من منظور نظام الطاقة بأكمله ، يمكن تقسيم سيناريوهات تخزين الطاقة إلى ثلاثة سيناريوهات: تخزين الطاقة على جانب التوليد ، وتخزين الطاقة على جانب الإرسال والتوزيع ، وتخزين الطاقة على جانب المستخدم. في التطبيقات العملية ، من الضروري تحليل تقنيات تخزين الطاقة وفقًا للمتطلبات في السيناريوهات المختلفة للعثور على تقنيات تخزين الطاقة الأنسب. تركز هذه الورقة على تحليل ثلاثة سيناريوهات تطبيق رئيسية لتخزين الطاقة.
من منظور نظام الطاقة بأكمله ، يمكن تقسيم سيناريوهات تخزين الطاقة إلى ثلاثة سيناريوهات: تخزين الطاقة على جانب التوليد ، وتخزين الطاقة على جانب الإرسال والتوزيع ، وتخزين الطاقة على جانب المستخدم. يمكن تقسيم هذه السيناريوهات الثلاثة إلى الطلب على الطاقة والطلب على الطاقة من منظور شبكة الطاقة. تتطلب متطلبات نوع الطاقة عمومًا وقت تصريف أطول (مثل تحول وقت الطاقة) ، ولكن لا تتطلب وقت استجابة مرتفع. في المقابل ، تتطلب متطلبات نوع الطاقة عمومًا قدرات استجابة سريعة ، ولكن عمومًا لم يكن وقت التفريغ طويلًا (مثل تعديل تردد النظام). في التطبيقات العملية ، من الضروري تحليل تقنيات تخزين الطاقة وفقًا للمتطلبات في السيناريوهات المختلفة للعثور على تقنيات تخزين الطاقة الأنسب. تركز هذه الورقة على تحليل ثلاثة سيناريوهات تطبيق رئيسية لتخزين الطاقة.
1. جانب توليد الطاقة
من منظور جانب توليد الطاقة ، فإن محطة الطلب لتخزين الطاقة هي محطة توليد الطاقة. نظرًا للتأثيرات المختلفة لمصادر الطاقة المختلفة على الشبكة ، وعدم التوافق 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 وقت تحويل الطاقة ، وحدات السعة ، والتحميل التالي ، ستة أنواع من السيناريوهات ، بما في ذلك تنظيم تردد النظام ، وسعة النسخ الاحتياطي ، والطاقة المتجددة متصلة بالشبكة.
تحول وقت الطاقة
إن التحول الزمني للطاقة هو إدراك حلاقة الذروة وملء الوادي في حمولة الطاقة من خلال تخزين الطاقة ، أي محطة توليد الطاقة تتقاضى البطارية خلال فترة تحميل الطاقة المنخفضة ، وتطلق الطاقة المخزنة خلال فترة تحميل الطاقة الذروة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تخزين الرياح المهجورة والقوة الكهروضوئية للطاقة المتجددة ثم نقلها إلى فترات أخرى لتوصيل الشبكة هو أيضًا تغيير وقت الطاقة. إن تحويل وقت الطاقة هو تطبيق نموذجي يعتمد على الطاقة. ليس لديها متطلبات صارمة في وقت الشحن والتفريغ ، ومتطلبات الطاقة للشحن والتفريغ واسعة نسبيا. ومع ذلك ، فإن تطبيق سعة تغيير الوقت ناتج عن حمل الطاقة للمستخدم وخصائص توليد الطاقة المتجددة. التردد مرتفع نسبيا ، أكثر من 300 مرة في السنة.
وحدة السعة
نظرًا للاختلاف في تحميل الكهرباء في فترات زمنية مختلفة ، تحتاج وحدات الطاقة التي تعمل بالفحم إلى تنفيذ إمكانات تحلقي الذروة ، لذلك يجب تخصيص قدر معين من سعة توليد الطاقة كحمال ذروة المقابلة ، مما يمنع الطاقة الحرارية وحدات من الوصول إلى السلطة الكاملة وتؤثر على اقتصاد تشغيل الوحدة. الجنس. يمكن استخدام تخزين الطاقة للشحن عندما يكون حمل الكهرباء منخفضًا ، وللتفريغ عند ذروت استهلاك الكهرباء لتقليل ذروة الحمل. الاستفادة من التأثير البديل لنظام تخزين الطاقة لإطلاق وحدة السعة التي تعمل بالفحم ، وبالتالي تحسين معدل استخدام وحدة الطاقة الحرارية وزيادة اقتصادها. وحدة السعة هي تطبيق نموذجي يعتمد على الطاقة. ليس له أي متطلبات صارمة على وقت الشحن والتفريغ ، ولديه متطلبات واسعة نسبيًا على قوة الشحن والتفريغ. ومع ذلك ، نظرًا لحمل الطاقة للمستخدم وخصائص توليد الطاقة للطاقة المتجددة ، يتم تحويل تردد تطبيق السعة الوقت. مرتفع نسبيا ، حوالي 200 مرة في السنة.
