一、项目背景
随着现代医疗技术的快速发展,医院对电力供应的连续性、稳定性和电能质量的要求越来越高。医疗设备(如手术室、ICU、影像诊断系统等)对电力中断极为敏感,即使是毫秒级的断电也可能导致严重后果。同时,全球能源转型趋势下,医院作为高耗能机构,亟需通过储能系统提升能源韧性并降低运营成本。
本项目拟建设15MW/30MWh储能系统,为医院提供高可靠性不间断电源(UPS),同时实现峰谷套利、需量管理及应急备电,全面保障医疗用电安全。
二、医院电力供应现状与挑战
1. 供电可靠性要求极高
手术室、生命支持系统等关键负荷需满足99.999%("五个九")供电可靠性。
传统柴油发电机启动需5-10秒,无法满足毫秒级切换需求,而储能UPS可实现无缝切换。
2.电能质量敏感
MRI、CT等精密设备对电压骤降、谐波干扰敏感,可能导致设备损坏或数据丢失。
储能系统可提供电压支撑和滤波功能,保障电能质量。
3. 电力成本压力大
医院24小时运营,用电负荷曲线波动大,需量电费占比高。部分地区实行分时电价,峰谷价差可达2-3倍。
4.环保与政策驱动
各国对公共机构碳排放要求趋严(如美国NFPA 99、中国GB 51039医疗建筑电气规范)。
柴油发电机噪音和排放问题与医院环境矛盾。
三、15MW/30MWh储能系统解决方案
1. 系统架构
电池类型:磷酸铁锂(LFP)电池,循环寿命≥6,000次,符合UL 9540A安全标准。
功率配置:15MW PCS(储能变流器),支持4项限运行(充放电无缝切换)。
储能容量:30MWh,可支撑全院关键负荷2小时以上供电。
智能控制:集成EMS与医院BA系统,实现多模式协同优化。
2. 核心功能、 功能技术、实现 、效益
#毫秒级UPS储能与静态切换开关(STS)联动,切换时间 < 10ms 保障手术室、ICU等零中断
#供电、峰谷套利 低谷(23:00-7:00)充电,高峰(8:00-12:00,18:00-22:00)放电
#预计降低电费20%-30%,需量管理实时平滑负荷曲线,避免15分钟需量峰值超限
#减少需量电费罚款(典型医院年节省$50k-$200k)
#应急备电与柴油发电机组成混合备用系统,储能优先放电,减少柴油机运行时间80%以上
#降噪减碳
#电能质量治理、提供无功补偿(SVG功能),抑制电压闪变和谐波(THD < 3%)保护精密医疗设备,延长使用寿命
四、项目必要性分析
1. 医疗安全刚性需求
满足JCI(国际医院认证)等标准对电力冗余的要求。
避免类似"2019年纽约医院断电导致呼吸机停摆"的事故风险。
2.可持续发展
减少柴油使用量约20万升/年,相当于减排CO₂ 500吨/年。
为未来光伏+储能微电网建设预留接口。
五、挑战与对策
1.电池安全风险:采用液冷热管理系统,配置可燃气体探测+全氟己酮灭火装置
2.医院电磁干扰(EMI)储能舱距敏感设备≥50m,PCS采用三电平拓扑降低高频谐波
3.土地空间限制:选用20英尺集装箱式储能,楼顶或停车场部署
4.并网审批复杂,提前6个月与电力公司协调,提交IEEE 1547-2018合规性报告
六、目的
本项目通过15MW/30MWh储能系统,为医院构建"经济性+可靠性+绿色低碳"三位一体的能源解决方案:
1.安全价值:实现医疗关键负荷零中断供电,满足最高等级医疗电力标准。
2.经济价值:5-7年回收期,全生命周期IRR>12%。
3.社会价值:提升公共卫生应急能力,引领绿色医院建设潮流。
该模式可复制至数据中心、机场等高可靠性供电需求场景,成为新型电力系统建设的标杆案例。