Analyse opérationnelle des systèmes de stockage d'énergie distribuée pour les applications commerciales et industrielles derrière le compteur

La technologie de stockage d'énergie, un point focal dans l'énergie nouvelle, stocke l'électricité pour ajuster l'offre de pic/creux du réseau. Le stockage d'énergie distribué dans les contextes commerciaux/industriels réduit les coûts par le nivellement des pics, améliore la stabilité du réseau et atténue les déséquilibres entre les périodes de pic et de creux. Cet article explore son application pour les utilisateurs commerciaux/industriels à partir de scénarios et de faisabilité.

1 Analyse des Scénarios d'Application
1.1 Analyse des Besoins

Les coûts d'électricité dominent les dépenses énergétiques commerciales/industrielles, en particulier pour les fabricants - 10% à 20% des coûts totaux pour les entreprises générales, jusqu'à 40% à 50% pour les fonderies. Le stockage distribué permet le nivellement des pics, l'auto-approvisionnement et la réponse côté demande, optimisant les structures énergétiques, réduisant la consommation et améliorant la compétitivité.

1.1.1 Nivellement des Pics et Remplissage des Creux

Sur la base des modèles de consommation des utilisateurs et des tarifs locaux, déployez un stockage de taille appropriée. Chargez pendant les périodes de creux ou de platitude à faible coût, déchargez pendant les pics à haut coût pour réduire les charges de pointe, éviter les achats d'électricité à prix premium et réduire les coûts d'électricité.

1.1.2 Auto-Approvisionnement

La croissance économique stimule la demande d'électricité urbaine, créant des pénuries saisonnières ou périodiques. Pour assurer la stabilité du réseau lors des crises d'approvisionnement ou des urgences, les services publics utilisent des schémas d'alimentation ordonnée, incitant les entreprises à réduire la demande de pointe ou à augmenter la consommation pendant les périodes de creux.

1.1.3 Réponse Côté Demande (DSR)

La DSR, une solution clé pour les tensions offre-demande d'électricité, décrit les utilisateurs qui ajustent activement leurs charges électriques sous des incitations. Elle permet le nivellement des pics et le remplissage des creux. Avec les progrès du stockage distribué, les pilotes DSR se multiplient. Les services publics provinciaux émettent maintenant des schémas d'incitation, consolidant le statut de marché du stockage d'énergie.

1.2 Analyse de la Charge

Le stockage distribué commercial/industriel convient à divers scénarios et types de charge : journée unique, production en trois quarts, et charges à fluctuation aléatoire.

1.2.1 Charge de Journée Unique

La courbe de charge est lisse : elle monte à un pic stable après le début du travail, puis tombe à un creux après le travail. Par exemple, un centre commercial s'intensifie à 8h00, atteint un pic de 9h00 à 18h00 (stable, faibles fluctuations), diminue après 18h00, et atteint un creux de 22h00 à 8h00.
Utilisateurs typiques : complexes commerciaux, bureaux, fabricants en journée unique. Les pics correspondent aux tarifs élevés diurnes, les creux aux tarifs bas nocturnes - idéal pour le nivellement des pics.

1.2.2 Charge de Production en Trois Quarts

Une charge continue 24/7 avec de légères fluctuations (par exemple, pendant les opérations d'équipement/changements de matériau). Courante dans l'exploitation minière/métallurgie, utilisant des équipements 24h sur 24 (ventilateurs, compresseurs). Les entreprises axées sur la production font face à des coûts élevés et des besoins stricts en fiabilité, ce qui convient au stockage pour le nivellement des pics, l'auto-approvisionnement, etc.
Facturation : industrielle bi-partite (frais de base + frais d'énergie). La conception du stockage doit tenir compte des impacts de la charge-décharge sur les frais de base.

2.1.1 Connexion Basse Tension (Suite)

La méthode de connexion basse tension présente des avantages tels qu'un schéma de connexion simple, des coûts de rénovation faibles et des procédures simples. Cependant, elle impose des exigences relativement élevées sur le taux de charge du transformateur et la capacité d'absorption de la charge. De plus, elle ne fonctionne que pour la charge du transformateur spécifique et ne peut pas fournir d'électricité aux charges d'autres transformateurs.

2.1.2 Connexion Haute Tension

La connexion haute tension signifie que le système de stockage d'énergie, via son système de montée intégré, se connecte au bus 10kV de l'utilisateur au niveau de tension de 10kV. Elle convient aux scénarios où le transformateur existant de l'utilisateur n'a pas de capacité supplémentaire pour la charge du stockage d'énergie, ou où il y a plusieurs transformateurs d'utilisateur avec une distribution inégale de la charge. La méthode de câblage spécifique est illustrée à la Figure 2.

Avantages de cette méthode : la charge du stockage d'énergie n'est pas affectée par le taux de charge du transformateur, puissance de charge illimitée, absorption simultanée de la charge pour plusieurs transformateurs, et taux d'absorption élevé. Inconvénients : coûts plus élevés du système de stockage d'énergie ; nécessité de rénovations haute tension des systèmes électriques des utilisateurs (ajout de coûts de rénovation) ; et processus plus long et plus rigoureux pour l'expansion/croissance de la capacité chez les entreprises de réseau.

2.2 Stratégies de Charge et de Décharge

Les méthodes de connexion déterminent les coûts initiaux de construction du stockage d'énergie ; les stratégies de charge/décharge dictent les revenus.Les stratégies varient selon les scénarios : par exemple, le mode d'auto-approvisionnement décharge pendant les restrictions/raretés du réseau ; la réponse côté demande suit les politiques du département de l'énergie. Le nivellement des pics et le remplissage des creux, le cas d'utilisation clé commercial/industriel, nécessitent une conception de stratégie basée sur les périodes et les prix des tarifs en fonction de l'heure.

2.2.1 Tarifs en Fonction de l'Heure

Prenons comme exemple les tarifs industriels de grande puissance 110kV d'une province ; détails dans le Tableau 1.

2.2.2 Analyse des Stratégies de Charge et de Décharge

En analysant les prix de l'électricité en fonction de l'heure, il y a une période de creux, deux périodes de platitude et deux périodes de pic chaque jour. Pour le système de stockage d'énergie, adopter une stratégie de charge deux fois et de décharge deux fois par jour donne la meilleure efficacité économique, impliquant un cycle pic-creux et un cycle pic-platitude.

3 Conclusion

L'application de la technologie de stockage d'énergie distribuée dans le domaine commercial et industriel aide à améliorer la stabilité et la sécurité du réseau électrique, peut atténuer le problème des différences de pic-creux de l'électricité, et en même temps, peut fournir un approvisionnement en électricité plus fiable aux utilisateurs. Le côté utilisateur commercial et industriel est un scénario d'application typique pour le stockage d'énergie distribué. Sur la base de l'économie des coûts d'électricité et de l'apport de bénéfices aux utilisateurs, cela peut également améliorer efficacement le taux de consommation d'énergie propre, réduire efficacement les pertes de transmission d'électricité, et contribuer à la réalisation des objectifs "double carbone".

Le système de stockage d'énergie peut réguler la puissance sur le côté de la charge grâce à des stratégies de charge et de décharge de batteries, économiser les frais d'électricité en arbitrant la différence de prix entre les pics et les creux, et peut étendre davantage les avantages en coopérant avec la réponse côté demande, la gestion de la capacité, etc.