Kako veliki baterijski sistemi stabilizuju mreže?

Kako veliki sistem baterija stabilizuju mrežu

Veliki sistemi baterija (LSB) igraju sve veću ulogu u modernim električnim sistemima, posebno kako se procentualni udio izvora obnovljivih energija (kao što su vjetar i sunce) nastavlja povećavati. Ovi sistemi baterija pružaju mnogo usluga koje pomazu u stabilizaciji mreže, osiguravajući pouzdanost i efikasnost električnog sistema. Ispod su navedeni glavni načini na koje veliki sistemi baterija doprinose stabilnosti mreže:

1. Regulacija frekvencije

• Problem: Frekvencija električnog sistema mora biti održana unutar vrlo uskog opsega (na primjer, 50 Hz ili 60 Hz) kako bi sva povezana uređaja ispravno radila. Kada postoji neusklađenost između proizvodnje i potrošnje, frekvencija može fluktuirati. Tradicionalno, regulacija frekvencije zavisi o inerciji rotirajućih generatora (poput termoelektrana).

• Rešenje: Veliki sistemi baterija mogu brzo odgovoriti na odstupanja frekvencije tako što apsorbiraju ili ubacuju snagu kako bi održali stabilnost frekvencije. Sistemi baterija imaju izuzetno brze vremena odziva, tipično završavaju napajanje ili ispraznjava operacije unutar milisekundi, puno brže od tradicionalnih rotirajućih generatora. Ova brza sposobnost odgovora omogućava sistemima baterija da efikasno reše kratkoročne fluktuacije opterećenja ili nedostatak proizvodnje, time održavajući stabilnost frekvencije.

2. Podrška naponu

• Problem: U dalekim prenosnim linijama ili područjima sa distribuiranim izvorima energije (poput fotovoltačkih elektrana), nivoi napona mogu fluktuirati, posebno kada je reaktivna snaga nedovoljna ili kad se opterećenje značajno menja. Nestabilnost napona može uticati na normalnu funkciju opreme i čak dovesti do kolapsa napona.

• Rešenje: Veliki sistemi baterija mogu pružiti ili apsorbirati reaktivnu snagu kako bi podržali nivoe napona. Sistemi baterija su tipično opremljeni naprednim pretvaračima strujne energije (poput invertera) koji mogu fleksibilno regulisati i aktivnu i reaktivnu snagu. Time, sistemi baterija mogu pružiti reaktivnu snagu kada je potrebno da povećaju lokalne nivoe napona ili apsorbiraju reaktivnu snagu kako bi sprecili prekomerni napon.

3. Skidanje vrha i ispunjavanje dolina

• Problem: Potreba za električnom energijom značajno varira tokom dana, s višim opterećenjem tokom vrhunskih sati (kao što su večeri) i nižim opterećenjem tokom nevrhunskih sati (kao što su kasno noć). Da bi se ispuni vrhunska potreba, operatori mreže često koriste skupove rezervnih jedinica generacije, što povećava operativne troškove i smanjuje efikasnost sistema.

• Rešenje: Veliki sistemi baterija mogu skladištiti prekomernu električnu energiju tokom nevrhunskih sati (na primjer, noćni vjetar ili sunčeva energija) i ispuštati je tokom vrhunskih sati, time gladkojući krivu opterećenja. Ovaj pristup "skidanja vrha i ispunjavanja dolina" ne samo smanjuje zavisnost od rezervnih jedinica generacije, već unapređuje ukupnu efikasnost mreže i smanjuje operativne troškove.

4. Crni start

• Problem: Nakon široko rasprostranjenog isključivanja ili poraza mreže, vraćanje struje je složen proces jer većina jedinica generacije zahteva vanjsku struju da bi se pokrenule. Ako cijela mreža izgubi struju, proces vraćanja postaje veoma izazovan.

• Rešenje: Veliki sistemi baterija mogu pružiti usluge "crnog starta" tako što pružaju potrebnu struju ključnim jedinicama generacije kako bi ih vratili u rad kada je mreža potpuno deenergetizovana. Brzi odziv i nezavisnost sistema baterija čine ih idealnim za crni start, posebno u udaljenim područjima ili distribuiranim energetskim sistemima.

