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Le SOC utilisable peut rester affiché à l'écran même après que l'ensemble du site se soit mis hors tension. Cela ne signifie pas nécessairement que la batterie présente un dysfonctionnement. Le dispositif anti-fonctionnement en îlot a coupé la connexion au réseau, comme prévu, et le PCS asservi au réseau ne détecte plus de forme d’onde CA active. Pour alimenter le bâtiment à partir de ce moment-là, le site a besoin d’un îlot mis en service et d’un PCS capable de maintenir le bus local.
Commencez par le schéma unifilaire. Au cours de la Processus de conception du système BESS C&I, identifiez l'appareil qui coupe l'alimentation du réseau public et nommez chaque circuit sur le bus de secours. Si ce bus doit démarrer à froid, le Analyse technique des systèmes de stockage d'énergie (PCS) et de la formation de réseau Il faut déterminer l'unité qui servira à définir la tension et la fréquence.
La batterie doit également être rechargée en cas de coupure de courant. A Stratégie de réserve du BESS SOC empêche le système de lissage des pics de consommation de puiser dans l'énergie réservée à l'alimentation de secours. Il est alors possible de comparer la consommation en kWh de l'armoire à la charge protégée et au nombre d'heures pendant lesquelles celle-ci doit fonctionner.
Le SOC n'est pas un test de sauvegarde
La valeur SOC correspond à l'état de charge de la batterie et non au résultat d'un test de secours sur site. Elle indique l'énergie restante dans la plage de fonctionnement autorisée. C'est l'état du disjoncteur (ouvert ou non), l'état du bus CA (hors tension ou non) et les circuits raccordés en aval qui déterminent si une partie de cette énergie parvient aux charges prévues.
Il est facile de mal interpréter les données de charge et de décharge dans ce cas. Les tests de lissage des pics, de décalage photovoltaïque et de contrôle « zéro exportation » sont effectués avec le réseau de distribution maintenant la forme d'onde alternative. Un test réussi confirme le bon fonctionnement du PCS raccordé au réseau ; le démarrage en « dead-bus » n'a pas encore été testé.
| Ce que voit l'opérateur | Que peut-on réellement en conclure ? |
|---|---|
| SOC disponible restant | L'énergie est disponible du côté courant continu |
| Le PCS s'est déchargé avant la coupure de courant | La conversion fonctionnait tant que la référence à l'utilitaire était présente |
| Le disjoncteur s'est déclenché | Le BESS n'alimente plus le circuit d'alimentation défaillant. |
| Les charges protégées sont restées sous tension | La séquence d'isolement mise en service s'est déroulée avec succès |
La taille de l'armoire n'a aucune incidence sur le résultat. Même une unité de 100 kW / 215,04 kWh peut se trouver à pleine charge à côté d'un bâtiment sombre lorsque l'appareillage électrique et les commandes ne fournissent aucun circuit CA homologué vers les charges.
La mise en service « zéro exportation » constitue un autre état de fonctionnement. Le Guide BESS sur le contrôle des exportations nulles Couvre la mise en place et le contrôle des compteurs au PCC tant que le réseau est disponible. Le démarrage sur bus mort doit faire l'objet d'une vérification distincte.
Que se passe-t-il en cas de panne du service public ?
La première mesure à prendre en cas de perte d’alimentation est d’empêcher le système de stockage d’énergie par batterie (BESS) d’alimenter le circuit du réseau concerné. Les agents de ligne s’attendent à ce que celui-ci soit hors tension. Un îlotage accidentel pourrait également exposer les équipements connectés à une tension ou une fréquence incontrôlée pendant le rétablissement du réseau ; c’est pourquoi les mécanismes anti-îlotage imposent la déconnexion.
La norme IEEE 1547 traite de la réponse en cas d'îlotage, des conditions anormales et de la vérification dans le cadre de l'interconnexion des ressources décentralisées (DER). La documentation du NREL relative à la norme IEEE 1547 considère le fonctionnement intentionnel hors réseau comme un cas de conception distinct. Voir le Champ d'application de la norme IEEE 1547 relative aux interconnexions et NREL : ressources des îlots intentionnels selon la norme IEEE 1547.
Sur un site dédié à la sauvegarde, la séquence se déroule généralement comme suit :
- 1. La protection détecte la perte de fonctionnement ou toute autre anomalie éligible.
- 2. L'interconnexion s'ouvre et interrompt le flux d'énergie vers le circuit du réseau concerné.
- 3. Les contrôles permettent de vérifier que l'îlot concerné est isolé électriquement.
- 4. La source compatible avec le mode îlotage définit la tension et la fréquence sur le bus local.
