من منظور نظام الطاقة بأكمله، يمكن تقسيم سيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة إلى ثلاثة سيناريوهات: تخزين الطاقة من جانب التوليد، وتخزين الطاقة من جانب النقل والتوزيع، وتخزين الطاقة من جانب المستخدم.في التطبيقات العملية، من الضروري تحليل تقنيات تخزين الطاقة وفقًا لمتطلبات السيناريوهات المختلفة للعثور على تكنولوجيا تخزين الطاقة الأكثر ملاءمة.تركز هذه الورقة على تحليل ثلاثة سيناريوهات تطبيقية رئيسية لتخزين الطاقة.
من منظور نظام الطاقة بأكمله، يمكن تقسيم سيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة إلى ثلاثة سيناريوهات: تخزين الطاقة من جانب التوليد، وتخزين الطاقة من جانب النقل والتوزيع، وتخزين الطاقة من جانب المستخدم.يمكن تقسيم هذه السيناريوهات الثلاثة إلى الطلب على الطاقة والطلب على الطاقة من منظور شبكة الطاقة.تتطلب متطلبات نوع الطاقة عمومًا وقت تفريغ أطول (مثل تحول وقت الطاقة)، ولكنها لا تتطلب وقت استجابة مرتفعًا.في المقابل، تتطلب متطلبات نوع الطاقة بشكل عام قدرات استجابة سريعة، ولكن بشكل عام وقت التفريغ ليس طويلاً (مثل تعديل تردد النظام).في التطبيقات العملية، من الضروري تحليل تقنيات تخزين الطاقة وفقًا لمتطلبات السيناريوهات المختلفة للعثور على تكنولوجيا تخزين الطاقة الأكثر ملاءمة.تركز هذه الورقة على تحليل ثلاثة سيناريوهات تطبيقية رئيسية لتخزين الطاقة.
1. جانب توليد الطاقة
ومن منظور توليد الطاقة، فإن محطة الطلب لتخزين الطاقة هي محطة توليد الكهرباء.نظرًا للتأثيرات المختلفة لمصادر الطاقة المختلفة على الشبكة، وعدم التطابق الديناميكي بين توليد الطاقة واستهلاك الطاقة الناجم عن جانب الحمل غير المتوقع، هناك العديد من أنواع سيناريوهات الطلب لتخزين الطاقة على جانب توليد الطاقة، بما في ذلك تحويل وقت الطاقة ، وحدات السعة، متابعة الحمل، ستة أنواع من السيناريوهات، بما في ذلك تنظيم تردد النظام، والقدرة الاحتياطية، والطاقة المتجددة المتصلة بالشبكة.
تحول وقت الطاقة
يهدف تحويل وقت الطاقة إلى تحقيق حلاقة الذروة وملء الوادي لحمل الطاقة من خلال تخزين الطاقة، أي أن محطة الطاقة تقوم بشحن البطارية خلال فترة تحميل الطاقة المنخفضة، وتحرر الطاقة المخزنة خلال فترة ذروة تحميل الطاقة.بالإضافة إلى ذلك، فإن تخزين طاقة الرياح والطاقة الكهروضوئية المهجورة من الطاقة المتجددة ثم نقلها إلى فترات أخرى للاتصال بالشبكة يعد أيضًا بمثابة تحول في وقت الطاقة.يعد تحويل وقت الطاقة تطبيقًا نموذجيًا يعتمد على الطاقة.ليس لديها متطلبات صارمة بشأن وقت الشحن والتفريغ، ومتطلبات الطاقة للشحن والتفريغ واسعة نسبيًا.ومع ذلك، فإن تطبيق قدرة تحويل الوقت يرجع إلى حمل الطاقة للمستخدم وخصائص توليد الطاقة المتجددة.التردد مرتفع نسبيا، أكثر من 300 مرة في السنة.
وحدة القدرات
نظرًا للاختلاف في حمل الكهرباء في فترات زمنية مختلفة، تحتاج وحدات الطاقة التي تعمل بالفحم إلى القيام بقدرات حلاقة الذروة، لذلك يجب تخصيص قدر معين من قدرة توليد الطاقة جانبًا كقدرة لأحمال الذروة المقابلة، مما يمنع الطاقة الحرارية الوحدات من الوصول إلى الطاقة الكاملة ويؤثر على اقتصاد تشغيل الوحدة.الجنس.يمكن استخدام تخزين الطاقة للشحن عندما يكون حمل الكهرباء منخفضًا، والتفريغ عندما يصل استهلاك الكهرباء إلى ذروته لتقليل ذروة الحمل.الاستفادة من التأثير البديل لنظام تخزين الطاقة لتحرير وحدة القدرة التي تعمل بالفحم، وبالتالي تحسين معدل استخدام وحدة الطاقة الحرارية وزيادة اقتصادها.وحدة السعة هي تطبيق نموذجي يعتمد على الطاقة.ليس لديها متطلبات صارمة بشأن وقت الشحن والتفريغ، ولها متطلبات واسعة نسبيًا على طاقة الشحن والتفريغ.ومع ذلك، نظرًا لحمل الطاقة للمستخدم وخصائص توليد الطاقة للطاقة المتجددة، فإن تردد تطبيق السعة يتغير بمرور الوقت.عالية نسبيا، حوالي 200 مرة في السنة.
