تحلیل عملکرد سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی توزیع شده برای کاربردهای پشت‌شمارنده در بخش‌های تجاری و صنعتی
فناوری ذخیره‌سازی انرژی، که یک نقطه کانونی در انرژی‌های تجدیدپذیر است، برق را برای تعدیل عرضه و تقاضا در شبکه ذخیره می‌کند. ذخیره‌سازی انرژی توزیع شده در زمینه‌های تجاری و صنعتی با کاهش نیاز به برق در ساعات پیک، افزایش پایداری شبکه و کاهش عدم تعادل بین ساعات پیک و دره عمل می‌کند. این مقاله کاربرد آن را برای کاربران تجاری و صنعتی از طریق سناریوهای مختلف و امکان‌پذیری بررسی می‌کند.
۱ تحلیل سناریوی کاربرد
۱.۱ تحلیل نیاز
هزینه‌های برق عموماً بخش قابل توجهی از هزینه‌های انرژی در بخش تجاری و صنعتی را تشکیل می‌دهند، به خصوص برای تولیدکنندگان—۱۰٪ تا ۲۰٪ از کل هزینه‌ها برای شرکت‌های معمولی و تا ۴۰٪ تا ۵۰٪ برای ذوب‌کن‌ها. ذخیره‌سازی توزیع شده امکان کاهش بار در ساعات پیک، تأمین خودی و پاسخ‌دهی سمت تقاضا را فراهم می‌کند، که منجر به بهینه‌سازی ساختارهای انرژی، کاهش مصرف و افزایش رقابت‌پذیری می‌شود.
۱.۱.۱ کاهش بار در ساعات پیک و پرکردن دره‌ها
با توجه به الگوهای مصرف کاربران و تعرفه‌های محلی، ذخیره‌سازی با اندازه مناسبی نصب می‌شود. در ساعات کم‌هزینه (دره یا مسطح)، شارژ می‌شود و در ساعات پیک با هزینه بالا تخلیه می‌شود تا بارهای پیک را کاهش دهد، خرید برق با هزینه بالا را جلوگیری کند و هزینه‌های برق را کاهش دهد.
۱.۱.۲ تأمین خودی
رشد اقتصادی تقاضای برق شهری را افزایش می‌دهد که می‌تواند منجر به کمبود فصلی یا دوره‌ای شود. برای حفظ پایداری شبکه در مواقع کمبود یا اضطراری، شرکت‌های برق از طرح‌های تامین منظم برق استفاده می‌کنند که تشویق می‌کند شرکت‌ها بارهای پیک را کاهش دهند یا مصرف در ساعات دره را افزایش دهند.
۱.۱.۳ پاسخ‌دهی سمت تقاضا (DSR)
DSR، یک راه‌حل کلیدی برای تنش‌های عرضه و تقاضای برق، به معنای تنظیم بارهای برق توسط کاربران تحت تشویق است. این روش امکان کاهش بارهای پیک و پرکردن دره‌ها را فراهم می‌کند. با پیشرفت‌های ذخیره‌سازی توزیع شده، پروژه‌های آزمایشی DSR در حال گسترش است. شرکت‌های برق استانی حالا طرح‌های تشویقی منتشر می‌کنند که وضعیت بازار ذخیره‌سازی انرژی را تثبیت می‌کنند.
۱.۲ تحلیل بار
ذخیره‌سازی توزیع شده تجاری و صنعتی برای سناریوهای مختلف و انواع بار مناسب است: بارهای شیفت روزانه، تولید سه شیفتی و بارهای تصادفی متغیر.
۱.۲.۱ بار شیفت روزانه
منحنی بار صاف است: پس از شروع کار بالا می‌رود، سپس پس از پایان کار به دره می‌رسد. به عنوان مثال، یک مرکز خرید در ساعت ۸:۰۰ صبح شروع می‌کند، از ساعت ۹:۰۰ صبح تا ۶:۰۰ بعد از ظهر به پیک می‌رسد (ثابت و با نوسانات کم) و پس از ۶:۰۰ بعد از ظهر کاهش می‌یابد و در ساعت ۱۰:۰۰ شب تا ۸:۰۰ صبح به دره می‌رسد. کاربران نمونه: مجتمع‌های تجاری، دفترکارها، تولیدکنندگان شیفت روزانه. پیک‌ها با تعرفه‌های برق روزانه بالا و دره‌ها با تعرفه‌های شبی کم مطابقت دارند—این مورد برای کاهش بارهای پیک مناسب است.
کاربران نمونه: مجتمع‌های تجاری، دفترکارها، تولیدکنندگان شیفت روزانه. پیک‌ها با تعرفه‌های برق روزانه بالا و دره‌ها با تعرفه‌های شبی کم مطابقت دارند—این مورد برای کاهش بارهای پیک مناسب است.
۱.۲.۲ بار تولید سه شیفتی
باری ۲۴/۷ پیوسته با نوسانات کم (به عنوان مثال، در حین عملیات تجهیزات یا تغییر مواد). معمولاً در معادن و متالورژی با تجهیزات ۲۴ ساعته (مانند بادکنک‌ها و کمپرسورها) وجود دارد. شرکت‌های تمرکز تولید با هزینه‌های بالا و نیازهای پایداری دقیق، مناسب برای کاهش بارهای پیک، تأمین خودی و غیره هستند. صورتحساب: دو بخش صنعتی (بنیادی + هزینه انرژی). طراحی ذخیره‌سازی باید تأثیر شارژ-تخلیه بر هزینه‌های بنیادی را در نظر بگیرد.
