"削減しようとしているピークは何ですか？"
通常は最悪の15分から始めます
仮想の工場を考えてみてください。これは実際の例であり、Ruibit/Dawniceの顧客ケースではありません。
電力会社のメーターは次のように示しています:
最大需要: 618 kW
施設の管理者は、グリッドからの輸入を次のように制限したいと考えています:
480 kW
私が気にする最初の数字はしたがって:
必要なピーク削減 = 618 − 480 = 138 kW
それ138 kWが最初のPCSサイズ信号です。
100 kWのPCSが500 kWhのバッテリーに接続されていても、仕事をすることはできません。最大出力時:
残りのグリッド需要 = 618 − 100 = 518 kW
バッテリーは数時間放電するのに十分なエネルギーを持っているかもしれません。
ただし、メーターが必要とする瞬間にPCSを通じて十分な電力を移動させることはできません。
これが、私がkWをkWhから分けて、製品カタログを見る前に考慮する理由です。.
138 kWが計算結果です。まだ私の発注書ではありません。
もし最高の歴史的要件が正確に138 kWであれば、私は自動的に138 kWのコンバータを指定することはありません。
この例では、説明的なものを適用すると仮定しましょう10% エンジニアリング/コントロールマージン:
138 × 1.10 = 151.8 kW
これは大体、150–160 kW PCSクラスを指し示しています。実際のサプライヤーの評価と最終プロジェクトの研究に基づきます。
10% は業界の法律ではありません。
来年生産が拡大する場合、歴史的なピークが大きく変動する場合、高温環境がPCSの出力低下を引き起こす場合、高地にある場合、リアクティブパワーを同時に供給する必要がある場合、またはEMSが追加のコントロールヘッドルームを必要とする場合は、異なるマージンを使用するかもしれません。
これは、偽の精度を作り出すよりも、数字を開けておく方が良い場所の一つです。
1年間の負荷データは、何が起こったかを教えてくれます。
それは、工場が来年の3月にさらに90 kWのコンプレッサーを追加するかどうかは教えてくれません。
その後、負荷曲線に沿って横を見る
最高点は私に電力を教えてくれます。
ターゲットの上のエリアは私にエネルギーを教えてくれます。
同じ工場がこの4つの間隔のイベントを生成すると仮定しましょう：
| 15分間隔 | 施設負荷 | 480 kW以上の電力 |
|---|---|---|
| 14:00–14:15 | 530 kW | 50 kW |
| 14:15–14:30 | 618 kW | 138 kW |
| 14:30–14:45 | 590 kW | 110 kW |
| 14:45–15:00 | 520 kW | 40 kW |
その1時間のピークを平坦にするために必要なAC側のエネルギーはおおよそ：
ピークイベントエネルギー = (50 + 138 + 110 + 40) × 0.25 = 84.5 kWh
これでプロジェクトが意味を持ち始めます：
ピークPCSの負荷：マージン前で約138 kW
このイベントのピークシェービングエネルギー：損失とバッテリーマージン前で約84.5 kWh
これは、150 kWのPCSを600 kWhの4時間バッテリーと自動的に組み合わせることとは非常に異なる要件です。
NRELの商業用バッテリー貯蔵分析は、電力容量とエネルギー持続時間を別々の設計次元として扱い、普遍的なエネルギー対電力比を仮定するのではありません。
ピークシェービングは驚くほど電力重視、エネルギー軽視のアプリケーションになることがあります、問題のあるピークが短い場合。
15分の料金体系は短いピークを高くつける可能性があります
ここで電気技術者と財務担当者がついに同じグラフを見始めます。
PCSはkWを見ます。
会計は需要料金を見ます。
ユーティリティメーターがそれらをつなげます。
そのDOE/EPRI 電気貯蔵ハンドブックは、単一の15分間の需要間隔が需要料金を確立できるタリフについて議論しています。
したがって、迅速なPCSの応答は有用ですが、応答速度だけでは問題を解決しません。
メーターが15分間の平均を測定している場合、BESSは関連する間隔を通じて必要な削減を維持しなければなりません。
ピークの途中で使用可能なバッテリーエネルギーが尽きる200 kWのPCSは、需要目標を失う可能性があります。
だからこそ、私は尋ねません：
"PCSはどれくらい速く応答できますか？"
私が知っているのは：
"どれくらいの時間そこに留まる必要がありますか？"
変圧器は完璧なPCS計算が失敗する場所です
150 kWが適切に見えると仮定しましょう。
承認する前に、サイトの変圧器と充電ウィンドウを確認します。
すでに重い昼間の負荷を抱えている800 kVAの変圧器を想像してください。EMSがピーク直後に150 kWでBESSを再充電すると、充電自体が別の高需要の間隔を生む可能性があります。
したがって、正しい質問は次のようになります：
PCSはどれだけ放電できますか？
また、次のこともあります：
いつ、そしてどの最大出力で再充電できますか？
これにより非対称の運転限界が生じる可能性があります：
