Detaljerad förklaring av 13 uppdelade scenarier i 3 stora applikationsfält för energilagring

Från hela kraftsystemets perspektiv kan applikationsscenarierna för energilagring delas in i tre scenarier: energilagring på generationens sida, energilagring på transmissions- och distributionssidan och energilagring på användarsidan. I praktiska tillämpningar är det nödvändigt att analysera energilagringsteknologier enligt kraven i olika scenarier för att hitta den mest lämpliga energilagringstekniken. Denna artikel fokuserar på analys av tre huvudsakliga applikationsscenarier för energilagring.

Från hela kraftsystemets perspektiv kan applikationsscenarierna för energilagring delas in i tre scenarier: energilagring på generationens sida, energilagring på transmissions- och distributionssidan och energilagring på användarsidan. Dessa tre scenarier kan delas in i energibehov och kraftbehov ur kraftnätets perspektiv. Krav på energityp kräver i allmänhet en längre urladdningstid (till exempel energitidsskift), men kräver inte hög responstid. Däremot kräver krav på krafttyp i allmänhet snabba svarfunktioner, men i allmänhet är urladdningstiden inte lång (såsom systemfrekvensmodulering). I praktiska tillämpningar är det nödvändigt att analysera energilagringsteknologier enligt kraven i olika scenarier för att hitta den mest lämpliga energilagringstekniken. Denna artikel fokuserar på analys av tre huvudsakliga applikationsscenarier för energilagring.

1. Kraftproduktionssidan
Från kraftproduktionssidans perspektiv är efterfrågan terminal för energilagring kraftverket. På grund av de olika effekterna av olika kraftkällor på nätet och den dynamiska missanpassningen mellan kraftproduktion och kraftförbrukning orsakad av den oförutsägbara lastsidan finns det många typer av efterfrågescenarier för energilagring på kraftproduktionssidan, inklusive energitidsskiftning , kapacitetsenheter, belastning efter, sex typer av scenarier, inklusive systemfrekvensreglering, säkerhetskopieringskapacitet och nätansluten förnybar energi.
energitidsskift

Energi tidsförskjutning är att inse den topprakning och dalfyllning av kraftbelastning genom energilagring, det vill säga kraftverket laddar batteriet under den låga kraftbelastningsperioden och släpper den lagrade effekten under toppkraftbelastningsperioden. Dessutom är lagring av den övergivna vinden och den fotovoltaiska kraften i förnybar energi och sedan att flytta den till andra perioder för nätanslutning också energitidsskiftning. Energi tidsförskjutning är en typisk energibaserad applikation. Det har inte strikta krav vid tidpunkten för laddning och urladdning, och kraftkraven för laddning och urladdning är relativt breda. Tillämpningen av tidsförskjutningskapacitet orsakas emellertid av användarens kraftbelastning och egenskaperna för generering av förnybar energi. Frekvensen är relativt hög, mer än 300 gånger per år.
kapacitetsenhet

På grund av skillnaden i elbelastning i olika tidsperioder måste koleldade kraftenheter utföra toppskakningsförmåga, så en viss mängd kraftproduktionskapacitet måste avsättas eftersom kapaciteten för motsvarande toppbelastningar, vilket förhindrar termisk kraft Enheter från att nå full kraft och påverkar ekonomin i enhetens drift. sex. Energilagring kan användas för att ladda när elbelastningen är låg och för att urladdas när elförbrukningen toppar för att minska belastningstoppen. Använd substitutionseffekten av energilagringssystemet för att frigöra den koleldade kapacitetsenheten och därigenom förbättra användningshastigheten för den termiska kraftenheten och öka dess ekonomi. Kapacitetsenheten är en typisk energibaserad applikation. Det har inga strikta krav på laddnings- och urladdningstiden och har relativt breda krav på laddnings- och urladdningsmakten. På grund av användarens kraftbelastning och kraftproduktionsegenskaperna för förnybar energi är applikationsfrekvensen för kapaciteten emellertid tidsförskjuten. Relativt hög, cirka 200 gånger om året.

belasta efterföljande

Lastspårning är en hjälptjänst som dynamiskt anpassar sig för att uppnå realtidsbalans för långsamt föränderliga, kontinuerligt föränderliga belastningar. Långsamt förändrade och kontinuerligt förändrade belastningar kan delas upp i basbelastningar och rampbelastningar enligt de faktiska förhållandena för generatoroperation. Lastspårning används huvudsakligen för att rampa belastningar, det vill säga genom att justera utgången kan ramphastigheten för traditionella energienheter minskas så mycket som möjligt. , så att den kan övergå så smidigt som möjligt till schemaläggningsinstruktionsnivån. Jämfört med kapacitetsenheten har belastningen som följer högre krav på svarstiden för urladdning och responstiden krävs för att vara på minutnivå.

