Один большой накопитель или несколько небольших по цехам: что выгоднее предприятию с несколькими зданиями
Если предприятие занимает несколько зданий, перед закупкой накопителя нужно решить, где он будет стоять: один у общего ввода или несколько у самих цехов. Короткий ответ: для срезания пика по общему счётчику выгоднее один, для резерва удалённых цехов — несколько. Ниже расчёт на трёх цехах и таблица сценариев.
Два разных вопроса — два разных ответа
Накопитель на предприятии обычно решает одну из двух задач: срезать пик потребления, за который платят по тарифу, или обеспечить питание при пропадании сети. Для первой задачи важно, где формируется пик, для второй — где находится нагрузка, которую нужно сохранить. Эти места могут не совпадать, и тогда универсального ответа «один» или «несколько» нет.
Принцип такой: накопитель должен стоять там, где он видит то, чем управляет. Пик виден на общем вводе, где стоит учёт. Резерв нужен перед точкой, которую резервируют.
Пик формируется на общем вводе
Если плата за мощность определяется по общему вводу, то нагрузки цехов складываются в нём, причём не обязательно одновременно. Возьмём условный пример: три цеха с пиками 120, 90 и 150 кВт. Сумма пиков — 360 кВт. Но пики случаются в разное время, и суммарный пик по счётчику, допустим, составляет 260 кВт. Сколько мощности нужно для срезания, зависит от цели. Допустим, нужно снизить пик до 200 кВт, то есть убрать 60 кВт.
- Один накопитель у ввода. Он видит суммарную нагрузку и отдаёт ровно столько, сколько нужно, чтобы вводная мощность не превышала 200 кВт. Нужная мощность — около 60 кВт плюс небольшой запас. Ёмкость определяется длительностью пика.
- Три накопителя по цехам. Каждый шкаф видит только свой цех. Чтобы гарантированно срезать 60 кВт в любой момент, когда пик случится в любом из цехов, каждому нужно уметь отдавать эти 60 кВт. Установленная мощность — до 3 × 60 = 180 кВт, хотя в каждый момент работает только часть. Либо шкафы связывают единой системой управления, которая берёт суммарные данные со счётчика на вводе, но тогда у вас фактически один распределённый накопитель с дополнительными кабелями связи.
Вывод по расчёту: для пика по общему счётчику один накопитель у ввода требует заметно меньше установленной мощности, потому что использует несовпадение пиков цехов. Цифры условные, реальный график нагрузки нужно снимать за месяц-два. Как считать срезание пика в целом, описано в материале «Peak shaving с накопителем: расчёт, оборудование, окупаемость».
Резерв: накопитель должен стоять до точки, которую он резервирует
Для резервного питания логика обратная. Накопитель подключают так, чтобы при пропадании сети он питал нужную часть схемы. Если критичная нагрузка находится в отдельном здании, получающем питание по собственному кабелю, то накопитель на общем вводе его не защитит: при обрыве кабеля или аварии на ответвлении питания в цехе всё равно не будет. А держать длинный силовой кабель от общего ввода до удалённого цеха ради резерва дорого и приносит потери.
В такой ситуации несколько шкафов у самих нагрузок оправданны: меньше кабеля, независимая работа каждого цеха, понятная зона ответственности. Что даёт накопитель вместо второго ввода и какие вопросы возникают по категории надёжности, разобрано в материале «Накопитель вместо второго ввода: категория надёжности».
Несколько вводов и счётчиков
Если у предприятия несколько присоединений к сети со своими счётчиками и своими договорами, то «общего ввода» нет, и пик каждого присоединения срезается отдельно. Тогда и накопителей естественно несколько, по одному на каждый ввод. Перед расчётом выясните, как именно оплачивается мощность: по каждому счётчику отдельно или по сумме. Тарифы для предприятий мы здесь числами не называем: они зависят от договора, и механика бывает одноставочной или двухставочной, с платой за заявленную мощность.
Кабельные трассы и потери
Накопитель на вводе не требует длинных трасс по территории, но шкафы, стоящие в разных зданиях, нужно соединять ещё и каналами связи для общего управления. Несколько накопителей у нагрузок сокращают силовые кабели постоянного и переменного тока, но добавляют места подключения и щитовые работы. Потери в кабеле пропорциональны квадрату тока и длине, поэтому вынос накопителя за сотни метров от нагрузки при большом токе даёт заметные потери. Сечения и трассы определяет проектировщик, а монтаж ведёт электрик.