最大放電：150 kW
サイトで許可されている最大充電：おそらく70 kW
正確な値は、サイトの電気的および料金の制約から得る必要があります。
これが、最終構成を尋ねる前にRuibit/Dawniceに負荷プロファイル、変圧器の定格、目標需要上限、および利用可能な充電ウィンドウを送信する理由でもあります。サプライヤーの標準kW/kWhの組み合わせはハードウェアオプションであり、サイズ決定のルールではありません。
もう一つの数値：kVA
ピークシェービングは通常、アクティブパワーに焦点を当てます。
PCSには他の任務があるかもしれません。
コンバータが提供することが期待されると仮定しましょう：
140 kWのアクティブパワー
そして同時に：
60 kvarのリアクティブパワー
その見かけの電力要件は次のようになります：
S = √(P² + Q²)
S = √(140² + 60²) ≈ 152.3 kVA
150 kVAのコンバータは現在、実質的に満杯です。
これが、B2Bバイヤーが区別すべき理由です：
| PCSパラメータ | なぜ確認するのか |
|---|---|
| 連続kW | ピークシェービング機能 |
| 連続kVA | 合成有効/無効負荷 |
| 過負荷定格 | 短時間の逸脱 |
| 効率曲線 | 実際の運転負荷での損失 |
| 充電電力 | 再充電制約 |
| 無効電力 / PF範囲 | グリッドまたは施設のサポート |
| 温度による出力低下 | ホットサイトでの利用可能電力 |
| 高度による出力低下 | 高高度での利用可能電力 |
私は特に効率曲線に注意を払います。単にピーク効率だけではありません。30〜60％の負荷でほとんどの時間を過ごすPCSは、そこで評価されるべきです。
ホワイトボードに書いているサイズ設定ルール
予備設計のために:
PCSピークシェービングの義務:
Pshave = Ppeak − Ptarget
予備PCS定格:
PPCS ≥ Pshave × プロジェクト特有のマージン
ピークイベントエネルギー:
Eevent = Σ(Pload − Ptarget) × インターバルの期間
次に、結果を確認します変圧器の容量、バッテリーのCレート、PCSの充電能力、無効電力の要求、周囲温度、高度、将来の負荷増加、EMSの制御戦略、および電力会社の需要インターバルに対して.
NRELのピークシェービング研究は根本的なポイントを明確にします：利用可能なインバータの電力とバッテリーのエネルギーは、ピーク削減ストレージが提供できる量を制約します。
それは覚えておく価値のあるルールです。
PCSの電力は、取り除かなければならないピークの高さに従います。バッテリーのエネルギーは、そのピークの幅に従います。
これら2つの仕事を混ぜると、過剰なバッテリーを購入したり、PCSが不足したりするのが非常に簡単になります。
別のキャビネットを追加する前に負荷ファイルを再度開きます
最初の提案が目標を外れた場合、私の本能は次のようにはなりません：
"さらに200 kWhを追加します。"
私はインターバルデータに戻ります。
PCSは電力制限されていましたか？
使用可能なエネルギーは尽きましたか？
SoCは最初から低すぎましたか？
EMSは反応が遅すぎましたか？
充電は変圧器によって制約されましたか？
"ピーク"は実際には3時間のプラトーでしたか？
これらの失敗は電気料金で同じように見えることがあり、まったく異なる修正が必要です。
ピークシェービングプロジェクトにとって、私が守るべき購買の規律は次のとおりです：
バッテリー容量からPCS電力を選ばないでください。PCS電力からバッテリー容量を選ばないでください。サイトの負荷曲線に両方のサイズを決定させてください。
よくある質問
1. ピークシェービングのためにPCS出力をどのようにサイズ設定しますか？
必要なピーク削減から始めてください：PCSの出力 ≈ ピークサイト需要 − 目標グリッド需要制限その後、エンジニアリングマージン、デレーティング、変圧器の限界、無効電力、将来の負荷増加を確認します。
2. PCS出力はバッテリー容量から計算できますか？
いいえ。バッテリー容量（kWh）はBESSがどれだけ長く放電できるかを決定し、PCSの出力（kW）は特定の瞬間にどれだけの電力を供給できるかを決定します。両方とも負荷プロファイルに基づいてサイズを決定する必要があります。
3. なぜ15分の負荷データがPCSサイズ設定に重要なのですか？
インターバルデータは、実際の需要ピークの高さと持続時間を明らかにします。短い150 kWのスパイクと3時間の150 kWのプラトーは、同様のPCS出力を必要とするかもしれませんが、非常に異なるバッテリー容量を必要とする場合があります。
4. PCS出力にはサイズ設定マージンを含めるべきですか？
通常ははい、しかし普遍的な割合はありません。マージンは負荷の変動性、将来の拡張、温度および高度のデレーティング、無効電力の要件、および制御戦略を反映する必要があります。
5. B2BバイヤーはどのPCS仕様を比較すべきですか？
比較連続kW、kVA、過負荷能力、効率曲線、充電/放電限界、無効電力能力、力率範囲、デレーティング条件、および制御インターフェース.
