Aus Sicht des gesamten Energiesystems lassen sich die Anwendungsszenarien der Energiespeicherung in drei Szenarien unterteilen: Energiespeicherung auf der Erzeugungsseite, Energiespeicherung auf der Übertragungs- und Verteilungsseite und Energiespeicherung auf der Nutzerseite.In praktischen Anwendungen ist es notwendig, Energiespeichertechnologien entsprechend den Anforderungen in verschiedenen Szenarien zu analysieren, um die am besten geeignete Energiespeichertechnologie zu finden.Dieses Papier konzentriert sich auf die Analyse von drei Hauptanwendungsszenarien der Energiespeicherung.
Aus Sicht des gesamten Energiesystems lassen sich die Anwendungsszenarien der Energiespeicherung in drei Szenarien unterteilen: Energiespeicherung auf der Erzeugungsseite, Energiespeicherung auf der Übertragungs- und Verteilungsseite und Energiespeicherung auf der Nutzerseite.Diese drei Szenarien lassen sich aus Sicht des Stromnetzes in Energiebedarf und Strombedarf unterteilen.Energietypanforderungen erfordern im Allgemeinen eine längere Entladezeit (z. B. Energiezeitverschiebung), erfordern jedoch keine hohe Reaktionszeit.Im Gegensatz dazu erfordern Leistungsanforderungen im Allgemeinen schnelle Reaktionsfähigkeiten, aber im Allgemeinen ist die Entladezeit nicht lang (z. B. Systemfrequenzmodulation).In praktischen Anwendungen ist es notwendig, Energiespeichertechnologien entsprechend den Anforderungen in verschiedenen Szenarien zu analysieren, um die am besten geeignete Energiespeichertechnologie zu finden.Dieses Papier konzentriert sich auf die Analyse von drei Hauptanwendungsszenarien der Energiespeicherung.
1. Stromerzeugungsseite
Aus Sicht der Stromerzeugungsseite ist das Kraftwerk das Nachfrageterminal für die Energiespeicherung.Aufgrund der unterschiedlichen Auswirkungen verschiedener Stromquellen auf das Netz und der dynamischen Diskrepanz zwischen Stromerzeugung und Stromverbrauch, die durch die unvorhersehbare Lastseite verursacht wird, gibt es viele Arten von Bedarfsszenarien für die Energiespeicherung auf der Stromerzeugungsseite, einschließlich Energiezeitverschiebung , Kapazitätseinheiten, Lastfolge, sechs Arten von Szenarien, einschließlich Systemfrequenzregelung, Backup-Kapazität und netzgekoppelte erneuerbare Energie.
Energiezeitverschiebung
Bei der Energiezeitverschiebung geht es darum, die Spitzenlast und die Talfüllung der Stromlast durch Energiespeicherung zu erreichen, d. h. das Kraftwerk lädt die Batterie während des Zeitraums mit geringer Stromlast und gibt den gespeicherten Strom während des Zeitraums mit Spitzenstromlast ab.Darüber hinaus ist die Speicherung des stillgelegten Wind- und Photovoltaikstroms erneuerbarer Energien und die anschließende Verlagerung für den Netzanschluss in andere Zeiträume ebenfalls eine Energiezeitverschiebung.Energiezeitverschiebung ist eine typische energiebasierte Anwendung.Es gibt keine strengen Anforderungen an die Lade- und Entladezeit und die Leistungsanforderungen für das Laden und Entladen sind relativ hoch.Der Einsatz zeitversetzter Kapazitäten hängt jedoch von der Stromlast des Nutzers und den Merkmalen der Erzeugung erneuerbarer Energien ab.Die Häufigkeit ist relativ hoch, mehr als 300 Mal pro Jahr.
