상업 및 산업 비트미터 응용 분야를 위한 분산 에너지 저장 시스템의 운영 분석

에너지 저장 기술은 신재생 에너지의 핵심 포인트로, 전력망의 피크/밸리 공급 조정을 위해 전기를 저장합니다. 상업/산업 분야에서의 분산형 에너지 저장은 피크-세이빙을 통해 비용 절감, 전력망 안정성 향상, 그리고 피크-밸리 불균형 완화를 가능하게 합니다. 이 논문은 상업/산업 사용자들의 적용 사례와 타당성을 살펴봅니다.

1. 적용 시나리오 분석
1.1 수요 분석

전기 비용은 상업/산업 에너지 비용의 주요 부분을 차지하며, 특히 제조업체의 경우 전체 비용의 10% - 20%, 정련소의 경우 40% - 50%까지 차지합니다. 분산형 저장은 피크-세이빙, 자가 공급, 수요 반응을 가능하게 하여 에너지 구조 최적화, 소비 감소, 경쟁력 향상을 도모합니다.

1.1.1 피크-세이빙 및 밸리-필링

사용자의 소비 패턴과 지역 요금에 따라 적절한 크기의 저장 장치를 배치합니다. 저렴한 밸리/플랫 시간대에 충전하고, 높은 피크 시간대에 방전하여 피크 부하를 줄이고, 고가의 전력 구매를 피하며, 전기 비용을 낮춥니다.

1.1.2 자가 공급

경제 성장은 도시의 전력 수요를 증가시키며, 계절적/기간적 부족을 초래합니다. 공급 부족이나 비상 상황 중에도 전력망의 안정성을 유지하기 위해, 유틸리티는 순서대로 전력 계획을 사용하여 기업들이 피크 부하 수요를 줄이거나 밸리 기간 소비를 늘릴 것을 유도합니다.

1.1.3 수요 반응 (DSR)

DSR은 전력 공급-수요 간 긴장을 해결하는 핵심 솔루션으로, 사용자가 인센티브 아래 전력 부하를 능동적으로 조정하는 것을 의미합니다. 피크-세이빙/밸리-필링을 가능하게 합니다. 분산형 저장 기술의 발전에 따라 DSR 파일럿 프로젝트가 확장되고 있으며, 지방 유틸리티들은 이제 인센티브 체계를 발표하여 에너지 저장의 시장 지위를 강화하고 있습니다.

1.2 부하 분석

상업/산업 분산형 저장은 다양한 시나리오와 부하 유형에 적합합니다: 일일 교대, 3교대 생산, 임의 변동 부하.

1.2.1 일일 교대 부하

부하 곡선은 매끄럽습니다: 근무 시작 후 안정적인 피크로 상승하다가, 근무 종료 후 밸리로 하락합니다. 예를 들어, 쇼핑몰은 오전 8시부터 가동되며, 오전 9시부터 오후 6시까지 (안정적이고 낮은 변동) 피크를 유지하고, 오후 6시 이후 하락하여 밤 10시부터 다음날 오전 8시까지 밸리 상태를 유지합니다.
대표적인 사용자: 상업 복합체, 사무실, 일일 교대 제조업체. 피크는 낮 시간대의 고가 요금, 밸리는 밤 시간대의 저가 요금과 일치하여 피크-세이빙에 이상적입니다.

1.2.2 3교대 생산 부하

24시간 연속 부하로, 미세한 변동이 있습니다 (예: 장비 운영/재료 변경 중). 광산/제련 산업에서 흔히 보이며, 24시간 작동하는 장비 (환기기, 압축기)를 사용합니다. 생산 중심 기업들은 높은 비용과 엄격한 신뢰성 요구사항을 가지고 있어, 피크-세이빙, 자가 공급 등에 적합합니다.
요금 청구: 두 가지 구성 요소 (기본 + 에너지 요금). 저장 설계는 충전-방전이 기본 요금에 미치는 영향을 고려해야 합니다.

2.1.1 저압 연결 (계속)

저압 연결 방법은 연결 구조가 간단하고, 개조 비용이 낮으며, 절차가 간편한 장점이 있습니다. 그러나 변압기 부하율과 부하 흡수 용량에 대한 요구사항이 상대적으로 높습니다. 또한 특정 변압기의 부하만 지원할 수 있으며, 다른 변압기의 부하에는 전력을 공급할 수 없습니다.

2.1.2 고압 연결

고압 연결은 에너지 저장 시스템이 내장 스텝업 시스템을 통해 사용자의 10kV 버스에 10kV 전압으로 연결되는 것을 의미합니다. 사용자의 기존 변압기가 에너지 저장 충전용 여유 용량이 없거나, 여러 사용자 변압기의 부하 분포가 불균형인 경우에 적합합니다. 구체적인 배선 방법은 그림 2에 표시되어 있습니다.

이 방법의 장점: 에너지 저장 충전이 변압기 부하율에 영향을 받지 않음, 충전 전력 제약이 없음, 여러 변압기의 동시 부하 흡수, 높은 흡수율. 단점: 에너지 저장 시스템 비용이 높음, 사용자의 전력 시스템 고압 개조 필요 (개조 비용 추가), 그리드 회사의 사업 확장/용량 증가 절차가 더 길고 엄격함.

2.2 충전 및 방전 전략

연결 방법은 초기 에너지 저장 건설 비용을 결정하며, 충전/방전 전략은 수익을 결정합니다. 시나리오에 따라 전략이 다릅니다: 예를 들어, 자가 공급 모드는 그리드 제한/부족 시 방전하며, 수요 반응은 전력 부서 정책을 따릅니다. 상업/산업의 주요 사용 사례인 피크-세이빙/밸리-필링은 시간별 요금 기간과 가격에 기반한 전략 설계가 필요합니다.

2.2.1 시간별 요금

주요 산업용 110kV 요금을 예로 들면, 세부 사항은 표 1에 나와 있습니다.

2.2.2 충전 및 방전 전략 분석

시간별 전기 요금을 분석하면, 하루에 한 번의 밸리 기간, 두 번의 플랫 기간, 두 번의 피크 기간이 있습니다. 에너지 저장 시스템은 하루에 두 번 충전하고 두 번 방전하는 전략을 채택하면 가장 경제적 효율성이 높습니다. 이를 통해 한 번의 피크-밸리 주기와 한 번의 피크-플랫 주기를 포함합니다.

3. 결론

분산형 에너지 저장 기술의 상업 및 산업 분야 적용은 전력망의 안정성과 안전성을 향상시키며, 전력 피크-밸리 차이 문제를 완화하고, 동시에 사용자에게 더 안정적인 전력 공급을 제공합니다. 상업 및 산업 사용자는 분산형 에너지 저장의 대표적인 적용 사례입니다. 전기 비용 절감과 사용자 이익을 가져오는 동시에, 청정 에너지 소비률을 효과적으로 향상시키고, 전력 송전 손실을 줄이며, "이중 탄소" 목표 달성에 기여할 수 있습니다.

에너지 저장 시스템은 배터리 충전 및 방전 전략을 통해 부하 측에서 전력 조절을 실현하며, 피크-밸리 가격 차이를 이용하여 전기 요금을 절감할 수 있으며, 수요 반응, 용량 관리 등과 협력하여 더욱 큰 이익을 창출할 수 있습니다.