System FM

Frekvensförändringar kommer att påverka den säkra och effektiva driften och livslängden för kraftproduktion och elektrisk utrustning, så frekvensreglering är mycket viktig. I den traditionella energistrukturen regleras den kortsiktiga energibalansen i kraftnätet av traditionella enheter (främst termisk kraft och vattenkraft i mitt land) genom att svara på AGC-signaler. Med integrationen av ny energi i nätet har vindens volatilitet och slumpmässighet förvärrat energibalansen i kraftnätet på kort tid. På grund av den långsamma frekvensmoduleringshastigheten för traditionella energikällor (särskilt termisk kraft) släpar de efter när de svarar på instruktioner för utskickning av rutnät. Ibland kommer feloperationer som omvänd justering att inträffa, så den nyligen tillagda efterfrågan kan inte uppfyllas. Som jämförelse har energilagring (särskilt elektrokemisk energilagring) en snabb frekvensmoduleringshastighet, och batteriet kan flexibelt växla mellan laddnings- och urladdningstillstånd, vilket gör det till en mycket god frekvensmoduleringsresurs.
Jämfört med lastspårning är förändringsperioden för belastningskomponenten för systemfrekvensmoduleringen på nivån på minuter och sekunder, vilket kräver högre svarshastighet (i allmänhet på sekundernivån), och justeringsmetoden för lastkomponenten är vanligtvis Agc. Systemfrekvensmodulering är emellertid en typisk applikation av krafttyp, som kräver snabb laddning och urladdning på kort tid. Vid användning av elektrokemisk energilagring krävs en stor laddningsutgiftshastighet, så att den kommer att minska livet för vissa typer av batterier och därmed påverka andra typer av batterier. ekonomi.

reservkapacitet

Reservkapacitet hänvisar till den aktiva kraftreserven som reserveras för att säkerställa kraftkvalitet och säker och stabil drift av systemet i fall av nödsituationer, förutom att möta den förväntade belastningsbehovet. I allmänhet måste reservkapaciteten vara 15-20% av systemets normala strömförsörjningskapacitet, och det minsta värdet bör vara lika med enheten för enheten med den största enskilda installerade kapaciteten i systemet. Eftersom reservkapaciteten är inriktad på nödsituationer är den årliga driftsfrekvensen i allmänhet låg. Om batteriet används för reservkapacitetstjänsten ensam kan ekonomin inte garanteras. Därför är det nödvändigt att jämföra det med kostnaden för den befintliga reservkapaciteten för att bestämma den faktiska kostnaden. Substitutionseffekt.

Rutnätanslutning av förnybar energi

På grund av slumpmässigheten och intermittenta egenskaperna hos vindkraft och fotovoltaisk kraftproduktion är deras kraftkvalitet sämre än för traditionella energikällor. Eftersom fluktuationerna av kraftproduktion av förnybar energi (frekvensfluktuationer, utgångsfluktuationer etc.) sträcker sig från sekunder till timmar, har de befintliga applikationerna av krafttyp också energityp, som i allmänhet kan delas upp i tre typer: förnybar energitid -Hiftande, förstärkningsförstärkning av förnybar energi, och utjämning av förnybar energi. För att lösa problemet med att överge ljus i fotovoltaisk kraftproduktion är det till exempel nödvändigt att lagra den återstående el som genereras under dagen för utsläpp på natten, vilket tillhör energitidsskiftet för förnybar energi. För vindkraft, på grund av vindkraftens oförutsägbarhet, fluktuerar utgången från vindkraften kraftigt, och den måste jämnas ut, så den används främst i applikationer av krafttyp.

2. GRAND
Tillämpningen av energilagring på nätsidan är huvudsakligen tre typer: lindrande överföring och distributionsmotståndstoppning, försening av utvidgningen av kraftöverföring och distributionsutrustning och stödjer reaktiv effekt. är substitutionseffekten.
Lindra överförings- och distributionsmotståndstockning

Linje trängsel innebär att linjebelastningen överstiger linjekapaciteten. Energilagringssystemet är installerat uppströms om linjen. När linjen är blockerad kan den elektriska energin som inte kan levereras lagras i energilagringsenheten. Linjeutsläpp. I allmänhet, för energilagringssystem, krävs urladdningstiden på timnivån och antalet operationer är cirka 50 till 100 gånger. Det tillhör energibaserade applikationer och har vissa krav på responstid, som måste besvaras på minutnivå.