- 5. Les charges autorisées sont raccordées dans l'ordre de mise en service.
- 6. L'îlot reste actif jusqu'à ce qu'une condition d'arrêt ou de reconnexion soit remplie.
Une fois que le dispositif anti-fonctionnement en îlot a sécurisé le circuit d'alimentation et que le point de coupure a été vérifié, les commandes de fonctionnement en îlot intentionnel peuvent mettre le bus local sous tension. Les équipements conçus uniquement pour se déconnecter du réseau ne se sont pas révélés capables de mettre ce bus sous tension.
Le circuit de secours s'étend au-delà de l'armoire à batteries
Choisissez une charge qui doit rester alimentée et suivez ses conducteurs jusqu'au PCS sur le schéma unifilaire. Le cheminement de la coupure n'est pas complet tant que le schéma ne tient pas compte des cinq éléments suivants :
- Séparation des services publics : Un point ouvert empêche la source locale d'alimenter le circuit défaillant du réseau.
- Limite de charge protégée : Les schémas indiquent précisément quels circuits peuvent être raccordés à l'îlot.
- Référence locale en matière de climatisation : Le PCS maintient la tension et la fréquence même en l'absence d'alimentation du réseau.
- Transfert et séquençage : la commutation présente les charges autorisées dans un ordre que le PCS peut accepter.
- Réserve d'énergie : le système EMS conserve une quantité suffisante de SOC utilisable pour la durée de coupure spécifiée.
Les équipements de transfert varient selon les sites. L'installation peut nécessiter un ATS, un STS, des disjoncteurs à verrouillage électrique, un appareillage dédié à l'isolation du réseau ou tout autre dispositif sur mesure. Le choix s'effectue en fonction de la topologie monoligne, du niveau d'interruption admissible, de la coordination des protections, du traitement du neutre et de la mise à la terre.
Une capacité de batterie plus importante ne permet pas de pallier l'absence d'un chemin de circulation. Si le projet a omis le point de séparation, le bus protégé ou la séquence de commande en îlot, les cellules peuvent être prêtes alors que le système CA ne l'est pas.
Un bus hors service nécessite un rôle PCS différent
Un PCS « grid-following » mesure une forme d'onde CA existante et régule le courant en fonction de celle-ci. Dès que la forme d'onde disparaît, ce mode de régulation attend une référence valide. Il ne peut pas établir de tension sur le bus inactif de manière autonome.
Une fois l'isolement confirmé, le contrôle de formation de réseau permet d'établir ou de réguler la tension et la fréquence locales. Le démarrage du bus dépend toujours de la position des disjoncteurs, des réglages de protection, du courant de défaut disponible en îlotage et de la première étape de mise en charge.
| Rôle du PCS | Référence de service disponible | Référence de l'utilitaire manquante |
|---|---|---|
| Suivi du réseau | Charges ou décharges par rapport à la forme d'onde externe | Attend une référence valide ; ne peut pas alimenter un bus inactif à lui seul |
| Constitution d'un réseau dans une île agréée | Fonctionne dans le cadre du système coordonné | Définit ou régule le bus CA local après la séparation |
Lorsque la topologie approuvée nécessite une unité de formation de source, MEGA PCS peut remplir ce rôle. Son modèle, ses commandes et le soutien requis du réseau sont vérifiés sur le Page consacrée à l'ingénierie des systèmes de connexion au réseau (PCS) avant que la protection et la commutation des éléments environnants ne soient finalisées.
Commencez par établir le programme de charge protégée
Les premières notes de projet indiquent souvent “ maintenir l'alimentation du bâtiment ”. Lors de l'étude de charge, cette consigne se traduit par une décision circuit par circuit : maintenir l'alimentation, la rétablir après un certain délai ou la couper. Consignez le résultat convenu dans un tableau de charge signé avant de dimensionner le système de protection contre les surintensités (PCS).
Les chargements qui ne peuvent pas attendre
Les circuits de sécurité, les commandes de processus, les systèmes de communication, les systèmes informatiques critiques et certains équipements de réfrigération peuvent nécessiter une continuité d'alimentation immédiate. Leur charge de fonctionnement simultanée détermine le premier bloc d'alimentation, tandis que l'appareil le moins tolérant définit la durée d'interruption autorisée.
Charges pouvant être restituées par étapes
Les pompes, les dérivations CVC et les équipements auxiliaires de process supportent souvent un léger retard. Les remettre en marche une fois que le bus de l'îlot s'est stabilisé permet de limiter l'amplitude de la variation initiale et d'éviter que plusieurs démarrages n'aient lieu simultanément.