تحميل التالية
تتبع الأحمال عبارة عن خدمة مساعدة يتم ضبطها ديناميكيًا لتحقيق التوازن في الوقت الفعلي للأحمال بطيئة التغير والمتغيرة باستمرار.يمكن تقسيم الأحمال المتغيرة ببطء والمتغيرة باستمرار إلى أحمال أساسية وأحمال متصاعدة وفقًا للظروف الفعلية لتشغيل المولد.يتم استخدام تتبع الحمل بشكل أساسي في زيادة الأحمال، أي أنه من خلال ضبط الإخراج، يمكن تقليل معدل الزيادة في وحدات الطاقة التقليدية قدر الإمكان.، مما يسمح لها بالانتقال بسلاسة قدر الإمكان إلى مستوى تعليمات الجدولة.بالمقارنة مع وحدة السعة، فإن الحمولة التالية لها متطلبات أعلى على وقت استجابة التفريغ، ويجب أن يكون وقت الاستجابة على مستوى الدقيقة.
نظام إف إم
ستؤثر تغييرات التردد على التشغيل الآمن والفعال وعمر توليد الطاقة والمعدات الكهربائية، لذا فإن تنظيم التردد مهم جدًا.في هيكل الطاقة التقليدية، يتم تنظيم اختلال توازن الطاقة على المدى القصير لشبكة الطاقة من خلال الوحدات التقليدية (الطاقة الحرارية والطاقة الكهرومائية بشكل رئيسي في بلدي) من خلال الاستجابة لإشارات AGC.ومع دمج الطاقة الجديدة في الشبكة، أدى تقلب وعشوائية الرياح والرياح إلى تفاقم اختلال توازن الطاقة في شبكة الطاقة خلال فترة زمنية قصيرة.نظرًا لبطء سرعة تعديل التردد لمصادر الطاقة التقليدية (خاصة الطاقة الحرارية)، فإنها تتخلف في الاستجابة لتعليمات إرسال الشبكة.في بعض الأحيان، تحدث عمليات خاطئة مثل التعديل العكسي، لذلك لا يمكن تلبية الطلب المضاف حديثًا.وبالمقارنة، فإن تخزين الطاقة (خاصة تخزين الطاقة الكهروكيميائية) لديه سرعة تعديل تردد عالية، ويمكن للبطارية التبديل بمرونة بين حالات الشحن والتفريغ، مما يجعلها موردًا جيدًا جدًا لتعديل التردد.
بالمقارنة مع تتبع الحمل، تكون فترة تغيير مكون الحمل لتعديل تردد النظام على مستوى الدقائق والثواني، الأمر الذي يتطلب سرعة استجابة أعلى (عمومًا على مستوى الثواني)، وتكون طريقة ضبط مكون الحمل بشكل عام ايه جي سي.ومع ذلك، يعد تعديل تردد النظام تطبيقًا نموذجيًا من نوع الطاقة، والذي يتطلب شحنًا وتفريغًا سريعًا في فترة زمنية قصيرة.عند استخدام تخزين الطاقة الكهروكيميائية، يلزم وجود معدل تفريغ كبير للشحنة، وبالتالي سيقلل من عمر بعض أنواع البطاريات، وبالتالي يؤثر على أنواع البطاريات الأخرى.اقتصاد.
الطاقة الفائضة
تشير السعة الاحتياطية إلى احتياطي الطاقة النشط المخصص لضمان جودة الطاقة والتشغيل الآمن والمستقر للنظام في حالات الطوارئ، بالإضافة إلى تلبية طلب الحمل المتوقع.بشكل عام، يجب أن تكون السعة الاحتياطية 15-20% من سعة إمداد الطاقة العادية للنظام، ويجب أن يكون الحد الأدنى للقيمة مساويًا لسعة الوحدة ذات أكبر سعة مثبتة في النظام.وبما أن القدرة الاحتياطية تستهدف حالات الطوارئ، فإن وتيرة التشغيل السنوية منخفضة بشكل عام.إذا تم استخدام البطارية لخدمة السعة الاحتياطية وحدها، فلا يمكن ضمان الاقتصاد في استهلاك الطاقة.ولذلك لا بد من مقارنتها بتكلفة القدرة الاحتياطية الموجودة لتحديد التكلفة الفعلية.تأثير الاستبدال.