تحميل يتبع
تتبع التحميل هو خدمة مساعدة يتم ضبطها ديناميكيًا لتحقيق توازن في الوقت الفعلي للأحمال البطيئة المتغيرة والمتغيرة باستمرار. يمكن تقسيم الأحمال المتغيرة ببطء وتغييرها بشكل مستمر إلى أحمال أساسية وأحمال تراجع وفقًا للظروف الفعلية لتشغيل المولد. يستخدم تتبع الحمل بشكل أساسي لأحمال التراجع ، أي عن طريق ضبط الناتج ، يمكن تقليل معدل التراجع لوحدات الطاقة التقليدية قدر الإمكان. ، السماح لها بالانتقال بسلاسة قدر الإمكان إلى مستوى تعليمات الجدولة. بالمقارنة مع وحدة السعة ، فإن الحمل التالي له متطلبات أعلى في وقت استجابة التفريغ ، ووقت الاستجابة مطلوب ليكون في مستوى الدقيقة.
نظام FM
ستؤثر تغييرات التردد على التشغيل الآمن والفعال وحياة توليد الطاقة والمعدات الكهربائية ، لذلك فإن تنظيم التردد مهم للغاية. في بنية الطاقة التقليدية ، يتم تنظيم عدم توازن الطاقة على المدى القصير لشبكة الطاقة بواسطة الوحدات التقليدية (بشكل أساسي الطاقة الحرارية والطاقة الكهرومائية في بلدي) من خلال الاستجابة لإشارات AGC. مع دمج الطاقة الجديدة في الشبكة ، أدى تقلب الريح والرياح إلى تفاقم خلل الطاقة في شبكة الطاقة في فترة زمنية قصيرة. نظرًا لسرعة تعديل التردد البطيئة لمصادر الطاقة التقليدية (وخاصة الطاقة الحرارية) ، فإنها تتخلف عن الاستجابة لتعليمات إرسال الشبكة. في بعض الأحيان ، ستحدث عمليات التشغيل الخاطئة مثل التعديل العكسي ، لذلك لا يمكن تلبية الطلب المضافة حديثًا. وبالمقارنة ، فإن تخزين الطاقة (وخاصة تخزين الطاقة الكهروكيميائية) له سرعة تعديل التردد السريع ، ويمكن للبطارية التبديل بمرونة بين حالات الشحن والتفريغ ، مما يجعلها مورد تعديل جيد للغاية.
بالمقارنة مع تتبع الحمل ، فإن فترة التغيير لمكون التحميل في تعديل تردد النظام تكون على مستوى الدقائق والثواني ، مما يتطلب سرعة استجابة أعلى (بشكل عام على مستوى الثواني) ، وطريقة التعديل لمكون التحميل عمومًا AGC. ومع ذلك ، فإن تعديل تردد النظام هو تطبيق نموذجي من نوع الطاقة ، والذي يتطلب شحن وتفريغ سريع في فترة زمنية قصيرة. عند استخدام تخزين الطاقة الكهروكيميائية ، يلزم معدل تفريغ الشحن الكبير ، لذلك سيقلل من عمر بعض أنواع البطاريات ، مما يؤثر على أنواع أخرى من البطاريات. اقتصاد.
القدرة الاحتياطية
تشير السعة الاحتياطية إلى احتياطي الطاقة النشط المخصص لضمان جودة الطاقة والتشغيل الآمن والمستقر للنظام في حالة الطوارئ ، بالإضافة إلى تلبية الطلب المتوقع على الحمل. بشكل عام ، يجب أن تكون سعة الاحتياطي 15-20 ٪ من سعة إمدادات الطاقة العادية للنظام ، والحد الأدنى يجب أن تكون القيمة مساوية لسعة الوحدة مع أكبر سعة مثبتة واحدة في النظام. نظرًا لأن القدرة الاحتياطية تهدف إلى حالات الطوارئ ، فإن تردد التشغيل السنوي منخفض بشكل عام. إذا تم استخدام البطارية لخدمة السعة الاحتياطية وحدها ، فلا يمكن ضمان الاقتصاد. لذلك ، من الضروري مقارنتها بتكلفة القدرة الاحتياطية الحالية لتحديد التكلفة الفعلية. تأثير الاستبدال.
