Operativna analiza distribuiranih sustava za pohranu energije za komercijalne i industrijske primjene iza mjernog uređaja

Tehnologija pohrane energije, ključna točka u novim izvorima energije, pohranjuje struju za prilagodbu vrha i dneva mreže. Distribuirana pohrana energije u komercijalnim i industrijskim kontekstima smanjuje troškove putem ograničenja vrha, povećava stabilnost mreže i umanjuje neravnoteže vrha i dna. Ovaj rad istražuje njenu primjenu za komercijalne i industrijske korisnike kroz scenarije i mogućnosti.

1 Analiza scenarija primjene
1.1 Analiza potreba

Troškovi električne energije dominiraju u troškovima energije za komercijalne i industrijske subjekte, posebno za proizvođače - 10% - 20% ukupnih troškova za opće poduzeća, do 40% - 50% za topilišta. Distribuirana pohrana omogućuje ograničenje vrha, samopostavljanje i odgovor s strane tražitelja, optimizaciju struktura energije, smanjenje potrošnje i poboljšanje konkurentnosti.

1.1.1 Ograničenje vrha i ispunjavanje dna

Na temelju uzoraka potrošnje korisnika i lokalnih tarifa, implementirati odgovarajuće veličine pohrane. Punjenje tijekom niskih cijena dnevnog perioda, ispraznjava tijekom visokih cijena vrha kako bi se smanjila opterećenost vrha, izbjegla kupnja skuplje struje i smanjili troškovi električne energije.

1.1.2 Samo-opskrbivanje

Ekonomski rast potiče potrebu za električnom energijom u gradovima, stvarajući sezonske/periodične nedostatke. Da bi se osigurala stabilnost mreže tijekom nedostatka ili hitnih situacija, distribucijski sustavi koriste uređene sheme snabdijevanja, poticajući poduzeća da smanje potrebu za vrhom ili povećaju potrošnju tijekom dnevnog perioda.

1.1.3 Odgovor s strane tražitelja (DSR)

DSR, ključna rješenja za napetosti snabdevanja i potražnje za strujom, opisuje korisnike koji aktivno prilagođavaju opterećenja električne energije pod poticajima. Omogućuje ograničenje vrha i ispunjavanje dna. S napredkom distribuirane pohrane, DSR piloti se šire. Provincijski distribucijski sustavi sada izdaju poticajne sheme, čvrsto utvrđujući tržišni status pohrane energije.

1.2 Analiza opterećenja

Distribuirana pohrana za komercijalne i industrijske subjekte odgovara različitim scenarijima i tipovima opterećenja: radni smjene, tri smjene proizvodnje i slučajno fluktuirajuća opterećenja.

1.2.1 Radni smjene

Krivulja opterećenja je glatka: porast do stabilnog vrha nakon početka rada, zatim pad do dna nakon rada. Na primjer, centar za kupovinu počinje s radom u 8:00, doseže vrh u 9:00 - 18:00 (stabilno, niske fluktuacije), pada poslije 18:00, i dostiže dno u 22:00 - 8:00.
Tipični korisnici: trgovci, uredi, proizvođači s radnim smjenama. Vrhovi se poklapaju s dnevnim visokim tarifama, dnevnim periodima s niskim tarifama - idealno za ograničenje vrha.

1.2.2 Tri smjene proizvodnje

Neprekidno opterećenje 24/7 s malim fluktuacijama (npr., tijekom operacija opreme/promjena materijala). Uobičajeno u rudarstvu/metallurgiji, koristi 24-satnu opremu (ventilatori, kompresori). Proizvodni subjekti suočeni su s visokim troškovima i strogo definiranim zahtjevima za pouzdanosti, što odgovara pohrani za ograničenje vrha, samo-opskrbivanje itd.
Naplatni model: dvodijelni industrijski (osnovni + troškovi energije). Dizajn pohrane mora uzeti u obzir utjecaj punjenja-i-ispraznjava na osnovne troškove.

2.1.1 Spajanje niskog napona (Nastavak)

Metoda spajanja niskog napona ima prednosti poput jednostavnog sheme spajanja, niskih troškova rekonstrukcije i jednostavnih postupaka. Međutim, postavlja relativno visoke zahtjeve na stopu opterećenja transformatora i sposobnost apsorbiranja opterećenja. Također, radi samo za opterećenje specifičnog transformatora i ne može snabdeti strujom opterećenja drugih transformatora.

2.1.2 Spajanje visokog napona

Spajanje visokog napona znači da se sustav pohrane energije, preko ugrađenog sustava za povećanje napona, spaja na 10kV bus korisnika na nivou napona od 10kV. Odnosi se na scenarije gdje postojeći transformator korisnika nema dodatnu kapacitet za punjenje pohrane energije, ili gdje postoji više transformatora korisnika s nejednakim raspodjelom opterećenja. Konkretna metoda spajanja prikazana je na slici 2.

Prednosti ove metode: punjenje pohrane energije ne ovisi o stopi opterećenja transformatora, neograničena snaga punjenja, simultano apsorbiranje opterećenja za više transformatora, i visoka stopa apsorbiranja. Nedostaci: veći troškovi sustava pohrane energije; potreba za rekonstrukcijom visokog napona korisničkih sustava (dodavanje troškova rekonstrukcije); i duži, stroži postupak za proširenje poslovanja/povećanje kapaciteta kod distribucijskih tvrtki.

2.2 Strategije punjenja i ispraznjava

Metode spajanja određuju početne troškove konstrukcije pohrane energije; strategije punjenja i ispraznjava određuju prihod.Strategije variraju prema scenariju: npr., u režimu samo-opskrbivanja ispraznjava se tijekom ograničenja ili nedostatka mreže; odgovor s strane tražitelja slijedi politike odjela za struju. Ključni primjeri komercijalne i industrijske upotrebe, ograničenje vrha i ispunjavanje dna, zahtijevaju dizajn strategije na temelju vremenskih razdoblja i cijena tarife ovisne o vremenu.

2.2.1 Tarife ovisne o vremenu

Uzmimo za primjer tarife za velika industrijska poduzeća s 110kV u nekoj provinciji; detalji u tablici 1.

2.2.2 Analiza strategija punjenja i ispraznjava

Analizom cijena električne energije ovisnih o vremenu, svakodnevno postoji jedno razdoblje dna, dva razdoblja ravni, i dva razdoblja vrha. Za sustav pohrane energije, primjena strategije punjenja dvaput i ispraznjava dvaput dnevno daje najbolju ekonomsku učinkovitost, uključujući jedan ciklus vrha-dna i jedan ciklus vrha-ravni.

3 Zaključak

Primjena tehnologije distribuirane pohrane energije u komercijalnom i industrijskom sektoru pomaže u poboljšanju stabilnosti i sigurnosti mreže električne energije, može ublažiti problem razlike vrha i dna, te istodobno pružiti pouzdaniju snabdevanje strujom korisnicima. Komercijalni i industrijski korisnici su tipični scenariji primjene distribuirane pohrane energije. Na temelju uštede troškova struje i donošenju koristi korisnicima, također može efektivno poboljšati stopu potrošnje čistih izvora energije, smanjiti gubitke pri prijenosu struje, i doprinijeti ostvarenju “dvostruke karbonske” ciljeve.

Sustav pohrane energije može regulirati opterećenje s strane tražitelja putem strategija punjenja i ispraznjava baterija, smanjiti troškove struje arbitražom razlike cijena vrha i dna, i dalje proširiti koristi suradnjom s odgovorom s strane tražitelja, upravljanjem kapaciteta itd.