Если мощность накопителя велика, не забудьте вопрос о подключении к сети среднего напряжения: когда нужен трансформатор и что он даёт, разобрано в материале «Трансформатор для промышленного накопителя».
Управление: единая EMS для нескольких шкафов
Если шкафов несколько, возникает вопрос, кто ими командует. Каждый шкаф имеет собственную систему управления батареей (BMS), но распределять мощность между ними и принимать решения по счётчику должна система верхнего уровня (EMS). Без неё шкафы будут «не знать» друг о друге и работать вразнобой: один отдаёт, другой заряжается. Разделение обязанностей описано в разборе «EMS и BMS в накопителе: кто чем управляет». При выборе поставщика проверяйте, что EMS поддерживает нужное число шкафов и источники данных (счётчик на вводе, сигналы нагрузок).
Обслуживание и запасные части
Несколько однотипных шкафов обслуживать проще: один набор запасных частей, один порядок регламентных работ, единая подготовка персонала. Если же по цехам стоят разные модели от разных поставщиков, это умножает зависимость от нескольких сервисов. Для понимания, какие типоразмеры бывают в одной линейке и под какие задачи они подходят, откройте обзор «Линейка Sunket ESS: какой накопитель под какую задачу».
Надёжность: отказ одного из трёх или единственного
Один большой накопитель — единая точка отказа, и если он остановится, пропадают и срез пика, и резерв. Три шкафа повышают живучесть: отказ одного снижает возможности, но не обнуляет их. Цена — больше оборудования и мест, где что-то может выйти из строя. Рассуждение здесь вероятностное, и без данных по конкретной модели сказать, что надёжнее, нельзя. Спросите у поставщика, как система ведёт себя при выходе одного из модулей или шкафов.
Сводная таблица сценариев
| Сценарий | Один у ввода | Несколько у нагрузок |
|---|---|---|
| Срез пика по общему счётчику | Лучше: видит сумму, использует несовпадение пиков цехов | Нужна большая суммарная мощность или общая EMS с данными счётчика |
| Резерв удалённого цеха | Не защитит при аварии на ответвлении, нужен длинный кабель | Лучше: шкаф стоит у нагрузки, независимая работа |
| Несколько вводов и счётчиков | Подходит только на одном из вводов | Естественное решение, по накопителю на ввод |
| Кабельные трассы | Одна площадка, меньше шкафов, но длиннее связь с цехами | Короче силовые трассы, больше точек подключения |
| Управление | Одна система, проще настройка | Нужна единая EMS и каналы связи |
| Обслуживание | Один шкаф, один регламент | Проще при однотипных шкафах, сложнее при разных |
| Отказ оборудования | Единая точка отказа | Потеря части возможностей, а не всех |
Часто дешевле всего — гибрид
Один накопитель у ввода для срезания пика плюс небольшие источники бесперебойного питания у действительно критичных потребителей (контроллеры, серверная, аварийное освещение). Так вы не тянете кабель мощного резерва в каждый цех и не дублируете мощность для пика в трёх шкафах.
Частые вопросы
Можно ли начать с одного накопителя, а позже добавить ещё?
Можно, если заранее заложить место, мощность преобразователей и поддержку нескольких шкафов в EMS. Условия расширения лучше записать в договор с поставщиком.
Нужно ли для срезания пика знать график нагрузки за год?
Минимум за один-два характерных месяца с получасовыми данными по счётчику. Одного значения максимальной мощности для расчёта недостаточно.
Если цеха стоят рядом, имеет ли смысл дробить накопитель?
Обычно нет: пик виден на общем вводе, а выигрыш от разбивки теряется на лишних шкафах, кабелях и связи.
Кто принимает решение о схеме?
Проектировщик на основании данных по нагрузкам, схемы электроснабжения и требований эксплуатирующей организации. Изготовитель оборудования подтверждает допустимые схемы подключения.
Короткий вывод
Для платы за пик по общему счётчику ставьте один накопитель у ввода: он использует несовпадение пиков цехов и требует меньше установленной мощности. Для резерва удалённых цехов ставьте шкафы там, где находится нагрузка. Если вводов несколько, накопителей тоже несколько. А самый экономный вариант часто гибридный: один у ввода и маленькие источники бесперебойного питания у критичных потребителей.