ربط شبكة الطاقة المتجددة
بسبب العشوائية والخصائص المتقطعة لطاقة الرياح وتوليد الطاقة الكهروضوئية، فإن جودة الطاقة الخاصة بها أسوأ من مصادر الطاقة التقليدية.نظرًا لأن تقلبات توليد الطاقة المتجددة (تقلبات التردد، وتقلبات الإنتاج، وما إلى ذلك) تتراوح من ثوانٍ إلى ساعات، فإن تطبيقات نوع الطاقة الحالية لها أيضًا تطبيقات من نوع الطاقة، والتي يمكن تقسيمها عمومًا إلى ثلاثة أنواع: وقت الطاقة المتجددة - التحول، وترسيخ قدرة توليد الطاقة المتجددة، وتنعيم مخرجات الطاقة المتجددة.على سبيل المثال، من أجل حل مشكلة التخلي عن الضوء في توليد الطاقة الكهروضوئية، من الضروري تخزين الكهرباء المتبقية المولدة أثناء النهار لتصريفها ليلا، والتي تنتمي إلى التحول الزمني للطاقة للطاقة المتجددة.بالنسبة لطاقة الرياح، نظرًا لعدم القدرة على التنبؤ بطاقة الرياح، يتقلب إنتاج طاقة الرياح بشكل كبير، ويحتاج إلى سلاسة، لذلك يتم استخدامه بشكل أساسي في تطبيقات نوع الطاقة.
2. جانب الشبكة
تطبيق تخزين الطاقة على جانب الشبكة هو بشكل رئيسي ثلاثة أنواع: تخفيف الازدحام في مقاومة النقل والتوزيع، وتأخير توسيع معدات نقل وتوزيع الطاقة، ودعم الطاقة التفاعلية.هو تأثير الاستبدال.
تخفيف الازدحام في مقاومة النقل والتوزيع
ازدحام الخط يعني أن حمل الخط يتجاوز سعة الخط.يتم تركيب نظام تخزين الطاقة في أعلى الخط.عندما يتم حظر الخط، يمكن تخزين الطاقة الكهربائية التي لا يمكن توصيلها في جهاز تخزين الطاقة.تفريغ الخط.بشكل عام، بالنسبة لأنظمة تخزين الطاقة، يجب أن يكون وقت التفريغ على مستوى الساعة، ويكون عدد العمليات حوالي 50 إلى 100 مرة.وهو ينتمي إلى التطبيقات المعتمدة على الطاقة، وله متطلبات معينة لزمن الاستجابة، والتي يجب الاستجابة لها على مستوى الدقيقة.
تأخير التوسع في معدات نقل وتوزيع الطاقة
تكلفة تخطيط الشبكة التقليدية أو ترقية الشبكة وتوسيعها مرتفعة للغاية.في نظام نقل وتوزيع الطاقة حيث يكون الحمل قريبًا من سعة المعدات، إذا كان من الممكن تلبية إمداد الحمل معظم الوقت خلال عام، وتكون السعة أقل من الحمل فقط في فترات ذروة معينة، فإن نظام تخزين الطاقة يمكن استخدامها لتمرير السعة المثبتة الأصغر.يمكن للقدرة أن تحسن بشكل فعال قدرة نقل وتوزيع الطاقة للشبكة، وبالتالي تأخير تكلفة مرافق نقل وتوزيع الطاقة الجديدة وإطالة عمر خدمة المعدات الموجودة.بالمقارنة مع تخفيف الازدحام في مقاومة النقل والتوزيع، فإن تأخير توسيع معدات نقل وتوزيع الطاقة له تردد تشغيل أقل.وبالنظر إلى عمر البطارية، فإن التكلفة المتغيرة الفعلية أعلى، لذلك يتم طرح متطلبات أعلى لاقتصاد البطاريات.
الدعم التفاعلي
يشير دعم الطاقة التفاعلية إلى تنظيم جهد النقل عن طريق حقن أو امتصاص الطاقة التفاعلية على خطوط النقل والتوزيع.سوف تتسبب الطاقة التفاعلية غير الكافية أو الزائدة في تقلبات جهد الشبكة، وتؤثر على جودة الطاقة، وحتى تلف المعدات الكهربائية.بمساعدة العاكسات الديناميكية ومعدات الاتصالات والتحكم، يمكن للبطارية تنظيم جهد خط النقل والتوزيع عن طريق ضبط الطاقة التفاعلية لمخرجاتها.يعد دعم الطاقة التفاعلية تطبيقًا نموذجيًا للطاقة مع وقت تفريغ قصير نسبيًا ولكن مع تكرار تشغيل مرتفع.