Kapazitätseinheit
Aufgrund der unterschiedlichen Stromlasten in verschiedenen Zeiträumen müssen Kohlekraftwerke die Möglichkeit haben, Spitzenlasten abzufedern. Daher muss eine bestimmte Menge an Stromerzeugungskapazität als Kapazität für entsprechende Spitzenlasten reserviert werden, wodurch thermische Energieerzeugung verhindert wird verhindert, dass die Geräte ihre volle Leistung erreichen, und beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit des Gerätebetriebs.Sex.Energiespeicher können zum Laden bei geringer Stromlast und zum Entladen bei Stromverbrauchsspitzen genutzt werden, um die Lastspitze zu reduzieren.Nutzen Sie den Substitutionseffekt des Energiespeichersystems, um die kohlebefeuerte Kapazitätseinheit freizugeben und dadurch die Auslastung des Wärmekraftwerks zu verbessern und dessen Wirtschaftlichkeit zu steigern.Die Kapazitätseinheit ist eine typische energiebasierte Anwendung.Es gibt keine strengen Anforderungen an die Lade- und Entladezeit und relativ hohe Anforderungen an die Lade- und Entladeleistung.Aufgrund der Strombelastung des Nutzers und der Stromerzeugungseigenschaften erneuerbarer Energien ist die Einsatzhäufigkeit der Kapazität jedoch zeitversetzt.Relativ hoch, etwa 200 Mal im Jahr.
Laden Sie Folgendes
Die Lastverfolgung ist ein Hilfsdienst, der sich dynamisch anpasst, um einen Echtzeitausgleich für sich langsam ändernde, sich kontinuierlich ändernde Lasten zu erreichen.Langsam und kontinuierlich wechselnde Lasten können entsprechend den tatsächlichen Bedingungen des Generatorbetriebs in Grundlasten und Rampenlasten unterteilt werden.Die Lastverfolgung wird hauptsächlich zum Hochfahren von Lasten verwendet, d. h. durch Anpassen der Leistung kann die Hochlaufrate herkömmlicher Energieeinheiten so weit wie möglich reduziert werden., um einen möglichst reibungslosen Übergang zur Planungsanweisungsebene zu ermöglichen.Im Vergleich zur Kapazitätseinheit stellt die Lastverfolgung höhere Anforderungen an die Entladereaktionszeit, und die Reaktionszeit muss auf Minutenniveau liegen.
System-FM
Frequenzänderungen wirken sich auf den sicheren und effizienten Betrieb und die Lebensdauer von Stromerzeugungs- und Elektrogeräten aus. Daher ist die Frequenzregulierung sehr wichtig.In der traditionellen Energiestruktur wird das kurzfristige Energieungleichgewicht des Stromnetzes durch traditionelle Einheiten (in meinem Land hauptsächlich Wärmekraft und Wasserkraft) reguliert, indem sie auf AGC-Signale reagieren.Mit der Integration neuer Energie in das Netz haben die Volatilität und Zufälligkeit von Wind und Wind das Energieungleichgewicht im Stromnetz in kurzer Zeit verschärft.Aufgrund der langsamen Frequenzmodulationsgeschwindigkeit herkömmlicher Energiequellen (insbesondere thermischer Energie) reagieren sie nicht so schnell auf Anweisungen zur Netzverteilung.Manchmal kommt es zu Fehlbedienungen wie z. B. einer umgekehrten Anpassung, sodass der neu hinzugekommene Bedarf nicht gedeckt werden kann.Im Vergleich dazu weisen Energiespeicher (insbesondere elektrochemische Energiespeicher) eine hohe Frequenzmodulationsgeschwindigkeit auf und die Batterie kann flexibel zwischen Lade- und Entladezuständen wechseln, was sie zu einer sehr guten Frequenzmodulationsressource macht.
Im Vergleich zur Lastverfolgung liegt die Änderungsperiode der Lastkomponente der Systemfrequenzmodulation auf der Ebene von Minuten und Sekunden, was eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit (im Allgemeinen auf der Ebene von Sekunden) und die Anpassungsmethode der Lastkomponente im Allgemeinen erfordert AGC.Allerdings handelt es sich bei der Systemfrequenzmodulation um eine typische Leistungsanwendung, die ein schnelles Laden und Entladen in kurzer Zeit erfordert.Bei der Verwendung elektrochemischer Energiespeicherung ist eine hohe Lade-Entlade-Rate erforderlich, was die Lebensdauer einiger Batterietypen verkürzt und dadurch andere Batterietypen beeinträchtigt.Wirtschaft.
ungenutzte Kapazität
Unter Reservekapazität versteht man die aktive Leistungsreserve, die für die Gewährleistung der Stromqualität und einen sicheren und stabilen Betrieb des Systems im Notfall zusätzlich zur Deckung des erwarteten Lastbedarfs reserviert ist.Im Allgemeinen muss die Reservekapazität 15–20 % der normalen Stromversorgungskapazität des Systems betragen, und der Mindestwert sollte der Kapazität der Einheit mit der größten installierten Einzelkapazität im System entsprechen.Da die Reservekapazität auf Notfälle ausgerichtet ist, ist die jährliche Betriebsfrequenz in der Regel gering.Wird die Batterie allein für den Reservekapazitätsdienst genutzt, kann die Wirtschaftlichkeit nicht gewährleistet werden.Daher ist es notwendig, diese mit den Kosten der vorhandenen Reservekapazität zu vergleichen, um die tatsächlichen Kosten zu ermitteln.Substitutionseffekt.