Försena utvidgningen av kraftöverföring och distributionsutrustning

Kostnaden för traditionell nätplanering eller rutnätuppgradering och expansion är mycket hög. I kraftöverförings- och distributionssystemet där lasten är nära utrustningskapaciteten, om lasttillförseln kan tillfredsställas för det mesta på ett år, och kapaciteten är lägre än belastningen endast under vissa toppperioder, energilagringssystemet kan användas för att passera den mindre installerade kapaciteten. Kapacitet kan effektivt förbättra nätöverförings- och distributionskapaciteten för nätet, vilket därmed försenar kostnaden för nya kraftöverförings- och distributionsanläggningar och förlänger livslängden för befintlig utrustning. Jämfört med avlastning av överföring och distributionsmotstånd, har försening av utvidgningen av kraftöverföring och distributionsutrustning en lägre driftsfrekvens. Med tanke på batteriets åldrande är den faktiska variabla kostnaden högre, så högre krav läggs fram för batteriernas ekonomi.

Reaktivt stöd

Reaktivt kraftstöd hänvisar till regleringen av transmissionsspänning genom att injicera eller absorbera reaktiv effekt på transmission och distributionslinjer. Otillräcklig eller överskott av reaktiv effekt kommer att orsaka nätspänningsfluktuationer, påverka effektkvaliteten och till och med skada elektrisk utrustning. Med hjälp av dynamiska inverterare, kommunikations- och kontrollutrustning kan batteriet reglera spänningen på transmissions- och distributionslinjen genom att justera den reaktiva effekten av dess utgång. Reaktivt kraftstöd är en typisk kraftapplikation med en relativt kort urladdningstid men en hög frekvens av drift.

3. Användarsida
Användarsidan är terminalen för elanvändning, och användaren är konsument och användare av el. Kostnaden och inkomsten för kraftproduktion och överförings- och distributionssidan uttrycks i form av elpris, som omvandlas till användarens kostnad. Därför kommer nivån på elpriset att påverka användarens efterfrågan. .
Användartid för användning av elpriset

Kraftsektorn delar 24 timmar om dagen i flera tidsperioder som topp, platta och lågt och sätter olika elprisnivåer för varje tidsperiod, vilket är tid för användning av el. Användartid för användning av elprisprishantering liknar energitidsskiftning, den enda skillnaden är att användartid för användning av elektricitet är baserad på det elektricitetspris för användning av användningen för att justera kraftbelastningen, medan energi Tidsförskjutning är att justera kraftproduktionen enligt kraftbelastningskurvan.

Kapacitetsavgiftshantering

Mitt land implementerar ett tvådelat elpris för stora industriföretag inom kraftförsörjningssektorn: elpriset avser elpriset som debiteras enligt den faktiska transaktionselektriciteten, och kapacitetens elpris beror främst på användarens högsta värde energiförbrukning. Kapacitetskostnadshantering avser att minska kapacitetskostnaden genom att minska den maximala effektförbrukningen utan att påverka normal produktion. Användare kan använda energilagringssystemet för att lagra energi under den låga effektförbrukningsperioden och urladda belastningen under toppperioden och därmed minska den totala belastningen och uppnå syftet att minska kapacitetskostnaderna.

Förbättra kraftkvaliteten

På grund av den variabla karaktären hos kraftsystemets driftsbelastning och utrustningsbelastningens icke-linearitet har kraften som erhållits av användaren problem såsom spänning och aktuella förändringar eller frekvensavvikelser. För närvarande är kvaliteten på kraften dålig. Systemfrekvensmodulering och reaktivt kraftstöd är sätt att förbättra kraftkvaliteten på kraftproduktionssidan och transmissions- och distributionssidan. På användarsidan kan energilagringssystemet också släta spännings- och frekvensfluktuationer, såsom att använda energilagring för att lösa problem som spänningsökning, dopp och flimmer i det distribuerade fotovoltaiska systemet. Att förbättra kraftkvaliteten är en typisk kraftapplikation. Den specifika urladdningsmarknaden och driftsfrekvensen varierar beroende på det faktiska applikationsscenariot, men i allmänhet krävs responstiden för att vara på millisekundnivå.

Förbättra strömförsörjningens tillförlitlighet

Energilagring används för att förbättra tillförlitligheten för kraftförsörjning av mikro-rutnät, vilket innebär att när ett strömavbrott inträffar kan energilagringen leverera den lagrade energin till slutanvändare, undvika strömavbrott under felreparationsprocessen och säkerställa strömförsörjningens tillförlitlighet . Energilagringsutrustningen i denna applikation måste uppfylla kraven med hög kvalitet och hög tillförlitlighet, och den specifika urladdningstiden är främst relaterad till installationsplatsen.