تحلیل عملکرد سیستم های ذخیره سازی انرژی توزیع شده برای کاربردهای پشت دستگاه در بخش تجاری و صنعتی

تکنولوژی ذخیره‌سازی انرژی، که نقطه کانونی در انرژی‌های تازه است، برق را برای تنظیم تامین پیک/دره شبکه ذخیره می‌کند. ذخیره‌سازی انرژی توزیع شده در زمینه‌های تجاری/صنعتی با کاهش نیرو در ساعات پیک، افزایش ثبات شبکه و کاهش عدم تعادل پیک-دره هزینه‌ها را کاهش می‌دهد. این مقاله کاربرد آن را برای کاربران تجاری/صنعتی از طریق سناریوها و امکان‌پذیری بررسی می‌کند.

1. تحلیل سناریوی کاربرد
1.1. تحلیل تقاضا

هزینه‌های برق بخش عمده‌ای از هزینه‌های انرژی تجاری/صنعتی را تشکیل می‌دهند، به ویژه برای سازندگان—10% تا 20% از کل هزینه‌ها برای شرکت‌های عمومی، تا 40% تا 50% برای ذوب‌آوری‌ها. ذخیره‌سازی توزیع شده امکان کاهش نیرو در ساعات پیک، تأمین خودی و پاسخ دادن به تقاضای طرف تقاضا را فراهم می‌کند، ساختارهای انرژی را بهینه می‌کند، مصرف را کاهش می‌دهد و رقابت‌پذیری را افزایش می‌دهد.

1.1.1. کاهش نیرو در ساعات پیک و پرکردن دره

بر اساس الگوهای مصرف کاربر و تعرفه‌های محلی، ذخیره‌سازی مناسب اندازه‌گیری می‌شود. در دوره‌های کم‌هزینه دره/مسطح شارژ شده و در دوره‌های پیک با هزینه بالا دیشارژ می‌شود تا بارهای پیک را کاهش دهد، خرید برق با قیمت بالا را جلوگیری کند و هزینه‌های برق را کاهش دهد.

1.1.2. تأمین خودی

رشد اقتصادی تقاضای برق شهری را افزایش می‌دهد و کمبودهای فصلی/دوره‌ای را ایجاد می‌کند. برای حفظ ثبات شبکه در مواقع کمبود یا اضطراری، شرکت‌های برق از طرح‌های قدرت مرتب استفاده می‌کنند و به شرکت‌ها تشویق می‌کنند تا تقاضای بارهای پیک را کاهش دهند یا مصرف در دوره‌های دره را افزایش دهند.

1.1.3. پاسخ دادن به تقاضای طرف تقاضا (DSR)

DSR، یک راه‌حل کلیدی برای تنش‌های تأمین-تقاضای برق، به معنای تعدیل فعال بارهای برق توسط کاربران تحت انگیزه‌ها است. این امر امکان کاهش نیرو در ساعات پیک و پرکردن دره را فراهم می‌کند. با پیشرفت‌های ذخیره‌سازی توزیع شده، آزمایش‌های DSR در حال گسترش است. شرکت‌های برق استان‌ها حالا طرح‌های انگیزه‌ای صادر می‌کنند که وضعیت بازار ذخیره‌سازی انرژی را تثبیت می‌کند.

1.2. تحلیل بار

ذخیره‌سازی توزیع شده تجاری/صنعتی برای سناریوهای مختلف و انواع بار مناسب است: بارهای شیفت روزانه، تولید سه‌شیفتی و بارهای نوسانی تصادفی.

1.2.1. بار شیفت روزانه

منحنی بار صاف است: پس از شروع کار به یک پیک پایدار افزایش می‌یابد و پس از کار به یک دره کاهش می‌یابد. برای مثال، یک مرکز خرید در ساعت 8:00 صبح شروع می‌کند، از 9:00 صبح تا 6:00 بعد از ظهر به پیک می‌رسد (پایدار، نوسانات کم)، پس از 6:00 بعد از ظهر کاهش می‌یابد و در 10:00 شب تا 8:00 صبح به دره می‌رسد.
کاربران نمونه: مجتمع‌های تجاری، دفترکارها، تولیدکنندگان شیفت روزانه. پیک‌ها با تعرفه‌های روزانه بالا همزمان می‌شوند، دره‌ها با تعرفه‌های شبی کم—ایده‌آل برای کاهش نیرو در ساعات پیک.

1.2.2. بار تولید سه‌شیفتی

بار 24/7 مستمر با نوسانات کم (به عنوان مثال، در عملیات تجهیزات/تغییر مواد). معمولاً در معادن/فلزات وجود دارد، با استفاده از تجهیزات 24 ساعته (فن‌ها، کمپرسورها). شرکت‌های تمرکز یافته بر تولید با هزینه‌های بالا و نیازهای دقیق قابلیت اطمینان روبرو هستند، که برای کاهش نیرو در ساعات پیک، تأمین خودی و غیره مناسب است.
صورتحساب: صنعتی دو بخشی (پایه + هزینه انرژی). طراحی ذخیره‌سازی باید تأثیرات شارژ-دیشارژ بر هزینه‌های پایه را در نظر بگیرد.

