Оперативен анализ на разпределени системи за съхранение на енергия за комерсиални и индустриални приложения зад счетчика

Технология за съхранение на енергия, ключова точка в новата енергетика, съхранява електричество за регулиране на връхни и долни потребления на мрежата. Разпределеното съхранение на енергия в комерсиални/индустриални контексти намалява разходите чрез отсичане на връхните потребления, подобрява стабилността на мрежата и намалява дисбалансите между връхни и долни периоди. Тази статия разглежда нейното приложение за комерсиални/индустриални потребители от гледна точка на сценарии и изпълнимост.

1 Анализ на сценарии за приложение
1.1 Анализ на потребностите

Разходите за електричество доминират във финансовите разходи за енергия в комерсиалния/индустриалния сектор, особено за производителите – 10% - 20% от общите разходи за обикновените фирми, до 40% - 50% за плавилените заводи. Разпределеното съхранение позволява отсичане на връхните потребления, самоосигуряване и реакция от страна на потребителите, оптимизиране на енергийните структури, намаляване на консумацията и подобряване на конкурентоспособността.

1.1.1 Отсичане на връхни и попълване на долни периоди

Според моделите на потребителското потребление и местните тарифи, се разполага с подходящо размерно съхранение. Зареждане по време на периода с ниски цени (долни или равни), разтоварване по време на периода с високи цени (връхни) за намаляване на връхните нагрузки, избягване на покупката на скъпа енергия и намаляване на разходите за електричество.

1.1.2 Самоосигуряване

Икономическият растеж води до увеличаване на градското потребление на електричество, което създава сезонни/периодични недостиги. За да се осигури стабилността на мрежата по време на недостиг на доставки или кризи, електроенергийните компании използват организирани схеми за доставка, насърчавайки фирмите да намаляват връхните потребления или да увеличават потреблението в долни периоди.

1.1.3 Реакция от страна на потребителите (DSR)

DSR, ключово решение за напреженията между предлагане и търсене на електроенергия, описва активното приспособяване на потребителите към електрическите нагрузки под стимулатори. То позволява отсичане на връхни и попълване на долни периоди. С напредъка на разпределеното съхранение, пилотните проекти за DSR се разширяват. Областните електроенергийни компании вече издават стимулаторски схеми, утвърждавайки позицията на съхранението на енергия на пазара.

1.2 Анализ на нагрузките

Комерсиалното/индустриалното разпределено съхранение е подходящо за различни сценарии и типове нагрузки: денна смяна, три смяни, случайни колебания.

1.2.1 Нагрузка от дневна смяна

Кривата на нагрузката е гладка: достига до стабилен връх след началото на работата, после пада до долен период след края на работата. Например, един мол започва да се нагорещява в 8:00 часа, достига до връх в 9:00-18:00 часа (стабилен, с малки колебания), пада след 18:00 часа и достига до долен период в 22:00-8:00 часа.
Типични потребители: комерсиални комплекси, офиси, производители с дневна смяна. Връхните периоди съвпадат с високите тарифи през деня, а долните – с ниските тарифи през нощта – идеално за отсичане на връхните потребления.

1.2.2 Нагрузка от три смяни

Непрекъсната 24/7 нагрузка с малки колебания (например, при работа на оборудване или промяна на материали). Често срещана в горнодобивната и металургическата промишленост, използваща 24-часово оборудване (вентилатори, компресори). Фирмите, фокусирани върху производството, срещат високи разходи и строги изисквания за надеждност, които правят съхранението подходящо за отсичане на връхните потребления, самоосигуряване и т.н.
Фактуриране: двучастна индустриална (основна + енергийна такса). Проектуването на съхранението трябва да вземе предвид влиянието на зареждането и разтоварването върху основните такси.

2.1.1 Връзка с ниско напрежение (продължение)

Методът за връзка с ниско напрежение има предимства като проста схема за връзка, ниски разходи за преустройство и лесни процедури. Но той изисква относително висока загрузка на трансформатора и капацитет за абсорбиране на нагрузката. Освен това, той работи само за конкретния трансформатор и не може да доставя енергия на други трансформатори.

2.1.2 Връзка с високо напрежение

Връзка с високо напрежение означава, че системата за съхранение на енергия, чрез вградената система за повишаване на напрежението, се свързва с 10kV шина на потребителите на 10kV напрежение. Той е подходящ за сценарии, когато съществуващият трансформатор на потребителите няма допълнителна капацитет за зареждане на съхранението, или когато има множество трансформатори с неравномерно разпределение на нагрузката. Конкретният метод на връзка е показан на фигура 2.

Преимуществата на този метод: зареждането на съхранението не е влиянето от загрузката на трансформатора, неограничена мощност за зареждане, едновременно абсорбиране на нагрузката за множество трансформатори и висока скорост на абсорбиране. Недостатъци: по-високи разходи за системата за съхранение на енергия; необходимост от високонапрегнато преустройство на системата за електроенергия на потребителите (добавяне на разходи за преустройство); и по-дълъг, по-строг процес за разширение/увеличаване на капацитета на електроенергийните компании.

2.2 Стратегии за зареждане и разтоварване

Методите за връзка определят първоначалните разходи за строителството на съхранението на енергия; стратегиите за зареждане и разтоварване определят печалбата.Стратегиите варират според сценария: например, режим на самоосигуряване разтоварва по време на ограниченията на мрежата/недостиг; реакцията от страна на потребителите следва политиките на електроенергийните компании. Отсичането на връхните и попълването на долните периоди, ключовият комерсиален/индустриален случай, изисква проектиране на стратегията въз основа на часовите тарифи и цените.

2.2.1 Часови тарифи

Вземете за пример часовите тарифи за големи индустрии на 110kV в дадена провинция; детайли в таблица 1.

2.2.2 Анализ на стратегиите за зареждане и разтоварване

Чрез анализ на часовите цени на електричеството, има един долен период, два равни периода и два връхни периода всеки ден. За системата за съхранение на енергия, прилагането на стратегията за зареждане два пъти и разтоварване два пъти на ден дава най-добра икономическа ефективност, включваща един цикъл връх-долен и един цикъл връх-равен.

3 Заключение

Приложението на технологията за разпределено съхранение на енергия в комерсиалния и индустриалния сектор помага за подобряване на стабилността и безопасността на електроенергийната мрежа, може да намали проблема с връхно-долни различия, и в същото време, може да предостави по-надеждна доставка на енергия за потребителите. Комерсиалният и индустриалният сектор са типични сценарии за приложение на разпределеното съхранение на енергия. На базата на спестяване на разходите за електричество и принос за потребителите, то може да подобри степента на използване на чистата енергия, намали загубите при преноса на електричество и допринесе за постигането на „двойните“ целеви показатели за климатичните промени.

Системата за съхранение на енергия може да осъществи регулиране на мощността от страна на потребителите чрез стратегии за зареждане и разтоварване, да спести разходите за електричество чрез арбитраж на разликите в цените между връхни и долни периоди, и може да разшири ползите чрез сътрудничество с реакцията от страна на потребителите, управление на капацитета и т.н.