5. Pomoćne usluge

• Problem: Električni sistemi zahtevaju niz pomoćnih usluga kako bi osigurali bezbedan, stabilan i efikasan rad. Ove usluge uključuju regulaciju frekvencije, podršku naponu, rezervne kapacitete i praćenje opterećenja. Kako raste udio obnovljivih izvora energije, tradicionalni dobavljači pomoćnih usluga (poput ugljenih elektrana) se smanjuju, povećavajući potrebu za novim formama pomoćnih usluga.

• Rešenje: Veliki sistemi baterija mogu pružiti razne pomoćne usluge kako bi mreža mogla da se suoči sa intermitentnošću i neizvesnošću obnovljivih izvora energije. Na primjer, sistemi baterija mogu služiti kao rezervni kapacitet, brzo pružajući struju kada je proizvodnja nedovoljna, ili mogu pružiti regulaciju frekvencije brzim odgovorom na promene opterećenja. Takođe, sistemi baterija mogu učestvovati u tržištima pomoćnih usluga, generišući dodatni prihod.

6. Gladjenje fluktuacija obnovljive energije

• Problem: Izvori obnovljive energije poput vjetra i sunca su intermitentni i promenljivi, što dovodi do nestabilne proizvodnje struje, što može predstavljati izazov za ravnotežu električnog sistema. Ova promenljivost postaje posebno izazovna kako raste udio obnovljivih izvora energije.

• Rešenje: Veliki sistemi baterija mogu biti integrirani sa objektima proizvodnje obnovljive energije (poput vjetroelektrana ili solarnih elektrana) kako bi u realnom vremenu skladištili prekomernu struju i ispuscivali je kada je proizvodnja nedovoljna. Time, sistemi baterija mogu gladiti fluktuacije proizvodnje obnovljive energije, osiguravajući stabilnu i pouzdanu dostavu struje. Takođe, sistemi baterija mogu optimizovati strategije nabijanja i ispraznjava na osnovu prognoza vremenskih prilika i potrebe za opterećenjem, dalje unapređujući fleksibilnost sistema.

7. Unapređenje otpornosti mreže

• Problem: Mreža može biti utičena prirodnim katastrofama, greškama opreme ili drugim neočekivanim događajima, što dovodi do isključivanja struje. Unapređenje otpornosti mreže (tj. sposobnosti da se brzo vratiti struja) je ključno za osiguranje pouzdanosti električnog sistema.

• Rešenje: Veliki sistemi baterija mogu pružiti hitnu podršku strujom kada je mreža prekinuta, pomažući u održavanju rada ključne infrastrukture poput bolnica, toranjeva komunikacije i transportnih sistema. Takođe, sistemi baterija mogu delovati kao deo distribuiranih energetskih resursa, unapređujući lokalnu samoodrživost i smanjujući zavisnost od vanjskih izvora struje, time unapređujući ukupnu otpornost mreže.

8. Učešće u tržištima struje

• Problem: Cene struje na tržištima fluktuiraju u zavisnosti od ponude i potražnje. Tokom vrhunskih sati, cene mogu značajno porasti. Za električne kompanije i potrošače, kako da se struja skladišti kada su cene niske i prodaje kada su cene visoke, jeste važna ekonomija razmatranja.

• Rešenje: Veliki sistemi baterija mogu učestvovati u tržištima struje iskoristivši svoju brzu sposobnost nabijanja i ispraznjava. Mogu skladištiti struju kada su cene niske i prodati je kada su cene visoke, generišući profit. Ovaj arbitraž ne samo unapređuje ekonomsku održivost sistema baterija, već i pomaže u gladjenju fluktuacija cena, unapređujući efikasnost tržišta struje.

Sazetak

Veliki sistemi baterija doprinose stabilnosti mreže pružajući regulaciju frekvencije, podršku naponu, skidanje vrha, crni start, pomoćne usluge, gladjenje fluktuacija obnovljive energije, unapređenje otpornosti mreže i učešće u tržištima struje. Dok tehnologija baterija nastavlja napredovati i smanjuju se troškovi, uloga velikih sistema baterija u budućim električnim sistemima će postati još značajnija, posebno u mrežama sa visokim udjelom obnovljivih izvora energije. Oni će biti ključni alati za osiguranje pouzdanosti i efikasnosti električnog sistema.