Moteurs et autres charges à courant d'appel élevé
Un moteur qui consomme 40 kW une fois à vitesse de croisière peut solliciter beaucoup plus l'îlot lors du démarrage. Vérifiez le courant de démarrage, la puissance réactive, la chute de tension et le temps de rétablissement par rapport à la capacité de charge de courte durée du PCS. Le calcul est décrit dans le Guide de démarrage des moteurs BESS et de dimensionnement des PCS.
Prévoir pour chaque circuit une instruction en cas de coupure et préciser le délai applicable le cas échéant. La charge connectée totale ne suffit pas à elle seule à définir la séquence de redémarrage.
La distribution commerciale peut épuiser la réserve de sécurité
Les essais sur site commencent généralement avec une batterie chargée à un niveau déterminé. Une véritable coupure de courant survient quel que soit le niveau de charge (SOC) résiduel à l'issue du cycle de distribution précédent. Le lissage des pics de consommation peut réduire l'autonomie, même lorsque tous les disjoncteurs et toutes les commandes de contrôle fonctionnent correctement.
Définissez un seuil EMS pour la répartition des coupures et déterminez dans quel délai le système doit reconstituer cette réserve après une décharge. À ce seuil, les commandes peuvent suspendre le lissage des pics, modifier le programme de charge ou renoncer à un autre service de moindre priorité. Le propriétaire choisit le volume d'économies quotidiennes à sacrifier en échange d'une autonomie garantie plus longue.
Le Stratégie de réserve du BESS SOC transforme l'autonomie promise en une durée minimale utilisable et en une règle de récupération. Si la recharge des panneaux photovoltaïques et la gestion de la demande entrent en concurrence avec celle-ci, utilisez la Guide sur la logique de priorité du système EMS de BESS pour déterminer quel service cède le passage en premier.
Le rôle d'ESSA, d'Energon 261 et de MEGA PCS
ESSA et Energon sont des produits de stockage. La conversion de puissance relève de MEGA PCS. Les noms des produits ne précisent toujours pas où le disjoncteur s'ouvre ni quels circuits du bâtiment seront alimentés ; le schéma unifilaire du site doit relier l'équipement au circuit concerné en cas de coupure de courant.
ESSA0100B-0215
L'ESSA0100B-0215 est une armoire d'extérieur de type C&I d'une puissance nominale de 100 kW / 215,04 kWh. Sa puissance nominale doit couvrir le plus grand palier de charge autorisé, et son énergie utilisable doit couvrir la durée de fonctionnement requise. La séparation des réseaux, le bus d’îlot et la séquence de transfert restent des éléments à définir lors de la conception du site. Les informations sur le produit sont disponibles sur le Page consacrée au système de stockage d'énergie en armoire extérieure ESSA.
Energon 261
L'Energon 261 combine une énergie nominale de 261,24 kWh avec un refroidissement par liquide et une puissance nominale en courant alternatif de 125 kVA. La valeur de 125 kVA correspond à la puissance apparente, et non à 125 kW. La puissance réelle disponible doit être calculée en fonction du facteur de puissance requis et dans les conditions de fonctionnement applicables. Les valeurs de régulation sont indiquées sur le Page consacrée au système de stockage d'énergie Energon 261 C&I à refroidissement liquide.
MEGA PCS
Le MEGA PCS offre des capacités de formation de réseau et de démarrage autonome, un transformateur d'isolement intégré et des puissances nominales qui varient selon les modèles. Dans un réseau isolé correctement conçu, il peut alimenter ou réguler le bus CA local après la coupure de la connexion au réseau.
Le transformateur intégré peut simplifier une partie de l'intégration. La protection, la commutation externe, le traitement du neutre et la mise à la terre doivent toutefois encore être conçus en fonction de la topologie du site. Le « démarrage à froid » signifie que le PCS peut mettre sous tension un bus hors tension. Cela ne garantit pas pour autant un transfert sans interruption au niveau de la charge.
Considérez la valeur de commutation publiée de 8 à 10 ms comme une valeur au niveau du PCS dans les conditions de fonctionnement indiquées. L'installation subit la durée cumulée de la détection de la panne, de la commutation externe, de l'exécution des commandes et du maintien de la charge. Mesurez cette interruption sur l'installation achevée avant de lui attribuer un service de continuité.
La sauvegarde nécessite son propre résultat d'acceptation sur site
Les opérations de charge, de décharge et de lissage des pics du SAT laissent la référence du réseau en place. La réussite de ces étapes permet uniquement le fonctionnement en réseau. Le fonctionnement en îlotage reste à valider jusqu’à ce qu’un test supprime la référence et teste le fonctionnement en îlot.