2.1.1. اتصال ولتاژ پایین (ادامه)

روش اتصال ولتاژ پایین مزایایی مانند طرح اتصال ساده، هزینه‌های بازسازی کم و روندهای ساده دارد. با این حال، نسبت به نرخ بار ترانسفورماتور و ظرفیت جذب بار نیازهای نسبتاً بالایی دارد. علاوه بر این، فقط برای بار ترانسفورماتور خاص کار می‌کند و نمی‌تواند برق را به بارهای ترانسفورماتورهای دیگر تأمین کند.

2.1.2. اتصال ولتاژ بالا

اتصال ولتاژ بالا به این معناست که سیستم ذخیره‌سازی انرژی، از طریق سیستم بالابر داخلی خود، به بار 10kV کاربر در سطح ولتاژ 10kV متصل می‌شود. این روش برای سناریوهایی مناسب است که ترانسفورماتور موجود کاربر ظرفیت اضافی برای شارژ ذخیره‌سازی ندارد یا چندین ترانسفورماتور کاربر با توزیع نامساوی بار وجود دارد. روش وصل‌کردن خاص در شکل 2 نشان داده شده است.

مزایای این روش: شارژ ذخیره‌سازی از نرخ بار ترانسفورماتور مستقل است، قدرت شارژ بدون محدودیت، جذب همزمان بارهای چندین ترانسفورماتور و نرخ جذب بالا. معایب: هزینه‌های سیستم ذخیره‌سازی انرژی بالاتر؛ نیاز به بازسازی ولتاژ بالا سیستم‌های برق کاربر (افزودن هزینه‌های بازسازی)؛ و فرآیند طولانی‌تر و سخت‌گیرانه‌تر برای گسترش کسب و کار/افزایش ظرفیت در شرکت‌های شبکه.

2.2. استراتژی‌های شارژ و دیشارژ

روش‌های اتصال هزینه‌های اولیه ساخت ذخیره‌سازی انرژی را تعیین می‌کنند؛ استراتژی‌های شارژ و دیشارژ درآمد را تعیین می‌کنند.استراتژی‌ها بر اساس سناریو متفاوت هستند: به عنوان مثال، حالت تأمین خودی در حین محدودیت شبکه/کمبودها دیشارژ می‌کند؛ پاسخ دادن به تقاضای طرف تقاضا از سیاست‌های بخش برق پیروی می‌کند. کاهش نیرو در ساعات پیک و پرکردن دره، کاربرد کلیدی تجاری/صنعتی، نیاز به طراحی استراتژی بر اساس دوره‌ها و قیمت‌های تعرفه‌های زمانی دارد.

2.2.1. تعرفه‌های زمانی

به عنوان مثال، تعرفه‌های صنعتی بزرگ 110kV یک استان؛ جزئیات در جدول 1.

2.2.2. تحلیل استراتژی‌های شارژ و دیشارژ

با تحلیل قیمت‌های برق زمانی، یک دوره دره، دو دوره مسطح و دو دوره پیک در روز وجود دارد. برای سیستم ذخیره‌سازی انرژی، اتخاذ استراتژی شارژ دو بار و دیشارژ دو بار در روز بهترین کارایی اقتصادی را دارد، شامل یک چرخه پیک-دره و یک چرخه پیک-مسطح.

3. نتیجه‌گیری

کاربرد تکنولوژی ذخیره‌سازی انرژی توزیع شده در زمینه تجاری و صنعتی به بهبود ثبات و ایمنی شبکه برق کمک می‌کند، می‌تواند مشکل اختلاف پیک-دره برق را کاهش دهد و در عین حال می‌تواند تامین برق قابل اعتماد‌تری برای کاربران فراهم کند. سمت کاربر تجاری و صنعتی یک سناریوی کاربردی نمونه برای ذخیره‌سازی انرژی توزیع شده است. بر اساس صرفه‌جویی در هزینه‌های برق و بهره‌برداری برای کاربران، همچنین می‌تواند نرخ مصرف انرژی پاک را به طور مؤثر افزایش دهد، از دست‌دادهای انتقال برق را کاهش دهد و به دست‌یابی به اهداف "دوگانه کربن" کمک کند.

سیستم ذخیره‌سازی انرژی می‌تواند تنظیم برق را از طریق استراتژی‌های شارژ و دیشارژ باتری در سمت بار انجام دهد، هزینه‌های برق را با دلالی بین قیمت‌های پیک-دره کاهش دهد و می‌تواند با همکاری با پاسخ دادن به تقاضای طرف تقاضا، مدیریت ظرفیت و غیره سودها را بیشتر کند.