Tehnologije praćenja i formiranja mreže sistema za skladištenje energije predstavljaju dva različita načina rada, koji imaju značajne razlike u svojim ulogama, funkcionalnim karakteristikama i scenarijima primjene u elektroenergetskom sistemu.
Razlika
Način povezivanja na mrežu:
Oba su povezana na mrežu preko invertera, ali su im principi rada različiti. Oprema povezana s mrežom radi kao izvor struje, oslanjajući se na referentni napon koji obezbjeđuje vanjska energetska mreža za sinhronizaciju vlastitog izlaza; A oprema za izgradnju mreže je kao izvor napona, sposoban da samostalno formira stabilan napon i frekvenciju bez eksterne podrške za električnu mrežu.
Doprinos stabilnosti:
Skladištenje energije povezano s mrežom uglavnom radi u stabilnom mrežnom okruženju i nema mogućnost pružanja naponske ili frekvencijske podrške; Naprotiv, skladištenje energije zasnovano na mreži nastavlja da snabdijeva opterećenjem tokom kvarova na mreži i pomaže u održavanju stabilnosti i pouzdanosti lokalnih energetskih mreža.
Scenariji aplikacije:
Sledeći tip mreže je pogodan za upotrebu u velikim energetskim mrežama sa dobrom stabilnošću, sa niskim troškovima i jednostavnom implementacijom; Mrežni tip je prikladniji za primjenu u distribuiranim sistemima za proizvodnju električne energije, mikromrežama ili udaljenim područjima, posebno u situacijama gdje je potreban brzi odgovor ili kratkoročni visoki kapacitet preopterećenja.
Prednosti i nedostaci
Pratite tip mreže
Prednosti: Jednostavna i pouzdana struktura, niski početni troškovi ulaganja; Lako se integriše u postojeću elektroenergetsku infrastrukturu.
Nedostatak: Nedostatak mogućnosti podrške za električnu mrežu, nemogućnost samostalnog održavanja rada u slučaju nestabilnosti mreže.
Vrsta mreže
Prednosti: Nezavisna izgradnja električne mreže, pružanje naponske i frekvencijske podrške; Imati veću fleksibilnost i prilagodljivost, posebno kada se nosite s neočekivanim situacijama.
Nedostaci: Relativno složeni tehnički zahtjevi su veći, početna ulaganja su veća, a veća je i težina dizajna i implementacije.
Primjer
Slijedite primjer mreže
Sistem za skladištenje energije litijumske baterije od 500 kW/1 MWh instaliran je u industrijskom parku u južnoj Kini. Sistem usvaja mrežu koja prati PCS (Sistem konverzije snage) i uglavnom se koristi za brijanje vrhova, punjenje doline i glatku novu energiju. U ovom projektu, sistem za skladištenje energije je spojen sa fotonaponskom elektranom i povezan na električnu mrežu. EMS kontrolni sistem se koristi za koordiniranu kontrolu radi optimizacije potrošnje električne energije u cijelom parku.
Primjer tipa konstrukcije mreže
Kineska državna mrežna korporacija objavila je izvještaj o kontroli mreže za skladištenje energije i testiranju povezivanja na mrežu za 2024. godinu, u kojem se spominje da su ključni indikatori performansi kao što su regulacija primarne frekvencije, inercijski odziv i kontrola prigušenja sistema za skladištenje energije tipa mreže provjereni putem stvarno testiranje.
Na primjer, u testu regulacije frekvencije, sistem za skladištenje energije na mreži pokazao je odličnu brzinu dinamičkog odziva, sposoban da prilagodi izlaznu aktivnu snagu unutar milisekundi, pomažući energetskoj mreži da brzo povrati stabilnost frekvencije.
Poređenje parametara
PCS povezan na mrežu: tipično karakteriziran karakteristikama izvora struje, sa izlaznom snagom pod velikim utjecajem uslova mreže, pogodan za upravljanje energijom u konvencionalnim mrežnim okruženjima. Tipična primena je sistem za skladištenje energije litijumske baterije od 500kW/1MWh u gornjem slučaju, čiji je glavni zadatak da prati promene u električnoj mreži i obezbedi nesmetanu razmenu energije.