Pendant le test SAT de secours, retirez l'utilitaire dans des conditions contrôlées et enregistrez ce qui se passe au niveau du bus protégé. Les données doivent couvrir la coupure électrique, la mise sous tension du bus à l'arrêt, la première étape de mise en charge, le rétablissement progressif, le fonctionnement en îlot stable et l'arrêt ou la remise en service approuvés. Utilisez les charges réelles ou l'équipement d'essai représentatif mentionné dans la procédure.
Le PASS raccordé au réseau passe en mode de fonctionnement raccordé au réseau. Le mode de secours nécessite son propre résultat de site signé.
Notez le modèle installé et la version du logiciel, ainsi que le tableau électrique, la topologie unifilaire, les charges protégées et la logique de commande utilisées lors de l'essai. Les tests en usine confirment le bon fonctionnement des équipements avant leur installation. Les essais SAT vérifient leur comportement une fois qu'ils ont été montés sur site. Le Guide relatif aux essais de réception en usine et aux essais de réception sur site du système BESS indique où s'achève un enregistrement et où commence le suivant.
Après une mise à niveau de secours, un système de stockage d’énergie par batterie (BESS) existant et raccordé au réseau doit faire l’objet d’une nouvelle vérification sur site. Indiquez les limites de l’île, le mode de contrôle et la charge protégée sur un seul schéma, puis mentionnez-le dans le rapport final signé.
Quand un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) raccordé au réseau suffit
De nombreux projets nécessitent uniquement des fonctions de lissage des pics, de décalage de la production photovoltaïque, de contrôle « zéro exportation » ou de gestion de la demande, sans rien de plus. Ces quatre fonctions reposent sur la référence du réseau. Si le site peut s'arrêter lorsque cette référence disparaît, un système BESS classique raccordé au réseau a rempli sa mission.
Dès lors qu'un circuit désigné doit rester sous tension ou être remis sous tension selon une séquence contrôlée, la conception et les essais des « îlots intentionnels » doivent être intégrés au périmètre du projet.
| Résultat attendu | Orientation créative |
|---|---|
| L'alimentation électrique des installations pourrait être interrompue par le fournisseur d'électricité | Système de stockage d'énergie par batterie (BESS) raccordé au réseau |
| Les circuits sélectionnés doivent rester disponibles | Système de sauvegarde « Intentional-island » |
| La charge protégée dépasse la puissance nominale d'une armoire | Plus de puissance PCS ou plusieurs unités |
| La durée de fonctionnement requise dépasse l'énergie utilisable de l'armoire | Une plus grande capacité de batterie ou plusieurs unités |
| Le service de permanence atteint l'échelle du MWh | Systèmes de stockage d'énergie (ESS) à plusieurs unités ou en conteneurs |
Ne déterminez pas les caractéristiques de ce dispositif en fonction de la surface du bâtiment ou de la facture mensuelle. Renseignez-vous sur la charge maximale simultanée protégée, la durée de la coupure, l’interruption autorisée et la séquence de redémarrage. Une fois ces valeurs connues, il est possible de détecter un système de protection contre les coupures de courant (PCS) sous-dimensionné, une énergie utilisable insuffisante ou l’absence d’un chemin de transfert avant même de passer commande des équipements.
Des blocs de chargement plus volumineux ou des durées d'exécution plus longues peuvent faire passer le projet dans une classe multi-unités ou conteneurisée. Une fois la tâche définie, utilisez la Gamme de solutions de stockage d'énergie MegSolid C&I pour passer en revue les équipements disponibles. Les projets à l'échelle du MWh sont abordés dans Conception du système de stockage d'énergie par batterie (BESS) de 5 MWh.
Ne valider la sauvegarde que si le modèle installé, la version de son logiciel et le test de site signé correspondent tous.
FAQ
Un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) raccordé au réseau fonctionnera-t-il en cas de coupure de courant ?
Oui, mais uniquement si la fonction de secours a été intégrée dès la conception et la mise en service du site. Le raccordement au réseau doit être coupé avant qu’une source capable de fonctionner en îlotage n’alimente le bus protégé. La puissance disponible du système de conversion de puissance (PCS) et l’énergie utilisable des batteries doivent également couvrir les charges sélectionnées.
Pourquoi une batterie peut-elle s'éteindre alors qu'il reste encore du SOC ?