اتصال الشبكة من الطاقة المتجددة
نظرًا للعشوائية والخصائص المتقطعة لطاقة الرياح وتوليد الطاقة الكهروضوئية ، فإن جودة الطاقة الخاصة بها أسوأ من مصادر الطاقة التقليدية. نظرًا لأن تقلبات توليد طاقة الطاقة المتجددة (تقلبات التردد ، تقلبات الإخراج ، وما إلى ذلك) تتراوح من ثوان إلى ساعات ، فإن تطبيقات نوع الطاقة الحالية لها أيضًا تطبيقات من نوع الطاقة ، والتي يمكن تقسيمها عمومًا إلى ثلاثة أنواع: وقت الطاقة المتجددة -تبديل ، تصلب قدرة توليد الطاقة المتجددة ، وتنعيم ناتج الطاقة المتجددة. على سبيل المثال ، من أجل حل مشكلة التخلي عن الضوء في توليد الطاقة الكهروضوئية ، من الضروري تخزين الكهرباء المتبقية الناتجة خلال النهار للتفريغ في الليل ، والتي تنتمي إلى تحول وقت الطاقة في الطاقة المتجددة. من أجل طاقة الرياح ، نظرًا لعدم القدرة على التنبؤ بالطاقة الريفية ، فإن ناتج طاقة الرياح يتقلب إلى حد كبير ، ويجب أن يتم تنعيمه ، لذلك يتم استخدامه بشكل أساسي في تطبيقات نوع الطاقة.
2. جانب الشبكة
تطبيق تخزين الطاقة على جانب الشبكة هو بشكل أساسي ثلاثة أنواع: تخفيف احتقان مقاومة الإرسال والتوزيع ، وتأخير توسيع معدات نقل الطاقة وتوزيعها ، ودعم الطاقة التفاعلية. هو تأثير الاستبدال.
تخفيف احتقان مقاومة الإرسال والتوزيع
ازدحام الخط يعني أن تحميل الخط يتجاوز سعة الخط. يتم تثبيت نظام تخزين الطاقة في المنبع من الخط. عندما يتم حظر الخط ، يمكن تخزين الطاقة الكهربائية التي لا يمكن تسليمها في جهاز تخزين الطاقة. تصريف الخط. بشكل عام ، بالنسبة لأنظمة تخزين الطاقة ، يجب أن يكون وقت التفريغ على مستوى الساعة ، ويبلغ عدد العمليات حوالي 50 إلى 100 مرة. إنه ينتمي إلى تطبيقات قائمة على الطاقة ولديها متطلبات معينة لوقت الاستجابة ، والتي تحتاج إلى الاستجابة على مستوى الدقيقة.
تأخير توسيع معدات نقل الطاقة والتوزيع
تكلفة تخطيط الشبكة التقليدية أو ترقية الشبكة وتوسيعها مرتفعة للغاية. في نظام نقل الطاقة وتوزيعها حيث يكون الحمل قريبًا من سعة المعدات ، إذا كان بإمكان إمدادات الحمل استيفاء معظم الوقت في السنة ، والقدرة أقل من الحمل فقط في فترات الذروة ، نظام تخزين الطاقة يمكن استخدامها لتمرير السعة المثبتة الأصغر. يمكن أن تحسن السعة بشكل فعال من سعة نقل الطاقة وتوزيعها للشبكة ، مما يؤدي إلى تأخير تكلفة مرافق نقل الطاقة وتوزيع الطاقة الجديدة وإطالة عمر خدمة المعدات الحالية. مقارنة مع احتقان مقاومة الإرسال والتوزيع ، فإن تأخير توسيع معدات نقل الطاقة وتوزيع الطاقة له تردد أقل في التشغيل. بالنظر إلى شيخوخة البطارية ، تكون التكلفة المتغيرة الفعلية أعلى ، لذلك يتم تقديم المتطلبات الأعلى لاقتصاد البطاريات.
الدعم التفاعلي
يشير دعم الطاقة التفاعلية إلى تنظيم جهد الإرسال عن طريق حقن أو امتصاص الطاقة التفاعلية على خطوط الإرسال والتوزيع. سيؤدي الطاقة التفاعلية غير الكافية أو الزائدة إلى تقلبات جهد الشبكة ، وتؤثر على جودة الطاقة ، وحتى الضرر المعدات الكهربائية. بمساعدة المحولات الديناميكية ، معدات الاتصال والتحكم ، يمكن للبطارية تنظيم جهد خط النقل والتوزيع عن طريق ضبط الطاقة التفاعلية لإخراجها. يعد دعم الطاقة التفاعلي تطبيقًا نموذجيًا مع وقت تفريغ قصير نسبيًا ولكنه عالي التردد في التشغيل.