Netzanbindung erneuerbarer Energien
Aufgrund der Zufälligkeit und der intermittierenden Eigenschaften der Stromerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik ist ihre Stromqualität schlechter als die herkömmlicher Energiequellen.Da die Schwankungen der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien (Frequenzschwankungen, Leistungsschwankungen usw.) zwischen Sekunden und Stunden liegen, gibt es bei den vorhandenen Energieanwendungen auch Energieanwendungen, die im Allgemeinen in drei Typen unterteilt werden können: Energiezeit bei erneuerbaren Energien -Verlagerung, Festigung der Kapazität zur Erzeugung erneuerbarer Energien und Glättung der Produktion erneuerbarer Energien.Um beispielsweise das Problem des Lichtverzichts bei der Photovoltaik-Stromerzeugung zu lösen, ist es notwendig, den tagsüber erzeugten Reststrom zur Entladung in der Nacht zu speichern, was zur Energiezeitverschiebung erneuerbarer Energien gehört.Bei der Windkraft schwankt die Leistung der Windkraft aufgrund der Unvorhersehbarkeit der Windkraft stark und muss geglättet werden, sodass sie hauptsächlich in Energieanwendungen eingesetzt wird.
2. Gitterseite
Die Anwendung der Energiespeicherung auf der Netzseite erfolgt hauptsächlich auf drei Arten: Entlastung der Übertragungs- und Verteilungswiderstände, Verzögerung des Ausbaus von Stromübertragungs- und -verteilungsanlagen und Unterstützung der Blindleistung.ist der Substitutionseffekt.
Entlastung von Übertragungs- und Verteilungswiderständen
Eine Überlastung der Leitung bedeutet, dass die Leitungslast die Leitungskapazität übersteigt.Der Energiespeicher wird vor der Leitung installiert.Bei einer Blockierung der Leitung kann die nicht lieferbare elektrische Energie im Energiespeicher gespeichert werden.Leitungsentladung.Im Allgemeinen muss bei Energiespeichersystemen die Entladezeit im Stundenbereich liegen und die Anzahl der Vorgänge beträgt etwa 50 bis 100 Mal.Es gehört zu energiebasierten Anwendungen und stellt bestimmte Anforderungen an die Reaktionszeit, die auf Minutenebene beantwortet werden müssen.
Verzögerung des Ausbaus von Stromübertragungs- und -verteilungsanlagen
Die Kosten für die herkömmliche Netzplanung bzw. Netzaufrüstung und -erweiterung sind sehr hoch.Wenn in einem Stromübertragungs- und -verteilungssystem die Last nahe an der Gerätekapazität liegt und die Lastversorgung die meiste Zeit im Jahr gedeckt werden kann und die Kapazität nur in bestimmten Spitzenzeiten niedriger als die Last ist, wird das Energiespeichersystem verwendet kann zur Durchleitung der kleineren installierten Leistung genutzt werden.Kapazität kann die Stromübertragungs- und -verteilungskapazität des Netzes effektiv verbessern, wodurch die Kosten für neue Stromübertragungs- und -verteilungsanlagen verzögert und die Lebensdauer vorhandener Geräte verlängert werden.Verglichen mit der Entlastung von Übertragungs- und Verteilungswiderständen führt die Verzögerung des Ausbaus von Stromübertragungs- und -verteilungsanlagen zu einer geringeren Betriebsfrequenz.Angesichts der Batteriealterung sind die tatsächlichen variablen Kosten höher, sodass höhere Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit von Batterien gestellt werden.
Reaktive Unterstützung
Unter Blindleistungsunterstützung versteht man die Regulierung der Übertragungsspannung durch Einspeisung oder Aufnahme von Blindleistung in Übertragungs- und Verteilungsleitungen.Unzureichende oder überschüssige Blindleistung führt zu Schwankungen der Netzspannung, beeinträchtigt die Stromqualität und kann sogar zu Schäden an elektrischen Geräten führen.Mithilfe dynamischer Wechselrichter sowie Kommunikations- und Steuerungsgeräten kann die Batterie die Spannung der Übertragungs- und Verteilungsleitung regulieren, indem sie die Blindleistung ihres Ausgangs anpasst.Die Blindleistungsunterstützung ist eine typische Leistungsanwendung mit relativ kurzer Entladezeit, aber hoher Betriebsfrequenz.