3. جانب المستخدم
جانب المستخدم هو محطة استخدام الكهرباء، والمستخدم هو المستهلك والمستخدم للكهرباء.يتم التعبير عن تكلفة ودخل توليد الطاقة ونقلها وتوزيعها في شكل سعر الكهرباء، والذي يتم تحويله إلى تكلفة المستخدم.ولذلك فإن مستوى سعر الكهرباء سيؤثر على طلب المستخدم..
إدارة أسعار الكهرباء وقت الاستخدام للمستخدم
يقسم قطاع الطاقة 24 ساعة يومياً إلى فترات زمنية متعددة مثل الذروة والمسطحة والمنخفضة، ويحدد مستويات مختلفة لأسعار الكهرباء لكل فترة زمنية، وهو سعر الكهرباء وقت الاستخدام.تشبه إدارة أسعار الكهرباء في وقت استخدام المستخدم تحويل وقت الطاقة، والفرق الوحيد هو أن إدارة أسعار الكهرباء في وقت استخدام المستخدم تعتمد على نظام أسعار الكهرباء في وقت الاستخدام لضبط حمل الطاقة، بينما تعتمد إدارة أسعار الكهرباء في وقت الاستخدام على نظام أسعار الكهرباء في وقت الاستخدام لضبط حمل الطاقة التحول الزمني هو ضبط توليد الطاقة وفقًا لمنحنى حمل الطاقة.
إدارة شحن السعة
تنفذ بلدي نظامًا لتسعير الكهرباء من جزأين للمؤسسات الصناعية الكبيرة في قطاع إمدادات الطاقة: يشير سعر الكهرباء إلى سعر الكهرباء الذي يتم احتسابه وفقًا لمعاملة الكهرباء الفعلية، ويعتمد سعر قدرة الكهرباء بشكل أساسي على أعلى قيمة لاستهلاك المستخدم استهلاك الطاقة.تشير إدارة تكلفة السعة إلى تقليل تكلفة السعة عن طريق تقليل الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة دون التأثير على الإنتاج العادي.يمكن للمستخدمين استخدام نظام تخزين الطاقة لتخزين الطاقة خلال فترة استهلاك الطاقة المنخفضة وتفريغ الحمل خلال فترة الذروة، وبالتالي تقليل الحمل الإجمالي وتحقيق الغرض من تقليل تكاليف السعة.
تحسين جودة الطاقة
نظرًا للطبيعة المتغيرة لحمل التشغيل لنظام الطاقة وعدم خطية حمل المعدات، فإن الطاقة التي يحصل عليها المستخدم تواجه مشاكل مثل تغيرات الجهد والتيار أو انحرافات التردد.في هذا الوقت، نوعية الطاقة رديئة.يعد تعديل تردد النظام ودعم الطاقة التفاعلية من الطرق لتحسين جودة الطاقة في جانب توليد الطاقة وجانب النقل والتوزيع.من ناحية المستخدم، يمكن لنظام تخزين الطاقة أيضًا تسهيل تقلبات الجهد والتردد، مثل استخدام تخزين الطاقة لحل مشكلات مثل ارتفاع الجهد، والانخفاض، والوميض في النظام الكهروضوئي الموزع.يعد تحسين جودة الطاقة أحد تطبيقات الطاقة النموذجية.يختلف سوق التفريغ المحدد وتكرار التشغيل وفقًا لسيناريو التطبيق الفعلي، ولكن بشكل عام يجب أن يكون وقت الاستجابة على مستوى المللي ثانية.
تحسين موثوقية إمدادات الطاقة
يتم استخدام تخزين الطاقة لتحسين موثوقية إمدادات الطاقة للشبكة الصغيرة، مما يعني أنه عند حدوث انقطاع في الطاقة، يمكن لتخزين الطاقة توفير الطاقة المخزنة للمستخدمين النهائيين، وتجنب انقطاع الطاقة أثناء عملية إصلاح العطل، وضمان موثوقية مصدر الطاقة .يجب أن تلبي معدات تخزين الطاقة في هذا التطبيق متطلبات الجودة العالية والموثوقية العالية، ويرتبط وقت التفريغ المحدد بشكل أساسي بموقع التثبيت.
وقت النشر: 24 أغسطس 2023