3. جانب المستخدم
جانب المستخدم هو محطة استخدام الكهرباء ، والمستخدم هو المستهلك ومستخدم الكهرباء. يتم التعبير عن تكلفة ودخل توليد الطاقة ونقلها وتوزيعها في شكل أسعار الكهرباء ، والتي يتم تحويلها إلى تكلفة المستخدم. لذلك ، سيؤثر مستوى سعر الكهرباء على طلب المستخدم. .
إدارة وقت استخدام وقت الاستخدام للكهرباء
ينقسم قطاع الطاقة على مدار 24 ساعة في اليوم إلى فترات زمنية متعددة مثل الذروة والمسطحة والمنخفضة ، ويضع مستويات مختلفة من أسعار الكهرباء لكل فترة زمنية ، وهو سعر الكهرباء في وقت الاستخدام. تشبه إدارة أسعار الكهرباء في وقت استخدام المستخدم وقت تحويل وقت الطاقة ، والفرق الوحيد هو أن إدارة أسعار الكهرباء التي يتم استخدامها لوقت الاستخدام تعتمد على نظام أسعار الكهرباء في وقت الاستخدام لضبط حمل الطاقة ، في حين أن الطاقة تحويل الوقت هو ضبط توليد الطاقة وفقًا لمنحنى تحميل الطاقة.
إدارة شحن السعة
تنفذ بلدي نظام أسعار كهرباء من جزأين للمؤسسات الصناعية الكبيرة في قطاع إمدادات الطاقة: يشير سعر الكهرباء إلى سعر الكهرباء المفروضة وفقًا للكهرباء الفعلية ، ويعتمد سعر الكهرباء على أعلى قيمة على أعلى قيمة للمستخدم استهلاك الطاقة. تشير إدارة تكلفة السعة إلى تقليل تكلفة السعة عن طريق تقليل الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة دون التأثير على الإنتاج الطبيعي. يمكن للمستخدمين استخدام نظام تخزين الطاقة لتخزين الطاقة خلال فترة استهلاك الطاقة المنخفضة وتفريغ الحمل خلال فترة الذروة ، وبالتالي تقليل الحمل الكلي وتحقيق الغرض من تقليل تكاليف السعة.
تحسين جودة الطاقة
نظرًا للطبيعة المتغيرة لحمل التشغيل لنظام الطاقة وعدم الخطية لتحميل الجهاز ، فإن الطاقة التي حصل عليها المستخدم لديها مشاكل مثل الجهد والتغيرات الحالية أو انحرافات التردد. في هذا الوقت ، تكون جودة القوة سيئة. يعد تعديل تردد النظام ودعم الطاقة التفاعلية طرقًا لتحسين جودة الطاقة في جانب توليد الطاقة وجانب النقل والتوزيع. على جانب المستخدم ، يمكن أن ينعم نظام تخزين الطاقة أيضًا بسلاسة تقلبات الجهد وتقلبات التردد ، مثل استخدام تخزين الطاقة لحل المشكلات مثل ارتفاع الجهد ، والتراجع ، وميض في نظام الطاقة الكهروضوئية الموزعة. تحسين جودة الطاقة هو تطبيق طاقة نموذجي. يختلف سوق التفريغ المحدد وتردد التشغيل وفقًا لسيناريو التطبيق الفعلي ، ولكن بشكل عام مطلوب وقت الاستجابة ليكون على مستوى ميلي ثانية.
تحسين موثوقية إمدادات الطاقة
يتم استخدام تخزين الطاقة لتحسين موثوقية إمدادات الطاقة الشبكة الصغيرة ، مما يعني أنه عندما يحدث انقطاع التيار الكهربائي ، يمكن لتخزين الطاقة توفير الطاقة المخزنة للمستخدمين النهائيين ، وتجنب انقطاع الطاقة أثناء عملية إصلاح الأعطال ، وضمان موثوقية الطاقة . يجب أن تلبي معدات تخزين الطاقة في هذا التطبيق متطلبات الجودة العالية والموثوقية العالية ، ويرتبط وقت التفريغ المحدد بشكل رئيسي بموقع التثبيت.
وقت النشر: أغسطس -24-2023