Un SOC résiduel signifie que les cellules contiennent encore de l'énergie en courant continu utilisable. Cela ne permet pas de maintenir en ligne un système de conversion de puissance (PCS) synchronisé sur le réseau après la disparition de sa référence en courant alternatif. En l'absence d'un réseau isolé mis en service pour prendre le relais, l'électricité ne dispose d'aucun cheminement approuvé entre l'armoire et les charges de l'installation.
Qu'est-ce que la protection anti-îlotage BESS ?
Le dispositif anti-fonctionnement en îlotage déconnecte un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) ou toute autre ressource décentralisée en cas de coupure de l'alimentation fournie par le réseau en amont. Le circuit déconnecté peut alors rester hors tension pour permettre l'intervention sur la ligne et le rétablissement contrôlé de l'alimentation.
Qu'est-ce que le mode « îlot » du système BESS ?
En mode « îlot », une partie définie du site fonctionne de manière autonome après avoir été déconnectée du réseau public. Des commandes locales maintiennent la tension et la fréquence, autorisent les charges approuvées et gèrent la mise hors tension ou la reconnexion selon une séquence testée.
La protection contre le fonctionnement en îlotage est-elle différente du fonctionnement en îlotage intentionnel ?
Oui. La protection anti-fonctionnement en îlot empêche le courant de continuer à circuler vers un circuit du réseau public défaillant. Le fonctionnement en îlot intentionnel permet de maintenir en service un bus local défini une fois que le point de coupure a été vérifié.
Un système BESS intégrant au réseau assure-t-il automatiquement une alimentation de secours ?
Non. Le contrôle de formation de réseau permet de créer la référence CA locale, mais il ne peut ni définir l'îlot ni déplacer les charges de manière autonome. L'installation doit toujours disposer d'une isolation sécurisée par rapport au réseau public, de protections et de commutations coordonnées, d'une réserve d'énergie de batterie et d'un essai sur site concluant.
Un système d'alimentation de secours commercial nécessite-t-il toujours un ATS ou un STS ?
Non. Un ATS ou un STS n’est qu’une solution parmi d’autres. Des disjoncteurs à verrouillage électrique, un appareillage dédié au fonctionnement en îlot ou tout autre dispositif sur mesure pourraient mieux convenir au site, en fonction de la topologie, de la protection et de la durée d’interruption admissible.
Quelles sont les charges protégées dans un système commercial de secours BESS ?
Il s'agit des circuits désignés autorisés à bénéficier d'une alimentation de secours. Les équipements de sécurité, les commandes, les systèmes de communication, la réfrigération et certaines charges de production figurent souvent sur la liste. D'autres circuits peuvent être remis en service ultérieurement ou rester hors service.
Le modèle ESSA0100B-0215 peut-il être utilisé dans une architecture de sauvegarde ?
Oui, à condition que la puissance de la charge protégée et la durée de fonctionnement correspondent à sa classe de 100 kW / 215,04 kWh. L’armoire ne constitue qu’une partie de l’installation ; la séparation des réseaux, des commandes compatibles avec le fonctionnement en îlot, le transfert de charge et un test de secours certifié restent nécessaires.
L'Energon 261 peut-il être utilisé dans une architecture de secours ?
Oui. L'Energon 261 a une puissance nominale de 261,24 kWh et de 125 kVA en courant alternatif. Le kVA n'étant pas équivalent au kW, il convient de calculer la puissance réelle requise au facteur de puissance prévu, puis de vérifier la séquence de charge, la conception du système de transfert et le mode de fonctionnement mis en service.
Que signifie « black start » pour un système de stockage d'énergie par batterie (BESS) ?
Le « démarrage à froid » signifie qu'un système BESS et un PCS adaptés peuvent alimenter un bus hors tension sans référence CA externe. Ce terme ne fournit aucune indication sur le temps de transfert externe ni sur l'ordre de rétablissement de la charge, deux éléments qui doivent être définis et testés sur site.
Un temps de commutation PCS de 8 à 10 ms correspond-il aux performances d'un onduleur ?
Non. La spécification de 8 à 10 ms concerne la commutation à l’intérieur du PCS dans les conditions indiquées. L’interruption perçue par une charge inclut également la détection de coupure, le transfert externe, l’exécution des commandes et la réponse de maintien en service de cette charge.
Le SAT raccordé au réseau peut-il être validé alors que le mode de secours n'a pas encore été validé ?
Oui. Un système SAT raccordé au réseau peut permettre de tester les opérations de charge, de décharge et de réduction des pics de consommation sans jamais ouvrir le raccordement au réseau public. L'alimentation de secours n'est activée qu'après qu'une procédure distincte a démontré la mise sous tension du bus mort, la prise en charge de la charge, le fonctionnement en îlot et le retour ou l'arrêt approuvé.