صورتحساب: دو بخش صنعتی (بنیادی + هزینه انرژی). طراحی ذخیره‌سازی باید تأثیر شارژ-تخلیه بر هزینه‌های بنیادی را در نظر بگیرد.
۲.۱.۱ اتصال ولتاژ پایین (ادامه)
روش اتصال ولتاژ پایین مزایایی مانند طرح اتصال ساده، هزینه‌های تغییرات کم و رویه‌های ساده دارد. با این حال، این روش نیازهای نسبتاً بالایی برای نرخ بار ترانسفورماتور و ظرفیت جذب بار دارد. علاوه بر این، فقط برای بار ترانسفورماتور خاص کار می‌کند و نمی‌تواند برق به بارهای ترانسفورماتورهای دیگر تامین کند.
۲.۱.۲ اتصال ولتاژ بالا
اتصال ولتاژ بالا به این معنی است که سیستم ذخیره‌سازی انرژی از طریق سیستم بالابر داخلی خود به شین ۱۰kV کاربر در سطح ولتاژ ۱۰kV متصل می‌شود. این روش برای مواردی مناسب است که ترانسفورماتور موجود کاربر ظرفیت اضافی برای شارژ ذخیره‌سازی ندارد یا چندین ترانسفورماتور کاربر با توزیع نامتعادل بار وجود دارد. روش وصل کردن خاص در شکل ۲ نشان داده شده است.
مزایای این روش: شارژ ذخیره‌سازی از نرخ بار ترانسفورماتور مستقل است، قدرت شارژ محدودیتی ندارد، جذب بار همزمان برای چندین ترانسفورماتور و نرخ جذب بالا. معایب: هزینه‌های سیستم ذخیره‌سازی انرژی بالاتر؛ نیاز به تغییرات ولتاژ بالا در سیستم‌های برق کاربر (افزودن هزینه‌های تغییرات)؛ و فرآیند طولانی‌تر و سخت‌گیرانه‌تر برای گسترش/افزایش ظرفیت در شرکت‌های شبکه.
۲.۲ استراتژی‌های شارژ و تخلیه
روش‌های اتصال هزینه‌های اولیه ساخت ذخیره‌سازی انرژی را تعیین می‌کنند؛ استراتژی‌های شارژ و تخلیه درآمد را تعیین می‌کنند. استراتژی‌ها بر اساس سناریو متفاوت هستند: به عنوان مثال، حالت تأمین خودی در زمان محدودیت یا کمبود شبکه تخلیه می‌کند؛ پاسخ‌دهی سمت تقاضا طبق سیاست‌های بخش برق عمل می‌کند. کاهش بارهای پیک و پرکردن دره‌ها، که مورد استفاده کلیدی تجاری و صنعتی است، نیاز به طراحی استراتژی بر اساس دوره‌های و ساعات تعرفه‌های متغیر دارد.استراتژی‌ها بر اساس سناریو متفاوت هستند: به عنوان مثال، حالت تأمین خودی در زمان محدودیت یا کمبود شبکه تخلیه می‌کند؛ پاسخ‌دهی سمت تقاضا طبق سیاست‌های بخش برق عمل می‌کند. کاهش بارهای پیک و پرکردن دره‌ها، که مورد استفاده کلیدی تجاری و صنعتی است، نیاز به طراحی استراتژی بر اساس دوره‌های و ساعات تعرفه‌های متغیر دارد.
۲.۲.۱ تعرفه‌های متغیر زمانی
به عنوان مثال، تعرفه‌های صنعتی بزرگ ۱۱۰kV یک استان؛ جزئیات در جدول ۱.
۲.۲.۲ تحلیل استراتژی‌های شارژ و تخلیه
با تحلیل قیمت‌های برق متغیر زمانی، هر روز یک دوره دره، دو دوره مسطح و دو دوره پیک وجود دارد. برای سیستم ذخیره‌سازی انرژی، استراتژی شارژ دو بار و تخلیه دو بار در روز بهترین کارایی اقتصادی را فراهم می‌کند، شامل یک چرخه پیک-دره و یک چرخه پیک-مسطح.
۳ نتیجه‌گیری
کاربرد فناوری ذخیره‌سازی انرژی توزیع شده در زمینه تجاری و صنعتی به بهبود پایداری و ایمنی شبکه برق کمک می‌کند، می‌تواند مشکل تفاوت بین بارهای پیک و دره را کاهش دهد و همزمان تامین برق مطمئن‌تری برای کاربران فراهم کند. سمت کاربر تجاری و صنعتی یک سناریوی کاربردی معمول برای ذخیره‌سازی انرژی توزیع شده است. بر اساس صرفه‌جویی در هزینه‌های برق و مزایایی که به کاربران می‌بخشد، همچنین می‌تواند به بهبود نرخ مصرف انرژی تمیز، کاهش ضایعات انتقال برق و دستیابی به اهداف "دوگانه کربن" کمک کند.
سیستم ذخیره‌سازی انرژی می‌تواند تنظیم برق در سمت بار را از طریق استراتژی‌های شارژ و تخلیه باتری انجام دهد، هزینه‌های برق را با معامله‌گری اختلاف قیمت پیک-دره کاهش دهد و می‌تواند مزایای بیشتری را با همکاری با پاسخ‌دهی سمت تقاضا، مدیریت ظرفیت و غیره ایجاد کند.
