沈阳微控案例集锦丨领略特别特别高的高海拔方舱医院的飞轮UPS

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摘要:

2020年至今,微控飞轮UPS在海拔4300米的高原高寒地区,已稳定运行近两年,稳定充放电上千次,为某高海拔方舱医院重要负荷的安全可靠运行,保驾护航。

1、项目地点在哪里

西藏以西,天上阿里——中国最为荒凉的一片神秘之地。阿里地区,是西藏自治区唯一一个以地区命名的地级行政单位 ,平均海拔在4500米以上,被称为“世界屋脊之屋脊”、“世界第三极”、“生命之禁区”。

是的,没错,微控的飞轮UPS就安装在这里,运行在这里,一直在这里。

故事,就从这里开始。

那么,设备怎么运输上去的呢?坐火车啦,“坐上火车去拉萨”。不仅如此,微控的飞轮设备还上得了Y – 20呢!

2、项目背景怎样呢

为适应未来应急工程需要,适应高寒、高海拔的地理环境与气候条件,保障应急医疗工程设计及建设的时效性,达到快速、有效救治病人的目的,2020年,微控为西藏阿里地区某高海拔方舱医院提供了一套飞轮UPS应急电源保障系统。

该系统,部署于海拔4300米的高原环境:最低环境温度零下45℃,最高环境温度26℃。采用模块化集装箱式设计,利用飞轮物理储能系统高安全性、高可靠性、超长寿命、环境适应性强等优势,提高方舱医院供电安全等级。并且,实现快速部署,满足方舱医院低碳环保的发展需求。

方舱医院的负荷设计,分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。其中,项目一期一级负荷设计功率约为400kW。方舱医院外引一路10kV电源,另配置3台沃尔沃品牌的柴油发电机组。市电电源和柴油发电机组经ATSE自动切换开关和飞轮UPS等设备为一级负荷母线供电。

项目配置1台600kVA UPS不间断电源系统和2台VDC XXT 450kW飞轮储能设备。飞轮UPS系统保证一级负荷在市电中断后持续提供不小于15s的电力供应,柴油发电机组正常启动后,ATSE自动切换开关切换至柴油发电机组侧供电。

3、相关标准了解一下

2020年2月6日,《新型冠状病毒感染的肺炎传染病应急医疗设施设计标准》T/CECS 661-2020发布实施。标准明确了应急医疗设施快速建设技术路线和技术规定,在8 电气及智能化中,要求新建的应急医疗设施项目应由城市电网提供双重电源供电,对于恢复供电时间要求0.5s以下的设备还应设置不间断电源装置,并配置柴油发电机组。柴油发电机组的容量,应满足用电负荷(如手术室、重症监护室、抢救室等)要求,并在正常电源中断时自动启动,在15s内为负载供电 。

(飞轮储能产品,可完全替换传统铅酸蓄电池,构成飞轮UPS不间断电源系统,与柴油发电机组配套,集成飞轮UPS集装箱或飞轮UPS移动式应急电源车,实现快速移动部署,可为客户提供最安全、最经济、最高效的应急供电解决方案。)

4、科普小课堂

高海拔、高寒等特殊环境因素,对蓄电池的性能有哪些影响呢?

a)温度

蓄电池的放电容量与环境温度是密切相关的。

蓄电池的容量是在环境温度为25℃时测定的,当使用环境温度不同时,蓄电池的放电容量会有所不同。环境温度每升高1℃,电池容量会相应增加0.8%。在大于40℃的温度范围内,蓄电池的放电容量会达到一个峰值;反之,环境温度每降低1℃,电池容量也会相应减少0.8%:这就不难解释为什么电池在冬天的容量会变小 了。

(环境温度与电池容量下降,并不是严格的线性关系。同时,也与各个厂商蓄电池的产品质量标准有关。)

b)气压

海拔每升高100米,大气压就下降5毫米汞柱(0.67千帕)。西藏自治区平均海拔高达4000米以上。高海拔导致了低大气压的形成:这也是西藏自治区空气稀薄、氧气缺乏的根本原因所在。由GB/T 19638.1﹣2014可知,蓄电池安全阀应在1~49kPa 范围内可靠的开启和关闭。因此,气压对蓄电池也有影响。高海拔的地方气压低会引起蓄电池安全阀提早开启,致使电池内部的气压压力降低,其内部水蒸气加快挥发速度,这种挥发将直接引起电解液粘稠度、内阻增加,加重了电极极化影响。蓄电池容量会明显减小 。

c)光照

高原地区用电环境阳光照射比较强。阳光中紫外线作用在电池上,造成电池组内部局部温度升高,甚至高于同组中其他电池温度10℃以上。温度的变化会造成电池整组或个别只电池寿命缩短,影响整组电池的使用。高温会导致电池浮充寿命缩短。经验表明,温度每升高10℃,电池寿命缩短一半。另外,阳光的紫外线也对电池内部的安全阀产生影响 ,造成安全阀提前老化,影响电池安全阀的正常开关阀。

d)用电环境

西藏自治区大多地区使用当地水电厂等未接入国家电网的电源,电源稳定性较差。供电环境差 ,会造成蓄电池频繁放电。放电次数增多,放电深度增大,严重影响蓄电池的使用安全性及使用寿命。

(科普小课堂部分内容参考文献《高海拔地区UPS蓄电池的使用与维护》)

5、关于VYCON及微控公司

VYCON公司2003年成立于美国洛杉矶,是全球最领先的磁悬浮飞轮生产制造商。 2018年,沈阳微控新能源技术有限公司将VYCON公司的飞轮储能技术引入中国,在中国首先实现了高速磁悬浮飞轮的批量化生产。VYCON公司现为沈阳微控新能源技术有限公司的全资子公司。

微控高速磁悬浮飞轮储能设备的核心技术,包括高速永磁同步电机、用于悬浮和维持飞轮转子高速运行的五自由度主动磁悬浮轴承等。产品20年使用寿命期间,轴承免维护。同时,具备可靠性高、功耗低等优势。 产品全球部署量接近3000台。

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