PCS tipa mreže: predstavlja karakteristike izvora napona, sposoban za aktivno podešavanje izlaznog napona i frekvencije i održavanje kontinuiteta napajanja čak i u slučaju prekida mreže. Ovi tipovi sistema su često opremljeni naprednijim algoritmima i tehnologijama upravljanja, kao što su strategije kontrole sinhronizacije snage, koje im omogućavaju da direktno prilagode aktivnu/reaktivnu snagu kada izlaz fluktuira na strani proizvodnje energije.
Postoje fundamentalne razlike u strategijama upravljanja praćenjem mreže i tehnologijama skladištenja energije koje formiraju mrežu, koje se ogledaju u tome kako one stupaju u interakciju sa mrežom, reaguju na promjene u mreži i vrste usluga koje pružaju.
Specifične razlike između dvije strategije tehničke kontrole:
Kontrolni ciljevi
Kontrola praćenja mreže: Njegova jezgra je da prati stanje električne mreže, odnosno inverter prilagođava svoj izlaz prema naponu i frekvenciji električne mreže. Pod ovom metodom upravljanja, pretvarač se smatra izvorom struje, koji ubrizgava što je više moguće električne energije u mrežu i automatski se isključuje kako bi se zaštitio u slučaju smetnji u mreži. Stoga je glavni zadatak kontrole praćenja mreže maksimizirati korištenje nove energije unutar postojećeg okvira električne mreže.
Kontrola tipa mreže: ima za cilj da simulira ponašanje tradicionalnih sinhronih generatora, aktivno uspostavlja i održava nivoe napona i frekvencije lokalnih energetskih mreža. To znači da čak i bez eksterne podrške za električnu mrežu, mrežni pretvarači mogu formirati stabilno okruženje za napajanje. Mrežni pretvarači su u suštini izvori napona koji izlaze napon i frekvenciju putem internih signala parametara napona. Mogu raditi samostalno ili paralelno s drugim izvorima napajanja.
Mehanizam odgovora
Kontrola praćenja mreže: Zbog oslanjanja na eksternu električnu mrežu za pružanje referentnih signala, pretvarači koji prate mrežu možda neće moći pružiti efikasnu podršku mreži kada se pojave kvarovi ili abnormalne fluktuacije, i mogu odlučiti da se isključe radi samozaštite. Na primjer, pod niskim naponom vožnje kroz (LVRT) ili visokim naponom kroz (HVRT) uvjetima, mrežni pretvarači moraju brzo smanjiti izlaznu snagu ili čak potpuno prestati proizvoditi električnu energiju kako bi izbjegli oštećenje opreme.
Kontrola tipa mreže: Sa jačom sposobnošću „prolaska“ može kontinuirano raditi tokom kvarova na električnoj mreži i ubrizgavati neophodnu struju kratkog spoja ili oslobađati kinetičku energiju u sistem, pomažući u obnavljanju stabilnosti napona i frekvencije. Ovo čini mrežne pretvarače prikladnijim za aplikacije koje zahtijevaju visoku stabilnost mreže, kao što su mikromreže ili nezavisni sistemi napajanja u udaljenim područjima.
Karakteristike usluge
Mreža koja prati kontrolu: uglavnom služi za upravljanje energijom, kao što je brijanje vrhova i popunjavanje doline, izglađivanje isprekidanog izlaza energije, itd. Ova vrsta primjene se obično javlja u velikim energetskim mrežama, gdje sama mreža ima dovoljnu inerciju i snagu da apsorbuje svaku potencijalnu nestabilnost .
Kontrola tipa mreže: Osim upravljanja energijom, također pruža važne pomoćne usluge, uključujući, ali ne ograničavajući se na brzu podršku napona, inercijski odziv, regulaciju primarne frekvencije, itd. Ove funkcije su ključne za poboljšanje nivoa struje kratkog spoja u sistemu i povećanje otpornosti električne mreže.
Kontrolni algoritam
Mreža prati kontrolu: Generalno, algoritam za praćenje maksimalne snage (MPPT) se koristi da bi se osigurala maksimalna efikasnost korišćenja nove energije, dok se sarađuje sa fazno zaključanom petljom (PLL) tehnologijom da bi se postigla sinhronizacija sa električnom mrežom.
Kontrola tipa mreže: više se oslanja na napredne algoritme kao što su Droop Control i Virtual Synchronous Machine (VSG), koji oponašaju dinamičko ponašanje sinhronih generatora kako bi se bolje prilagodili prolaznim procesima elektroenergetskih sistema.