3. Benutzerseite
Die Benutzerseite ist das Terminal des Stromverbrauchs, und der Benutzer ist der Verbraucher und Benutzer von Elektrizität.Die Kosten und Einnahmen der Stromerzeugungs-, -übertragungs- und -verteilungsseite werden in Form des Strompreises ausgedrückt, der in die Kosten des Benutzers umgerechnet wird.Daher wird die Höhe des Strompreises die Nachfrage des Nutzers beeinflussen..
Verwaltung der Strompreise für die Benutzerzeit
Der Energiesektor unterteilt 24 Stunden am Tag in mehrere Zeiträume wie Spitzen-, Flach- und Tiefstzeitraum und legt für jeden Zeitraum unterschiedliche Strompreisniveaus fest, nämlich den Strompreis für die Nutzungszeit.Die Verwaltung der Strompreise für die Nutzungszeit des Benutzers ähnelt der Zeitverschiebung von Energie. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Verwaltung der Strompreise für die Nutzungszeit des Benutzers auf dem Strompreissystem der Nutzungszeit basiert, um die Stromlast während der Energie anzupassen Bei der Zeitverschiebung wird die Stromerzeugung entsprechend der Stromlastkurve angepasst.
Kapazitätsgebührenmanagement
Mein Land führt ein zweiteiliges Strompreissystem für große Industrieunternehmen im Stromversorgungssektor ein: Der Strompreis bezieht sich auf den Strompreis, der gemäß der tatsächlichen Transaktionsstrommenge berechnet wird, und der Kapazitätsstrompreis hängt hauptsächlich vom höchsten Wert des Benutzers ab Energieverbrauch.Unter Kapazitätskostenmanagement versteht man die Reduzierung der Kapazitätskosten durch Reduzierung des maximalen Stromverbrauchs, ohne die normale Produktion zu beeinträchtigen.Benutzer können das Energiespeichersystem verwenden, um Energie während der Zeit mit geringem Stromverbrauch zu speichern und die Last während der Spitzenzeit zu entladen, wodurch die Gesamtlast reduziert und das Ziel der Reduzierung der Kapazitätskosten erreicht wird.
Verbessern Sie die Stromqualität
Aufgrund der variablen Beschaffenheit der Betriebslast des Stromversorgungssystems und der Nichtlinearität der Gerätelast weist die vom Benutzer erhaltene Leistung Probleme wie Spannungs- und Stromänderungen oder Frequenzabweichungen auf.Zu diesem Zeitpunkt ist die Qualität der Stromversorgung schlecht.Systemfrequenzmodulation und Blindleistungsunterstützung sind Möglichkeiten zur Verbesserung der Stromqualität auf der Seite der Stromerzeugung sowie der Übertragung und Verteilung.Auf der Benutzerseite kann das Energiespeichersystem auch Spannungs- und Frequenzschwankungen glätten, indem es beispielsweise Energiespeicher zur Lösung von Problemen wie Spannungsanstieg, -abfall und -flimmern in der dezentralen Photovoltaikanlage nutzt.Die Verbesserung der Stromqualität ist eine typische Energieanwendung.Der spezifische Entladungsmarkt und die Betriebsfrequenz variieren je nach tatsächlichem Anwendungsszenario, aber im Allgemeinen muss die Reaktionszeit im Millisekundenbereich liegen.
Verbessern Sie die Zuverlässigkeit der Stromversorgung
Energiespeicher werden verwendet, um die Zuverlässigkeit der Mikronetz-Stromversorgung zu verbessern. Dies bedeutet, dass der Energiespeicher bei einem Stromausfall die gespeicherte Energie an Endverbraucher liefern kann, wodurch Stromunterbrechungen während des Fehlerbeseitigungsprozesses vermieden und die Zuverlässigkeit der Stromversorgung sichergestellt werden .Die Energiespeicherausrüstung in dieser Anwendung muss die Anforderungen an hohe Qualität und hohe Zuverlässigkeit erfüllen, und die spezifische Entladezeit hängt hauptsächlich vom Installationsort ab.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. August 2023